羧基丙烯酸乳液合成方法、其粉状树脂制备方法及其粉末涂料

摘要

羧基丙烯酸乳液合成方法,其粉状树脂制备方法及其粉末涂料,属乳液聚合技术领域。丙烯酸乳液由单体混合物在乳化剂、引发剂、分子量调节剂参予下乳液聚合而成;乳液经调pH值、加分散剂,过滤干燥得粉状树脂;粉状树脂与β－羟烷基酰胺按一定比例混合熔融、粉碎、过筛得粉末涂料。该法生产的粉末涂料装饰性、耐候性、耐污染性能优异,且可以不加流平剂。

说明书

本发明属于乳液聚合技术领域，特别涉及一种羧基丙烯酸乳液合成方法，其粉状树脂制备方法及其粉末涂料。

目前，丙烯酸粉状树脂制备有的采用本体聚合法，该法由于反应生成热难以及时释放而带来爆炸危险；有的采用溶液聚合法，该法需大量有机溶剂，生产过程中污染较大，且最后需要进行繁琐的溶剂回收操作。有的采用乳液聚合法，但其生产的乳液气味太大且变成树脂粉尚无先进方法，产品质差价高，难以操作。现有丙烯酸粉末涂料中所用固化剂有环氧树脂和异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)。前者造成涂料耐候性差，后者有毒，特别是近年来人们发现其有生物毒性。这无疑成为发展丙烯酸涂料这种装饰性、耐污染性、耐候性强的涂料的严重障碍。

本发明的目的在于提供一种新型的羧基丙烯酸乳液合成方法，其粉状树脂制备方法及其粉末涂料。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案；羧基丙烯酸乳液合成方法，由单体混合物在乳化剂、引发剂、分子量调节剂参予下水乳液聚合而成，单体选自乙烯基芳香烃、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和乙烯基不饱和羧酸四种不同类型化合物；反应温度60-70℃，反应时间2-3小时。

乳化剂为阴离子表面活性剂磷酸酯盐，用量为单体混合物重量的1.0-4.0％；引发剂为过硫酸盐，用量为单体混合物重量的0.1-0.3％；分子量调节剂为正十二烷基硫醇，用量为单体混合物重量的0.01-5.0％。

羧基丙烯酸粉状树脂制备方法，向羧基丙烯酸乳液中加入酸液，调PH=2-4；再加入偏硼酸钡或硫酸钡于50℃以下，搅拌30-60分钟，过滤并干燥即得羧基丙烯酸粉状树脂。

羧基丙烯酸粉末涂料，它由羧基丙烯酸树脂粉、β-羟烷基酰胺和颜填料按45～65∶3～7∶35～50比例(重量)混合、熔融、粉碎、过筛而成。

β-羟烷基酰胺为N,N,N′,N′-四羟乙基已二酰胺和N,N-二羟乙基硬脂酰胺。

利用本发明的羧基丙烯酸乳液合成法合成羧基丙烯酸乳液，生产过程中无污染，产品气味不大，分子量差别不大，与溶液法相比，工艺简单，产品品质较好。该发明提供的粉末涂料，由于采用β-羟烷基酰胺作固化剂，可以不用流平剂。固化之涂膜具有优良的光泽、硬度、冲击强度、平滑性、柔韧性和附着力。边棱涂敷性能优良。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1：向装有温度计、搅拌器、氮气插入管、回流冷凝管的乳液聚合反应釜中于室温下加入下列拼料(重量份数)：

无离子水      200

磷酸酯钾      3.5

氢氧化钾      0.3

过硫酸钾      0.2

苯乙烯        37

甲基丙烯酸甲酯30

丙烯酸丁酯    25

甲基丙烯酸    8

正十二烷基硫醇1.5

用N₂置换反应釜中空气后，升温至66℃，N₂氛保护下进行聚合反应2.5小时，得羧基丙烯酸乳液，停止加热，调节PH=3。加偏硼酸钡，过滤、干燥，得粉状树脂。其特征为玻璃化温度Tg=70℃，特性粘度η_25℃=0.21，酸值V_A=45mgKOH/g，软化点=112℃。

实施例2，本例中单体及加入量为苯乙烯27份、甲基丙烯酸甲酯34份，丙烯酸丁酯31份，甲基丙烯酸8份，其他拼料如实施例1。按实施例1条件反应，固化所得粉状树脂玻璃化温度Tg=63℃，特性粘度η_25℃=0.20。

实施例3；本例中单体及加入量为苯乙烯18份、甲基丙烯酸甲酯32份、丙烯酸丁酯42份、甲基丙烯酸8份，其他拼料如实施例1。按实施例1条件反应、固化所得粉状树脂玻璃化温度Tg=60℃，特性粘度η_25℃=0.18。

实施例4；本实施例中单体及其加入量为：苯乙烯45份、甲基丙烯酸甲酯25份、丙烯酸丁酯22份、甲基丙烯酸8份，其他拼料如实施例1。按实施例1条件反应、固化，所得粉状树脂玻璃化温度Tg=75℃，特性粘度η_25℃=0.19。

实施例5：将羧基丙烯酸粉状树脂60份，β-羟烷酰胺4份、TiO₂36份(重量份数)混合均匀，熔融挤出、粉碎、过筛，制成200目白色羧基丙烯酸粉末涂料。

实施例6：将羧基丙烯酸粉状树脂50份、β-羟烷基酰胺5份、硫酸钡超细粉42份、镉黄颜料3份混合、熔融挤出，粉碎、过筛制成200目黄色羧基丙烯酸粉末涂料。

实施例5,6所得涂料静电喷涂在表面处理过的钢板试片，放入180℃恒温烘箱，过20分钟。所得涂膜具有优良硬度、平滑性、光泽、柔韧性和附着力。