本发明涉及丙烯酸树脂,具体为一种含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法。
背景技术:
1、涂料广泛应用在家具木器、机械设备、交通工具等方面。传统的涂料为溶剂型涂料,其含有的挥发性溶剂的污染较大。近年来发展环保的水性涂料是研究趋势。其中水性丙烯酸树脂涂料以水作为溶剂,污染很小。但是水性丙烯酸树脂涂料存在硬度等力学性能较低,耐水防腐性能不佳等问题。
2、目前对丙烯酸树脂的改性方法有交联改性,共聚反应,填充改性等。将含硅、含氟等功能性单体,引入到丙烯酸树脂分子链中,可以改善漆膜的力学性能,耐水防腐等性能。文献《核壳乳液聚合法制备含氟硅丙烯酸酯乳液》报道了将氟硅单体与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯进行共聚,得到的含氟硅丙烯酸酯具有吸水率低,热分解温度等优点。但是该文献没有改善丙烯酸酯的力学性能和耐盐雾防腐性能。
技术实现思路
1、解决的技术问题:本发明解决了丙烯酸树脂涂料耐腐蚀性能不佳,力学性能较差的问题。
2、技术方案:一种含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法:
3、(1)、向水中加入聚合单体,乳化剂,搅拌混匀,得到单体溶液;向水中加入引发剂,搅拌混匀,得到引发剂溶液。
4、(2)、向反应瓶中加入水,加热至65-75℃,滴加20-30%体积的单体溶液,20-30%体积的引发剂溶液,搅拌反应30-40min,然后加入剩余的单体溶液,剩余的引发剂溶液,反应2-3h,再加入氟硅丙烯酰胺单体,反应40-60min,冷却,加入稀氨水进行中和溶液ph至7,加入消泡剂,流平剂,成膜助剂,混匀,得到含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料。
5、氟硅丙烯酰胺单体具有如下式(ⅰ)所述的结构式:
6、
7、优选的,聚合单体包括丙烯酸,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯;氟硅丙烯酰胺单体的质量是聚合单体总质量的3-12%。
8、优选的,引发剂的质量是聚合单体总质量的0.6-0.8%;引发剂包括过硫酸钾。
9、优选的,乳化剂的质量是聚合单体总质量的3-3.6%;乳化剂包括op-10,十二烷基硫酸钠,十二烷基苯磺酸钠。成膜助剂包括醇酯12。
10、优选的,氟硅丙烯酰胺单体的制备方法为:
11、s1、将反应瓶置于冰浴中,加入二氯甲烷,对羟基甲基苯甲醛(cas号52010-97-6),三乙胺,二甲基二氯硅烷(cas号75-78-5),其中对羟基甲基苯甲醛,三乙胺的质量分别是二甲基二氯硅烷质量的210-220%,160-176%;搅拌10-20min,然后在20-25℃中反应4-6h,旋转蒸发,依次用水、石油醚洗涤,烘干,得到中间体1。
12、s2、向反应瓶中加入乙醇,中间体1,n-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(cas号72607-53-5),氢氧化钠,其中n-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐,氢氧化钠的质量分别是中间体1质量的106-120%,22-25%;在40-55℃中反应7-10h,冷却至室温,加入硼氢化钠,反应3-4h,旋转蒸发,依次用水、石油醚洗涤,烘干,得到中间体2。
13、s3、将反应瓶置于冰浴中,加入二氯甲烷,三氯甲烷或甲苯溶剂,中间体2,三乙胺,全氟辛酰氯(cas号335-64-8),其中三乙胺,全氟辛酰氯的质量分别是中间体2质量的34-42%,150-170%;搅拌10-20min,然后在20-40℃中反应12-18h,旋转蒸发,依次用水,甲醇洗涤,然后在三氯甲烷中重结晶,得到氟硅丙烯酰胺单体。反应式如下:
14、
15、技术效果:本发明以廉价易得的对羟基甲基苯甲醛、二甲基二氯硅烷、n-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐、全氟辛酰氯等作为原料,反应得到含有硅氧烷、全氟烷基链和两个烯基的氟硅丙烯酰胺单体。
16、本发明以氟硅丙烯酰胺单体作为功能性单体,与丙烯酸,甲基丙烯酸甲酯等进行共聚,得到的丙烯酸树脂的分子链中含有柔性硅氧烷和疏水性全氟烷基链,有利于提高涂料漆膜的耐水性和耐盐雾性。
17、本发明的同时氟硅丙烯酰胺单体含有两个烯基,与甲基丙烯酸甲酯等单体进行交联聚合,使丙烯酸树脂形成交联结构,有利于提高漆膜的硬度、耐冲击性等力学性能,同时丙烯酸树脂分子链形成化学交联网络,可以抑制水、盐等腐蚀介质进入到漆膜内部,进一步提高了漆膜的耐水性和耐盐雾性能,表现出更好的耐水耐盐雾和防腐性能。
1.一种含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:
2.根据权利要求1所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述聚合单体包括丙烯酸,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯;氟硅丙烯酰胺单体的质量是聚合单体总质量的3-12%。
3.根据权利要求1所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述引发剂的质量是聚合单体总质量的0.6-0.8%;引发剂包括过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述乳化剂的质量是聚合单体总质量的3-3.6%;乳化剂为op-10,十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述成膜助剂包括醇酯12。
6.根据权利要求1所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述氟硅丙烯酰胺单体的制备方法为:
7.根据权利要求6所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述s1中,对羟基甲基苯甲醛,三乙胺的质量分别是二甲基二氯硅烷质量的210-220%,160-176%。
8.根据权利要求6所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述s2中,n-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐,氢氧化钠的质量分别是中间体1质量的106-120%,22-25%。
9.根据权利要求6所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述s3中,溶剂为二氯甲烷,三氯甲烷或甲苯。
10.根据权利要求6所述的含氟硅的防腐丙烯酸树脂涂料的制备方法,其特征在于,所述s3中,三乙胺,全氟辛酰氯的质量分别是中间体2质量的34-42%,150-170%。