一种低VOC丙烯酸树脂涂料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供的一种低VOC丙烯酸树脂涂料，包括以下重量份的组份：丙烯酸树脂30‑50份，固化剂10‑20份，表面活性剂1‑3份，缓冲剂1‑5份，颜填料1‑10份，消泡剂1‑3份，流动促进剂1‑3份，羧甲基壳聚糖5‑10份。本发明专利技术提供的水性丙烯酸树脂涂料利用特殊的单体制得超低VOC、高固含水性丙烯酸树脂涂料，实现水性涂料高固低黏的技术，突破高固体分溶剂型涂料无法水性化的技术难题，进一步减少VOC排放。

【技术实现步骤摘要】
一种低VOC丙烯酸树脂涂料及其制备方法与应用
本专利技术涉及涂料材料领域，特别涉及一种低VOC丙烯酸树脂涂料及其制备方法与应用。
技术介绍
通常要降低涂料的VOC含量有以下几种方法：发展高固体份溶剂型涂料；开发无溶剂粉末涂料；发展水性涂料，以水取代全部或大部分有机溶剂。其中水性涂料是目前最实际有效的办法。而要发展水性涂料，首先就要实现涂料中成膜物质的水性化，也就是发展能够以水稀释的树脂水性树脂。丙烯酸树脂是由丙烯酸类和甲基丙烯酸酯类及其他烯类单体共聚合成的树脂。丙烯酸酯类单体品种多，聚合方法和工艺可选择的种类也很多，其性能可以在很大范围内调整，并且可与多种树脂进行共混或化学改性，以满足不同的应用场合。丙烯酸酯类单体，具有碳碳不饱和双键，经聚合反应生成丙烯酸酯类树脂，不仅具有很高的光、热和化学稳定性，而且具有透明度高、色泽浅、光亮丰满、保色性优、成膜性好、涂膜坚韧、优异的耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品、耐沾污性和附着力高等优点，并且具有原料来源丰富、成本相对较低的特点。因此由聚丙烯酸酯类树脂制备的涂料，具有良好的耐污染、耐酸、耐碱、耐水、成膜性好、使用安全、施工性能良好等优点，在建筑物、汽车表面、胶粘剂等领域得到广泛的应用。单体决定着丙烯酸树脂的物理、化学及机械性能。水性丙烯酸酯树脂的优点是其得以迅速发展的主要因素，但它也具有自身不可消除的缺点。因为丙烯酸酯树脂中含有亲水性基团，如羧基、羟基等，使得涂膜的耐水性、耐污染性和耐溶剂性较差，硬度等机械性能不够好以及成本偏高等缺点，也不能与溶剂型产品相媲美。此外，树脂成膜干燥时间长，漆膜存在热粘冷脆、抗回粘性差、耐热性耐寒性不佳、及耐污性能差等缺点。因此水性丙烯酸酯树脂的应用领域也相应受到限制。水性丙烯酸酯树脂的缺点限制了其使用，为了扩宽丙烯酸酯树脂涂料的应用范围，就必须对丙烯酸酯树脂给予相应的改性以达到使用目的。然而，目前水性丙烯酸树脂的性能有进一步提高的需求。
技术实现思路
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种低VOC丙烯酸树脂涂料及其制备方法与应用。技术方案：本专利技术提供的一种低VOC丙烯酸树脂涂料，包括以下重量份的组份：丙烯酸树脂30-50份，固化剂10-20份，表面活性剂1-3份，缓冲剂1-5份，颜填料1-10份，消泡剂1-3份，流动促进剂1-3份，羧甲基壳聚糖5-10份；所述丙烯酸树脂涂料，其结构式如下：作为优选，所述丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、过量的乙二醇反应，得到式II所示的化合物；反应式如下：(2)式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈反应，得到式I所示的化合物；反应式如下：步骤(1)具体为：室温下，在DCC和DMAP存在下，2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸和过量的乙二醇酯化反应，即得式II所示的化合物；2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、乙二醇的摩尔比为1：(2-3)；DCC和2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为(1.2-1.5)：1，DMAP与2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为(0.5-1.5)：100。步骤(2)具体为：将式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈加入丙酮溶剂中，再加入AIBN作为引发剂，回流反应4-6h，即得共聚物；式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈的摩尔比为1：(2-3)：(2-3)；AIBN的加入量为II所示的化合物、丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈总质量的1-2％。作为优选，所述固化剂为N-羟甲基丙烯酰胺；所述表面活性剂为吐温20，所述缓冲剂为柠檬酸或磷酸二氢铵，所述消泡剂为AC-288，所述流动促进剂为氯化石蜡。本专利技术还提供了上述低VOC丙烯酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)丙烯酸树脂的制备，包括以下步骤：(1.1)2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、过量的乙二醇反应，得到式II所示的化合物；反应式如下：(1.2)式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈反应，得到式I所示的化合物；反应式如下：(2)水性丙烯酸树脂、表面活性剂、羧甲基壳聚糖加热至50-70℃，恒温搅拌1-3h，再加入缓冲剂、颜填料、消泡剂、流动促进剂搅拌混匀，为低VOC丙烯酸树脂涂料的组分A；固化剂，为低VOC丙烯酸树脂涂料的组分B。有益效果：本专利技术提供的水性丙烯酸树脂涂料利用特殊的单体制得超低VOC、高固含水性丙烯酸树脂涂料，实现水性涂料高固低黏的技术，突破高固体分溶剂型涂料无法水性化的技术难题，进一步减少VOC排放。附图说明图1为本专利技术制得的丙烯酸树脂的氢谱图。具体实施方式下面对本专利技术作出进一步说明。实施例1水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)室温下，在DCC和DMAP存在下，2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸和过量的乙二醇酯化反应，即得式II所示的化合物；2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、乙二醇的摩尔比为1：2；DCC和2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为1.2：1，DMAP与2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为0.5：100；(2)将式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈加入丙酮溶剂中，再加入AIBN作为引发剂，回流反应4h，即得共聚物；式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈的摩尔比为1：2：3；AIBN的加入量为II所示的化合物、丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈总质量的1-2％。制得共聚物359.6g，m/z＝411.14，氢谱见图1。实施例2水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)室温下，在DCC和DMAP存在下，2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸和过量的乙二醇酯化反应，即得式II所示的化合物；2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、乙二醇的摩尔比为1：3；DCC和2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为1.5：1，DMAP与2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为1.5：100；(2)将式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈加入丙酮溶剂中，再加入AIBN作为引发剂，回流反应6h，即得共聚物；式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈的摩尔比为1：3：2；AIBN的加入量为II所示的化合物、丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈总质量的1-2％。制得共聚物294.4g。实施例3水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)室温下，在DCC和DMAP存在下，2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸和过量的乙二醇酯化反应，即得式II所示的化合物；2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、乙二醇的摩尔比为1：2.5；DCC和2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为1.3：1，DMAP与2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为1.0：100；(2)将式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈加入丙酮溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低VOC丙烯酸树脂涂料，其特征在于：包括以下重量份的组份：丙烯酸树脂30-50份，固化剂10-20份，表面活性剂1-3份，缓冲剂1-5份，颜填料1-10份，消泡剂1-3份，流动促进剂1-3份，羧甲基壳聚糖5-10份；所述丙烯酸树脂涂料，其结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种低VOC丙烯酸树脂涂料，其特征在于：包括以下重量份的组份：丙烯酸树脂30-50份，固化剂10-20份，表面活性剂1-3份，缓冲剂1-5份，颜填料1-10份，消泡剂1-3份，流动促进剂1-3份，羧甲基壳聚糖5-10份；所述丙烯酸树脂涂料，其结构式如下：





2.根据权利要求1所述的一种低VOC丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、过量的乙二醇反应，得到式II所示的化合物；反应式如下：



(2)式II所示的化合物与丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯腈反应，得到式I所示的化合物；反应式如下：





3.根据权利要求1所述的一种低VOC丙烯酸树脂涂料，其特征在于：步骤(1)具体为：室温下，在DCC和DMAP存在下，2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸和过量的乙二醇酯化反应，即得式II所示的化合物；2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸、乙二醇的摩尔比为1：(2-3)；DCC和2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为(1.2-1.5)：1，DMAP与2-(3-氯苯基)丙-2-烯酸的摩尔比为(0.5-1.5)：100。


4.根据权利要求1所述的一种低VOC丙烯酸树脂涂料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈岳，时迎娜，
申请(专利权)人：奔腾漆业上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31