一种高固体份烤漆用丙烯酸树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及丙烯酸涂料领域，具体涉及一种高固体份烤漆用丙烯酸树脂及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球范围内环保要求的日趋严格以及国内V0C消费税的征收，对传统涂料产 品提出了新的需求。在这种情况下，如何提高涂料的耐久性，改善其耐酸性和保光性，开发 环境友好涂料及涂装技术、降低生产及施工中的挥发性有机化合物，使生产成本合理化，成 为了国内外大多数涂料和树脂开发工作者的设计中心。
[0003] 目前，国内外针对降低涂料V0C排放的研究方向主要有水性涂料、粉末涂料和高 固体份涂料方向。水性涂料产品由于不含有有机溶剂，V0C含量低，以水作为溶剂，节省了 大量资源，且具有在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工等优点，但受其本身制备机理 的制约，涂膜的耐介质性和硬度按常规方法难以满足市场需求。
[0004] 粉末涂料是一种新型的不含溶剂的100%固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染 (不含V0C)、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等优点，但是 粉末涂料在实际应用时，存在边角上粉不均一、固化后涂膜缺陷难掩盖、固化条件高等不足 之处。
[0005] 随着环境保护法的进一步强化和涂料制造技术的提高，高固体份涂料应运而生。 高固体份涂料在漆膜形成过程中依靠有效的交联反应，保证了涂层质量达到热固性溶剂型 涂料的水平或更高，从而达到传统涂层的性能，且V0C含量低，符合国家对涂料V0C排放的 标准。高固体份涂料主要应用于汽车工业，由于低温烘烤及设备的连续性，在汽车修补漆中 使用具有非常好的效果，因此高固体份涂料在轿车的面漆和中涂层使用中占有非常大的比 例。然而，高固体份涂料的制备方法还少有报道。
【发明内容】
[0006] 针对上述技术问题，本发明提供了一种高固体份烤漆用丙烯酸树脂的制备方法， 固含量大于80%，具有优良的耐水性、耐酸性，V0C含量低，符合国家对涂料V0C的排放标准， 可广泛用于汽车漆、金属漆等领域。
[0007] 为了实现本发明的技术目的，本发明采用如下技术方案。
[0008] -种高固体份烤漆用丙烯酸树脂，以重量百分比计，由18%_22%的溶剂、0. 2%_2% 的羧基单体、10%_30%的硬单体、15%-35%的软单体、5%-10%的羟基丙烯酸单体、10%-20%的 叔碳酸缩水甘油酯和2%-8%的引发剂组成。
[0009] 优选的，所述溶剂是二甲苯、丁酮、甲乙酮、醋酸丁酯、甲苯中的一种或几种以任意 比例混合。
[0010] 优选的，所述羧基单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的一种或几种以 任意比例混合。
[0011] 优选的，所述硬单体是甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或 几种以任意比例混合。
[0012] 优选的，所述软单体是丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种以任意比例混 合。
[0013] 优选的，所述羟基丙烯酸单体是丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙 酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种以任意比例混合。
[0014] 优选的，所述叔碳酸缩水甘油酯的环氧当量为235-245。
[0015] 优选的，所述引发剂是3，5，5-三甲基己酸过氧化叔丁酯、过氧化-2-乙基已酸 叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化二 异丙苯中的一种或几种以任意比例混合。
[0016] 相应的，一种高固体份烤漆用丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下： (a) 备料：按配比将羧基单体、硬单体、软单体和羟基丙烯酸单体加入到单体罐A中，将 引发剂加入到另一单体罐B中，搅拌均匀后，冷却降温至10-35Γ，将溶剂和叔碳酸缩水甘 油酯加入到反应釜中，搅拌均匀； (b) 氮气置换：密封反应釜，抽真空排出反应釜中空气，再用氮气复压至常压，再次抽真 空后用氮气复压至常压； (c) 反应：升温开始反应，在搅拌状态下，将单体罐A中的混合单体与单体罐B中的引 发剂一起滴加到反应釜中，滴加完后继续在该温度下保温2-4小时。
[0017] 优选的，所述步骤（C)中反应温度为140°C-180°c，反应压力为0·02MPa-0.1 MPa， 所述混合单体或引发剂的滴加时间为4-8小时。
[0018] 本发明通过采用叔碳酸缩水甘油酯对树脂进行改性，通过控制反应过程中树脂的 分子量和分子量分布，降低树脂粘度。叔碳酸缩水甘油酯由于具有较低表面活性特性，可以 明显改善树脂的润湿流平性，促进各单体之间的聚合反应。同时叔碳酸缩水甘油酯还作为 反应底料，在引发剂的作用下，与各单体之间发生交联反应，未完全转化的叔碳酸缩水甘油 酯可以充当溶剂的作用，降低了高固体份丙烯酸树脂的粘度，同时也减少了高固体份丙烯 酸树脂中V0C的含量。采用压力反应法，所制得的高固体份丙烯酸树脂具有粘度低、分子量 分布较窄的特性。
[0019] 本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，本发明提供的一种高固体份烤漆 用丙烯酸树脂，在保持树脂固体份含量大于80%的同时树脂粘度在3000mPa*s以下，具有较 低的粘度，在汽车涂料喷涂的实际使用过程中，只需添加少量溶剂稀释即可，所含有的V0C 含量低，符合国家对涂料V0C含量的排放标准。
【具体实施方式】
[0020] 为了更好的理解本发明，下面结合实施例对发明作详细的说明。
[0021] 实施例1 : 按质量百分比计，将〇. 2%的丙烯酸、5%的甲基丙烯酸甲酯、5%的苯乙烯、35%的丙烯酸 丁酯、4%的丙烯酸羟乙酯和6%的丙烯酸羟丙酯加入到单体罐A中，将6. 8%的3，5，5-三 甲基己酸过氧化叔丁酯加入到单体罐B中，搅拌均匀后，通冷却水降温至35°C，待用。将10% 的二甲苯、8%的丁酮和20%的叔碳酸缩水甘油酯加入到反应釜中，密封反应釜，抽真空排出 反应釜中的空气，然后用氮气复压至常压，再次抽真空至0. 07-0. 09MPa后，用氮气复压至 常压。开搅拌，搅拌均匀后，反应釜升温至140°C，保持反应釜内压力在0. 02-0.IMPa之间， 同时开始滴加A、B单体罐中的反应物，滴加时间为8小时，滴加完后继续反应2小时，降温 冷却，用10微米或以下规格滤袋进行过滤，检测合格后所得产品即为本发明中所述高固体 份烤漆用丙烯酸树脂。
[0022] 实施例2 : 按质量百分比计，将〇. 4%的丙烯酸、0. 4%的甲基丙烯酸、5%的甲基丙烯酸甲酯、5%的 苯乙稀、10%的甲基丙稀酸异冰片酯、30%的丙稀酸异辛酯、3%的甲基丙稀酸轻乙酯和2%的 甲基丙烯酸羟丙酯加入到单体罐A中，将1%的过氧化-2-乙基已酸叔丁酯、1. 5%的过氧 化苯甲酸叔丁酯、1. 2%的过氧化苯甲酰、0. 5%的过氧化二叔丁基和1%的过氧化二叔戊基 加入到单体罐B中，搅拌均匀后，通冷却水降温至20°C，待用。将5%的二甲