一种核壳结构水性涂料用串联剂及其制备方法和应用与流程

有机化合物处理,合成应用技术一种核壳结构水性涂料用串联剂及其制备方法和应用【技术领域】1.本发明涉及水性涂料领域，特别是涉及一种核壳结构水性涂料串联剂及其制备方法和应用。背景技术：2.目前国内水性涂料市场持续扩增逐渐取代油性涂料。在环境友好性方面，水性涂料从原料来源、生产到使用的生命周期中，均有利于环境的健康发展。针对几种应用领域的研究分析及展望，不难看出目前国内市场的水性涂料前景广阔，但仍然存在一系列问题。3.整体来看，涂料行业将朝着水性化、粉末化、高固体粉化发展，面对日趋严格的环保政策，不管是涂料原材料供应商、涂料生产企业，还是涂装设备生产企业，都正围绕水性涂料等环保产品加快转型发展，水性涂料将迎来大发展。尽管目前水性涂料取得了较为突出的成就，但是水性涂料达到溶剂型涂料的性能还存在一定的难度，目前应利用创新的思维，开发高性能产品，提升市场竞争力，推动水性环保涂料快速、健康、有序地发展。技术实现要素：4.本发明主要解决的技术问题是提供一种核壳结构水性涂料串联剂及其制备方法和应用，能够用于核壳结构的水性涂料，能够有效的提高涂料的持久性和防腐性能。5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：6.一种核壳结构水性涂料串联剂，它是一种支链含有异山梨醇结构的聚丙烯酸类树脂，其结构如式i所示，[0007][0008]其中，r1为c1-20的烷氧基或羟基，r2为h或ch3，n在10-200之间，m在200-2000 之间。[0009]在本发明一个较佳实施例中所述的一种支链含有异山梨醇结构的聚丙烯酸类树脂是由异山梨醇封端的丙烯酸和丙烯酸类单体合成。[0010]在本发明一个较佳实施例中所述的异山梨醇封端的丙烯酸的结构如式ii所示，[0011][0012]异山梨醇封端的丙烯酸制备方法是由丙烯酰氯和异山梨醇按照1:1的比例溶解于四氢呋喃中，在40-60℃反应4h得到。[0013]在本发明一个较佳实施例中所述的丙烯酸类单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、一缩二乙二醇双丙烯酸酯或其同系物中的一种或几种。[0014]在本发明还提供一种核壳结构水性涂料串联剂的制备方法，制备方法包括以下步骤：[0015](1)采用活性聚合的方法将引发剂、丙烯酸类单体置于反应容器中，加热至40-100℃，反应1-6h；[0016](2)采用分段投料的方式向体系中循环加入异山梨醇封端的丙烯酸和丙烯酸类单体，通过投料控制得到的核壳结构水性涂料串联剂的聚合度在200-2000之间。[0017]在本发明一个较佳实施例中，步骤(1)采用的活性聚合方法为原子转移自由基聚合 (atrp)、配位聚合、可逆加成-断裂链转移聚合(raft)中的一种。[0018]在本发明一个较佳实施例中，在步骤(1)中，所述引发剂与丙烯酸类单体的摩尔比例为 1:10-200；所述引发剂为α-卤代烷烃、苄基卤化物，硫代羰基类试剂，齐格勒-纳塔催化剂，π烯丙基过渡金属型催化剂，烷基锂引发剂或茂金属引发剂；所述α-卤代烷烃、苄基卤化物是需要和配体使用，配体为cucl、cubr或cui和二联吡啶、四甲基乙二胺或五甲基二亚乙基三胺等按照物质的量比1：1混合使用；所述硫代羰基类试剂需和偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰按照物质的量比1:1混合使用。[0019]在本发明一个较佳实施例中，在步骤(2)中，循环加入异山梨醇封端的丙烯酸的单次投料量与引发剂的摩尔比例为1:1；循环加入丙烯酸类单体的单次投料量与引发剂的摩尔比例为 10-200:1。[0020]在本发明一个较佳实施例中，为保证串联剂的流动性分子链的聚合度在200-2000。[0021]在本发明还提供了所述的核壳结构水性涂料串联剂主要用于聚丙烯酸类、聚氨酯类核壳结构水性涂料中的应用，所述串联剂与核壳结构水性涂料的质量比为0.5-5:100。[0022]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0023]本发明合成一种支链含有异山梨醇结构的聚丙烯酸类树脂，由于核壳结构水性涂料中含有大量的极性基团，支链结构中的异山梨醇结构能够有效的与极性基团形成氢键。该串联剂在施工涂覆中能够加强核壳结构间的作用力，进而提高涂料的持久性和防腐性能。【具体实施方式】[0024]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。[0025]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。[0026]实施例1：[0027]一种核壳结构水性涂料串联剂的制备方法，包括以下步骤：[0028](1)由丙烯酰氯和异山梨醇按照1:1的比例溶解于四氢呋喃中，在40℃反应4h得到异山梨醇封端的丙烯酸，待用；[0029](2)采用atrp活性聚合的方法，将1mol苄基氯作为引发剂，配体采用1mol的cubr 和1mol的二联吡啶组成，20mol的甲基丙烯酸甲酯加入反应容器中加热至60℃，反应1h；[0030](3)称取1mol的异山梨醇封端的丙烯酸，加入到反应体系中反应20min；[0031](4)称取20mol的甲基丙烯酸甲酯，加入到反应体系中，反应1h；[0032](5)将步骤(3)和步骤(4)循环10次，即可得到核壳结构水性涂料串联剂。[0033]整个制备方案中共计加入10mol的异山梨醇封端的丙烯酸和220mol的甲基丙烯酸甲酯，即可得到核壳结构水性涂料串联剂式i；既式i中r1为甲氧基，r2为ch3，n为20，m为230。[0034]将上述制备的核壳结构水性涂料串联剂与丙烯酸@环氧涂料按照质量比为1:100混合后涂覆于钢材表面。[0035]将上述制备的核壳结构水性涂料串联剂与聚氨酯@丙烯酸涂料按照质量比为1:100混合后涂覆于钢材表面。[0036]实施例2：[0037]一种核壳结构水性涂料串联剂的制备方法，包括以下步骤：[0038](1)由丙烯酰氯和异山梨醇按照1:1的比例溶解于四氢呋喃中，在60℃反应4h得到异山梨醇封端的丙烯酸，待用；[0039](2)采用atrp活性聚合的方法，将1mol的cucl和1mol的二联吡啶组成的引发剂、 2mol的甲基丙烯酸丁酯加入反应容器中加热至75℃反应1h；[0040](3)称取1mol的异山梨醇封端的丙烯酸，加入到反应体系中反应20min；[0041](4)称取40mol的甲基丙烯酸丁酯，加入到反应体系中，反应1h；[0042](5)将步骤(3)和步骤(4)循环20次，即可得到核壳结构水性涂料串联剂。[0043]整个制备方案中共计加入20mol的异山梨醇封端的丙烯酸和840mol的甲基丙烯酸丁酯，即可得到核壳结构水性涂料串联剂式i；既式i中r1为丁氧基，r2为ch3，既式i中的n为 40，m为860。[0044]将上述制备的核壳结构水性涂料串联剂与丙烯酸@环氧涂料按照质量比为0.5:100混合后涂覆于钢材表面。[0045]将上述制备的核壳结构水性涂料串联剂与聚氨酯@丙烯酸涂料按照质量比为0.5:100混合后涂覆于钢材表面。[0046]实施例3：[0047]一种核壳结构水性涂料串联剂的制备方法，包括以下步骤：[0048](1)由丙烯酰氯和异山梨醇按照1:1的比例溶解于四氢呋喃中，在50℃反应4h得到异山梨醇封端的丙烯酸，待用；[0049](2)采用raft活性聚合的方法，引发剂采用1mol的2-巯基-s-硫代苯甲酰乙酸和1mol 的偶氮二异丁腈、50mol的丙烯酸和150mol的甲基丙烯酸作为丙烯酸类单体加入反应容器中加热至60℃反应6h；[0050](3)称取1mol的异山梨醇封端的丙烯酸，加入到反应体系中反应20min；[0051](4)称取50mol的丙烯酸和150mol的甲基丙烯酸，加入到反应体系中，反应6h；[0052](5)将步骤(3)和步骤(4)循环8次，即可得到核壳结构水性涂料串联剂。[0053]整个制备方案中共计加入8mol的异山梨醇封端的丙烯酸和1800mol的丙烯酸类单体，即可得到核壳结构水性涂料串联剂式i；既式i中r1为羟基，r2为h和ch3，既式i中的n为 200，m为1808。[0054]将上述制备的核壳结构水性涂料串联剂与丙烯酸@环氧涂料按照质量比为5:100混合后涂覆于钢材表面。[0055]将上述制备的核壳结构水性涂料串联剂与聚氨酯@丙烯酸涂料按照质量比为5:100混合后涂覆于钢材表面。[0056]对比例1：[0057]丙烯酸@环氧涂料：将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯按2：2：1的质量比例加入到反应体系中，加入质量分数为1％的aibn引发剂在80℃下反应4h后加入环氧丙烯酸树脂(与前步丙烯酸质量的2.5倍)，升温至90℃反应2h，得到丙烯酸@环氧涂料。得到的涂料涂覆于钢材表面。实施例1-3中的丙烯酸@环氧涂料与该制备方法同。[0058]聚氨酯@丙烯酸涂料：将己二醇和二异氰酸酯按照1.2:1的比例加入到含有质量分数2％的op-10的水溶液中80℃下反应2h，后加入质量分数5％(按己二醇计算)烯丙基异氰酸酯继续反应1h。然后向反应物中滴加加入丙烯酸预混液(丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯按 1:2:1的质量比例，并添加质量分数为3％的十二烷基硫酸钠)以及丙烯酸预混液质量1％的过硫酸钾在85℃下反应5h，得到聚氨酯@丙烯酸涂料。得到的涂料涂覆于钢材表面。实施例1-3 中的聚氨酯@丙烯酸涂料与该制备方法同。[0059]将实施例1、2、3和对比例1制备得到的丙烯酸@环氧涂料、聚氨酯@丙烯酸涂料分别涂覆于钢材表面后进行如下性能检测，检测结果具体见表1。[0060]漆膜厚度：采用国标(gb/t 13452.2-2008)进行检测。[0061]耐盐雾：采用国标(hg/t20720-2020)进行检测。[0062]耐候性能：采用国标(hg/t20720-2020)进行检测。[0063]@是核壳材料的标识方法，a@b表示a为核b为壳[0064]表中第二行是应用于核壳涂料的名称、将实施例1-3中合成的串联剂加入到核壳涂料中应用。[0065]表1性能对比表[0066][0067]由上表中就体现了本发明的串联剂在施工涂覆中能够加强核壳结构间的作用力，进而提高涂料的持久性和防腐性能。[0068]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!