專利名稱：水溶性丙烯酸樹脂的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，特別是涉及一種丙烯酸樹脂的制備方法。
背景技術：
與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，水溶性涂料具有價格低、使用安全，節(jié)省資源和能源， 減少環(huán)境污染和公害等優(yōu)點，因而已成為當前發(fā)展涂料工業(yè)的主要方向。水溶性丙烯酸樹脂涂料因具有流平好、光澤高、成膜佳及涂膜致密性好等諸多優(yōu)點，可顯著提高施工固化過程中的安全可靠性，并且保留了溶劑型丙烯酸樹脂涂料在機械性能、防護性能及裝飾性能等方面的優(yōu)點，成為水溶性涂料中發(fā)展最快、品種最多的無污染型涂料。水溶性丙烯酸的制備，需要選擇合適的單體、溶劑、引發(fā)劑等反應試劑，并設計適當的反應過程，使反應得率提高。申請?zhí)枮镃N20051012^K)1. 9的專利文獻公開了一種水溶性丙烯酸樹脂及制備方法。該方法需要分兩步進行，第一步先生成溶劑型丙烯酸樹脂，第二步將溶劑型丙烯酸樹脂與水反應生成水溶性的丙烯酸樹脂，其間還需要每隔5分鐘取樣檢測一次。該方法工藝復雜，費時費力，不利于工業(yè)化生產，且生產中加入了大量氨水，使產品的VOC (揮發(fā)性有機物)較高。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種水溶性丙烯酸樹脂的制備方法。本發(fā)明選料科學，步驟簡單，轉化率高，生產成本低，得到的水溶性丙烯酸樹脂具有良好的水分散性和潤飾性。本發(fā)明的技術方案如下
水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，具體步驟如下
(1)將丙二醇甲醚醋酸酯投入反應器，并加熱到回流狀態(tài)；
(2)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯以及90wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯混合均勻；
(3)在丙二醇甲醚醋酸酯的回流狀態(tài)下，把步驟(2)所得的混合原料均勻滴加入反應器，用時3. 5、小時滴加完畢；
(4)保溫3(Γ45分鐘后向反應器中補加5wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯，保溫3(Γ45分鐘小時后向反應器中補加剩余的5wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯，然后繼續(xù)保溫2 2. 5小時；
(5)降溫到15(T160°C，將酸酐類原料加入反應器，保溫廣2小時；
(6)降溫到7(T80°C，加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻即可； 上述步驟中各種原料及其重量百分比為
過氧化苯甲酸叔丁酯0. 8 4% ； 甲基丙烯酸甲酯3. 6 6. 5%； 丙烯酸丁酯:15.6 20%; 二甲基乙醇胺2. 6 5. 5%；丙二醇甲醚醋酸酯26. 6^32% ；
去離子水2519% ；
丙烯酸羥乙酯5 14%;
酸酐類原料2. 6 5. 5% ；
所述酸酐類原料為順丁烯二酸酐或丁二酸酐。本發(fā)明有益的技術效果在于
1、本發(fā)明是水溶性丙烯酸樹脂制備方法的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的水性丙烯酸樹脂是利用丙烯酸或甲基丙烯酸的羧基和胺中和成鹽，實現(xiàn)丙烯酸樹脂的水溶。而本發(fā)明先合成帶羥基的丙烯酸樹脂，然后通過酸酐和帶羥基的高分子反應產生羧基，然后和胺中和成鹽，實現(xiàn)樹脂的水溶。其中單體甲基丙烯酸甲酯具有良好的耐醇性和耐水性；功能單體丙烯酸羥乙酯可以改善丙烯酸樹脂對顏料、填料的潤飾性及對基材的附著力；酸酐開環(huán)和羥基反應引入羧基， 羧基與水有良好的相容性，從而提高了丙烯酸樹脂的水稀釋性。丙烯酸丁酯也是一種單體。2、過氧化苯甲酸叔丁酯作為引發(fā)劑，丙二醇甲醚醋酸酯作為溶劑，二甲基乙醇胺作為中和劑。本發(fā)明用二甲基乙醇胺代替了對比文獻中的氨水作為中和劑，可以減少胺的使用量，降低了產品的V0C，制得的水溶性丙烯酸樹脂酸值低，其機械性能調節(jié)的范圍更廣， 增加了漆膜硬度。同時，二甲基乙醇胺可以提高丙烯酸樹脂的水分散性，使其與氨基樹脂具有相溶性，并可以改善其成漆潤飾性和流平性。3、本發(fā)明在制備過程中追加滴加引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯，可以提高反應的轉化率。
具體實施例方式實施例1
(1)將丙二醇甲醚醋酸酯投入反應器，并加熱到回流狀態(tài)；
(2)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯以及過氧化苯甲酸叔丁酯g混合均
勻；
(3)在丙二醇甲醚醋酸酯的回流狀態(tài)下，把步驟(2)所得的混合原料均勻滴加入反應器，用時3小時30分鐘滴加完畢；
(4)保溫30分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，保溫45分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，然后繼續(xù)保溫2小時；
(5)降溫到150°C，將順丁烯二酸酐加入反應器，保溫1小時；
(6)降溫到80°C，加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻即可。上述步驟中各種原料及其重量見表1所示，表中數據單位為g。實施例2:
(1)將丙二醇甲醚醋酸酯投入反應器，并加熱到回流狀態(tài)；
(2)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯以及過氧化苯甲酸叔丁酯g混合均
勻；
(3)在丙二醇甲醚醋酸酯的回流狀態(tài)下，把步驟(2)所得的混合原料均勻滴加入反應器，用時3小時30分鐘滴加完畢；
(4)保溫30分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，保溫45分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，然后繼續(xù)保溫2小時；
(5)降溫到150°C，將順丁烯二酸酐加入反應器，保溫1；
(6)降溫到80°C，加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻即可。上述步驟中各種原料及其重量見表1所示，表中數據單位為g。實施例3:
(1)將丙二醇甲醚醋酸酯投入反應器，并加熱到回流狀態(tài)；
(2)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯以及過氧化苯甲酸叔丁酯g混合均
勻；
(3)在丙二醇甲醚醋酸酯的回流狀態(tài)下，把步驟(2)所得的混合原料均勻滴加入反應器，用時3小時40分鐘滴加完畢；
(4)保溫35分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，保溫40分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，然后繼續(xù)保溫2小時10分鐘；
(5)降溫到150°C，將順丁烯二酸酐加入反應器，保溫1小時20分鐘；
(6)降溫到80°C，加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻即可。上述步驟中各種原料及其重量見表1所示，表中數據單位為g。實施例4:
(1)將丙二醇甲醚醋酸酯投入反應器，并加熱到回流狀態(tài)；
(2)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯以及過氧化苯甲酸叔丁酯g混合均
勻；
(3)在丙二醇甲醚醋酸酯的回流狀態(tài)下，把步驟(2)所得的混合原料均勻滴加入反應器，用時3小時40分鐘滴加完畢；
(4)保溫35分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，保溫40分鐘后向反應器中補加過氧化苯甲酸叔丁酯的g，然后繼續(xù)保溫2小時10分鐘；
(5)降溫到150°C，將順丁烯二酸酐加入反應器，保溫1小時20分鐘；
(6)降溫到70°C，加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻即可。上述步驟中各種原料及其重量見表1所示，表中數據單位為g。表1 (單位 g)
權利要求
1.水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)將丙二醇甲醚醋酸酯投入反應器，并加熱到回流狀態(tài)；(2)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯以及90wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯混合均勻；(3)在丙二醇甲醚醋酸酯的回流狀態(tài)下，把步驟(2)所得的混合原料均勻滴加入反應器，用時3. 5、小時滴加完畢；(4)保溫3(Γ45分鐘后向反應器中補加5wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯，保溫3(Γ45分鐘小時后向反應器中補加剩余的5wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯，然后繼續(xù)保溫2 2. 5小時；(5)降溫到15(T160°C，將酸酐類原料加入反應器，保溫廣2小時；(6)降溫到7(T80°C，加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻即可； 上述步驟中各種原料及其重量百分比為過氧化苯甲酸叔丁酯0. 8 4% ； 甲基丙烯酸甲酯3. 6 6. 5%； 丙烯酸丁酯15. 6 20%; 二甲基乙醇胺2. 6 5. 5%； 丙二醇甲醚醋酸酯26. 6^32% ； 去離子水2519% ； 丙烯酸羥乙酯5 14%; 酸酐類原料2. 6 5. 5%。
2.根據權利要求1所述的水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于所述酸酐類原料為順丁烯二酸酐或丁二酸酐。
全文摘要
水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，具體步驟如下(1)將丙二醇甲醚醋酸酯投入反應器，并加熱到回流狀態(tài)；(2)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯以及90wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯混合均勻；(3)在丙二醇甲醚醋酸酯的回流狀態(tài)下，把混合原料均勻滴加入反應器；(4)兩次保溫30~45分鐘后向反應器中補加5wt%的過氧化苯甲酸叔丁酯，繼續(xù)保溫2~2.5小時；(5)降溫到150~160℃，將酸酐類原料加入，保溫1~2小時；(6)降溫到70~80℃，加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻。本發(fā)明選料科學，步驟簡單，轉化率高，生產成本低，得到的水溶性丙烯酸樹脂具有良好的水分散性和潤飾性。
文檔編號C09D133/08GK102408512SQ20111031722
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權日2011年10月19日
發(fā)明者仝偉, 惠正權, 楊建平, 薛中群, 薛正彪 申請人:江蘇三木集團有限公司