一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂及其合成方法与流程

本发明属于丙烯酸树脂粉末涂料，具体涉及一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂及其合成方法。

背景技术：

1、羧基型丙烯酸树脂作为粉末涂料中最为常用的一种消光树脂交联剂，广泛用于汽车、家电及高档装饰领域，具有广阔的应用前景。当丙烯酸树脂对于应用至烘箱、锅炉、热交换器、汽车零件、烹饪组件、炊具等的涂料明显需要显示出耐高温性，然而涂层在经受350℃以上高温后耐冲击性较差。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂及其合成方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂及其合成方法，以解决以下技术问题：丙烯酸树脂应用于粉末涂料，涂层在经受350℃以上高温后耐冲击性较差。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，包括如下重量百分比的原料：

4、乙烯基聚倍半硅氧烷5-10％、(甲基)丙烯酸单体20-25％、(甲基)丙烯酸烷基酯单体50-55％、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯5-10％、苯乙烯基单体10-20％、第一引发剂2-5％、第二引发剂0.2-0.5％、固化促进剂0.1-1％，各原料重量百分比之和等于100％。

5、作为本发明的进一步方案，所述乙烯基聚倍半硅氧烷为单乙烯基笼型聚倍半硅氧烷、多乙烯基笼型聚倍半硅氧烷中的任意一种；优选地，所述乙烯基聚倍半硅氧烷为单乙烯基笼型聚倍半硅氧烷。

6、作为本发明的进一步方案，所述(甲基)丙烯酸单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中的任意一种。

7、作为本发明的进一步方案，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯，丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的任意一种或多种按任意比例混合。

8、作为本发明的进一步方案，所述苯乙烯基单体为甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、三乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、庚基苯乙烯、辛基苯乙烯中的任意一种；优选地，所述苯乙烯基单体为苯乙烯。

9、作为本发明的进一步方案，所述第一引发剂和第二引发剂均为2，2’-偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种；优选地，所述第一引发剂和第二引发剂均为过氧化苯甲酰。

10、作为本发明的进一步方案，所述的固化促进剂为咪唑类固化促进剂、季鏻盐类固化促进剂中的任意一种；优选地，所述固化促进剂季鏻盐类固化促进剂。

11、作为本发明的进一步方案，所述一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂的合成方法，具体包括以下步骤：

12、步骤一、向反应容器中加入自由基聚合溶剂，搅拌加热至回流状态，将乙烯基聚倍半硅氧烷、(甲基)丙烯酸单体、(甲基)丙烯酸烷基酯单体、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、苯乙烯基单体和第一引发剂混合均匀，于3-3.5h内滴加到回流的溶剂中，滴加完毕后在回流状态下反应2h，滴加第二引发剂与自由基聚合溶剂的混合溶液，在10min内滴加完毕，然后回流反应2h；

13、步骤二、回流反应结束，加入固化促进剂，蒸馏除去溶剂，待反应体系温度达到180℃时，在真空度为-0.09mpa的条件下反应0.5h，反应完成后解除真空，放料冷却，得一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂。

14、作为本发明的进一步方案，所述自由基聚合溶剂为甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯中的任意一种或多种以任意比例混合；优选地，所述自由基聚合溶剂为二甲苯；步骤一所述自由基聚合溶剂的总质量为原料总重量的90-100％，所述第二引发剂与自由基聚合溶剂的混合溶液中第二引发剂与自由基聚合溶剂的质量比为1:20。

15、作为本发明的进一步方案，所述一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂的tg(玻璃化转变温度)为50-80℃，重均分子量为10000-20000，分子量分布为1.8-2.2。

16、本发明的有益效果：

17、本发明高耐热羧基型丙烯酸树脂是通过乙烯基聚倍半硅氧烷、(甲基)丙烯酸单体、(甲基)丙烯酸烷基酯单体、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、苯乙烯基单体在第一引发剂和第二引发剂的作用下进行自由基聚合反应而得。通过(甲基)丙烯酸单体直接引入羧基，制得丙烯酸树脂酸值在140以上，具有较高的反应活性和交联密度。乙烯基聚倍半硅氧烷是一种有机/无机杂化材料，具有高热稳定性和优异的机械性能，乙烯基聚倍半硅氧烷对丙烯酸树脂进行共聚改性，同时引入了氨基基团与固化促进剂交联，提高了丙烯酸树脂的高耐热性能和机械性能，可为涂层提供更加优异的高耐热性能和抗冲击性能。

技术特征：

1.一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，其特征在于，包括如下重量百分比的原料：乙烯基聚倍半硅氧烷5-10％、(甲基)丙烯酸单体20-25％、(甲基)丙烯酸烷基酯单体50-55％、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯5-10％、苯乙烯基单体10-20％、第一引发剂2-5％、第二引发剂0.2-0.5％、固化促进剂0.1-1％，各原料重量百分比之和等于100％。

2.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，其特征在于，所述乙烯基聚倍半硅氧烷为单乙烯基笼型聚倍半硅氧烷、多乙烯基笼型聚倍半硅氧烷中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯，丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的任意一种或多种按任意比例混合。

5.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，其特征在于，所述苯乙烯基单体为甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、三乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、庚基苯乙烯、辛基苯乙烯中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，其特征在于，所述第一引发剂和第二引发剂均为2，2’-偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂，其特征在于，所述的固化促进剂为咪唑类固化促进剂、季鏻盐类固化促进剂中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂的合成方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂的合成方法，其特征在于，所述自由基聚合溶剂为甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯中的任意一种或多种以任意比例混合；步骤一所述自由基聚合溶剂的总质量为原料总重量的90-100％，所述第二引发剂与自由基聚合溶剂的混合溶液中第二引发剂与自由基聚合溶剂的质量比为1:20。

10.根据权利要求8所述的一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂的合成方法，其特征在于，所述羧基型丙烯酸树脂的tg为50-80℃，重均分子量为10000-20000，分子量分布为1.8-2.2。

技术总结
本发明公开了一种粉末涂料用高耐热羧基型丙烯酸树脂及其合成方法，属于丙烯酸树脂粉末涂料技术领域，包括如下重量百分比的原料：乙烯基聚倍半硅氧烷5‑10％、(甲基)丙烯酸单体20‑25％、(甲基)丙烯酸烷基酯单体50‑55％、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯5‑10％、苯乙烯基单体10‑20％、第一引发剂2‑5％、第二引发剂0.2‑0.5％、固化促进剂0.1‑1％，各原料重量百分比之和等于100％。本发明通过乙烯基聚倍半硅氧烷对丙烯酸树脂进行共聚改性，同时引入了氨基基团与固化促进剂交联，提高了丙烯酸树脂的高耐热性能和机械性能，可为涂层提供优异的高耐热性能和抗冲击性能。

技术研发人员：鲍远志,翁世兵
受保护的技术使用者：安徽科瑞达新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14