[发明专利]有机硅改性丙烯酸树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸树脂的制备方法，尤其涉及一种引入了有机硅改性的丙烯酸树脂的制备方法，所得的丙烯酸树脂用于在阴极电泳涂料成膜上。

背景技术

随着人们生态意识的不断增强，环保材料的开发应用越来越受到重视，作为绿色环保型的水性电泳涂料受到人们广泛的关注，以水性丙烯酸树脂为基体的水性电泳涂料专用树脂成为研究热点之一。随着阴极电泳涂料应用范围的不断扩大，各种家电、小五金以及办公用品等对外观要求很高的装饰性用品也采用了电泳涂装，特别在五金产品金属表面处理应用最为广泛，可替代市场上的五金材料油性喷漆、水洗喷漆工艺、电镀厂的表面电镀涂装工艺，如：窗饰制品、门窗配件、电镀产品封闭防护、卫浴制品、锁具、服装制品、装饰材料等的表面涂装，不仅可以得到具有金属感的各种色泽的涂装外观，耐蚀性和结合力提高，而且规避了采用喷漆涂装产生的环境压力、简化了加工工艺，其应用前景十分广阔。

将不饱和有机硅单体的引入到阳离子水性丙烯酸树脂中，可有效提高聚合物树脂涂膜的硬度、耐刮伤性和自洁性能，并可保持涂膜的透明性。目前有机硅在聚合物中主要以物理添加的方式为主，有机硅的天然优质特性难以得到体现，并易造成聚合物的成膜性能下降。作为电泳涂料，物理添加的有机硅，由于电泳力的差异，在电泳涂装过程中，无法实现与成膜树脂同步沉积涂装，对电泳涂装工艺实施产生不利的影响。《涂料工业》2011年第9期，邢炳亮报道了以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)等为原料，制备了丙烯酸阴极电泳涂料树脂；《基础及前沿研究》2010年第20期，胡应模等报道了以丙烯酸甲酯(M M A)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)及甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为主要原料合成了阳离子型丙烯酸酯四元共聚物；《技术研发》2007年第22卷第12期，王湘晖报道了以乙二醇丁醚、丙二醇甲醚为助溶剂，以甲基丙烯酸二甲氨乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯为原料，合成了电泳涂料用阳离子丙烯酸树脂，并探讨了在电泳涂料中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种具有良好阴极电泳涂料特性的有机硅改性丙烯酸树脂的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种有机硅改性丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于依次包括如下步骤：

①原料预混，将各反应单体和引发剂搅拌混合并完全溶解，反应单体及其重量配比如下：

引发剂添加量为反应单体总重的0.8%～1.4%，1.2为最佳；

②加热有机助溶剂，将有机助溶剂升温至90℃～100℃；

③聚合反应，将预混后的原料滴加到有机助溶剂中，进行聚合反应，并保温，有机助溶剂的添加量为反应单体的20%～40%，30%为最佳；

④补加引发剂，补加引发剂的添加量为反应单体总重的0.08%～1.4%，最佳为1.2%；

⑤中和，添加加入有机酸，进行中和；

⑥脱溶，脱去多余的有机助溶剂；

⑦添加去离子水，添加量为反应单体总重的15%～25%，最佳为20%。

作为最佳：反应单体及其重量配比如下：

作为优选，所述的丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的混合物，并且，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯之间的重量比为1:1.5～1:3.0，作为最佳1:2。

作为优选，所述的丙烯酸氨基烷基酯为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中至少之一。

作为优选，所述的不饱和有机硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中至少之一。

作为优选，所述的引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁氰。

作为优选，所述的有机助溶剂为异丙醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚中至少之一。

作为优选，所述的有机酸为乙酸、丙酸、丁酸、乳酸中至少之一。

进一步，所述的丙烯酸氨基烷基酯为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DMAM)中至少之一，所述的有机酸的添加量为丙烯酸氨基烷基酯的摩尔数60%～100%，最佳为80%。

作为优选，所述的有机酸为乳酸，添加量为丙烯酸氨基烷基酯重量的25%～40%，最佳为32%。

作为优选，所述聚合反应中保温时间为1.8～2.2小时。

进一步，加入有机酸前降温至75℃。