专利名称：聚酯多元醇－丙烯酸互穿网络树脂和高装饰性防护涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机高分子领域，具体涉及一种由聚酯多元醇和丙烯酸制成的互穿网络树脂和含有这种树脂的高装饰性防护涂料。背景技术：
互穿网络聚合物(Interpenetrating Polymer Network，简称IPN)，是指两种或两种以上互不反应的高聚物在制备时，高聚物分子相互贯穿而形成网络体系。参与互穿的聚合物之间并未发生化学反应，而是相互交叉渗透，机械缠结，起到“强迫互溶”、“界面互穿”和“协同作用”。这种网络间的缠结明显地改善了体系的分散性和界面的亲和性，从而提高了相对稳定性，实现了聚合物性能互补，达到改性目的。较两种或两种以上聚合物之间物理性混合的产物，在性能上得到了极大地提高，故也称之为聚合物合金。
合成方法主要有分步法和同步法两种。分步法是将已经交联的聚合物(第一网络)置入含有催化剂、交联剂等的另一单体或预聚物中，使其溶胀，然后使第二单体或预聚体就地聚合并交联形成第二网络，所得产品称分步互穿聚合物网络。同步法，是将两种或多种单体在同一反应器中按各自聚合和交联历程进行反应，形成同步互穿网络。
IPN这种经典方法现在又逐步发展成为第二聚合物或单体与第一聚合物发生部分反应，使两种聚合物既缠结又结合，形成一个聚合交联物，其性能的改善则比经典的IPN更优。
发明内容
本发明的目的是提供一种用传统工艺来制备综合性能较好的聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，利用第一聚合网络聚酯多元醇中的不饱和双键与部分丙烯酸单体反应，形成聚合交联物，用其制备性能超过一般的互穿网络聚合物。
本发明的另一目的是提供一种上述树脂的制备方法。
本发明还有一个目的是提供一种含有这种树脂的性能超过一般互穿网络聚合物的高装饰性防护涂料。
本发明的目的可以通过以下措施达到一种聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，由以下重量份的原料组成聚酯多元醇20～30，苯乙烯20～40，丙烯酸丁脂20～40，丙烯酸羟丙脂10～35，丙烯酸1～6，过氧化苯甲酰1～5，2-甲基苯乙烯二聚体1～5。
所述的各重量份的原料混合后在100～120℃下进行共聚反应3～6小时制得聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂。
一种含有上述聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂的高装饰性防护涂料，由三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯、聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂和颜填料组成；其中聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂与三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯的重量比为1∶2～3，颜填料为涂料总重量的5～30％。
所述的颜填料选自钛白粉、炭黑、铬黄、钼铬红、氧化铁、酞箐、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或二氧化硅中的一种或几种。
本发明的目的具体可以通过以下措施达到聚酯多元醇，其制备原料为(重量份)蓖麻油酸20～60、苯酐20～40、季戊四醇20～40；将所述组份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均匀，并于170～190℃反应4～8小时缩聚制得聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇20～30(优选25)、苯乙烯20-40、丙烯酸丁脂20-40、丙烯酸羟丙脂10-35、丙烯酸1-6、2-甲基苯乙烯二聚体1-5、过氧化苯甲酰1-5；将所述组份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸、过氧化苯甲酰、2-甲基苯乙烯二聚体进行共聚反应制得聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂。
高装饰性防护涂料，其制备原料为聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂、三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯、颜填料。其中聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯的重量比为1∶2～3(优选1∶2.5)；颜填料为涂料总重量的5-30％，包括钛白粉、炭黑、铬黄、钼铬红、氧化铁系列、酞箐系列、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅等中的一种或几种。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂的制备方法，具体步骤如下1.将蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均匀，并于170～190℃反应4～8小时缩聚制得酸值为5～30mgKOH/g的聚酯多元醇。
2.将聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸、2-甲基苯乙烯二聚体、过氧化苯甲酰混合均匀，并于100℃聚合3-6小时制得聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂。
高装饰性防护涂料的制备方法，具体步骤如下方案一，烘干型高装饰性防护涂料将聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂、三聚氰胺甲醛树脂按重量比为1∶2～3(优选1∶2.5)混合，再加入所需要的颜填料，并分散均匀密闭包装。
方案二，常温干燥型高装饰性防护涂料将聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂及所需要的颜填料混合，并分散均匀后密闭包装作为一个组份；将多异氰酸酯密闭包装作为另一个组份。使用时两组份按聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂与多异氰酸酯重量比为1∶2～3(优选1∶2.5)混合。
经过实验，该涂料的干燥时间烘干型130℃/15min，常温干燥型表干0.5h；实干12h；光泽96％；划格试验1级；铅笔硬度2H；耐水性240h；耐盐水性240h；鲜映性，Gd值达0.8；人工加速老化800h。
该涂料具有的互穿网络(IPN)结构，综合了聚酯多元醇树脂对颜料优良的润湿分散性和丙烯酸树脂涂层的耐候性、装饰性，从而提供了涂层的装饰性、耐候性、耐化学介质性。比单一的聚酯多元醇聚合物、丙烯酸配制的涂料性能优异。适用于交通车辆、工程机械、电器设备等表面的涂覆。
具体实施例方式
实施例1聚酯多元醇，其制备原料为(重量份)蓖麻油酸40、苯酐40、季戊四醇20；将所述组份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均匀，并在180℃反应4～8小时缩聚制得酸值为15～20mgKOH/g的聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇25、苯乙烯20、丙烯酸丁脂20、丙烯酸羟丙脂25、丙烯酸3、过氧化苯甲酰1、2-甲基苯乙烯二聚体5；将所述组份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸、过氧化苯甲酰、2-甲基苯乙烯二聚体于120℃进行共聚反应3-6小时制得聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂。
实施例2聚酯多元醇，其制备原料为(重量份)蓖麻油酸20、苯酐40、季戊四醇40；将所述组份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均匀，并在180℃反应4～8小时缩聚制得酸值为20～25mgKOH/g的聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇20、苯乙烯40、丙烯酸丁脂30、丙烯酸羟丙脂10、丙烯酸1、过氧化苯甲酰5、2-甲基苯乙烯二聚体1；将所述组份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸、过氧化苯甲酰、2-甲基苯乙烯二聚体于100℃进行共聚反应3-6小时制得聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂。
实施例3聚酯多元醇，其制备原料为(重量份)蓖麻油酸60、苯酐20、季戊四醇20；将所述组份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均匀，并在180℃反应4～8小时缩聚制得酸值为10～15mgKOH/g的聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇30、苯乙烯30、丙烯酸丁脂40、丙烯酸羟丙脂35、丙烯酸6、过氧化苯甲酰3、2-甲基苯乙烯二聚体3；将所述组份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸、过氧化苯甲酰、2-甲基苯乙烯二聚体于110℃进行共聚反应3-6小时制得聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂。
实施例4烘干型高装饰性防护涂料，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂60(实施例1)，三聚氰胺甲醛树脂24，钛白粉30。将聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂、三聚氰胺甲醛树脂混合，再加入颜填料，并分散均匀密闭包装。
实施例5常温干燥型高装饰性防护涂料，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂60(实施例2)，多异氰酸酯24，钛白粉30。将聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂及颜填料混合，并分散均匀后密闭包装作为一个组份；将多异氰酸酯密闭包装作为另一个组份。使用时两组份按聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂与多异氰酸酯重量比为1∶2.5混合。
实施例6烘干型高装饰性防护涂料，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂59(实施例3)，三聚氰胺甲醛树脂25，炭黑4.5。将聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂、三聚氰胺甲醛树脂混合，再加入颜填料，并分散均匀密闭包装。
实施例7常温干燥型高装饰性防护涂料，其制备原料为(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂60(实施例1)，多异氰酸酯24，碳酸钙36。将聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂及颜填料混合，并分散均匀后密闭包装作为一个组份；将多异氰酸酯密闭包装作为另一个组份。使用时两组份按聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂与多异氰酸酯重量比为1∶2.5混合。
权利要求
1.一种聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂，其特征在于所述的树脂由以下重量份的原料组成聚酯多元醇20～30，苯乙烯20～40，丙烯酸丁脂20～40，丙烯酸羟丙脂10～35，丙烯酸1～6，过氧化苯甲酰1～5，2-甲基苯乙烯二聚体1～5。
2.一种制备权利要求1所述的树脂的方法，其特征在于将所述的各重量份的原料混合后在100～120℃下进行共聚反应3～6小时制得聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂。
3.一种含有权利要求1所述的聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂的高装饰性防护涂料，其特征在于所述的防护涂料由三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯、聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂和颜填料组成；其中聚酯多元醇-丙烯酸互穿网络树脂与三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯的重量比为1∶2～3，颜填料为涂料总重量的5～30％。
4.根据权利要求3所述的防护涂料，其特征在于所述的颜填料选自钛白粉、炭黑、铬黄、钼铬红、氧化铁、酞箐、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或二氧化硅中的一种或几种。
全文摘要
本发明公开了一种聚酯多元醇－丙烯酸互穿网络树脂以及含有这种树脂的高装饰性防护涂料，其中树脂由聚酯多元醇20～30，苯乙烯20～40，丙烯酸丁脂20～40，丙烯酸羟丙脂10～35，丙烯酸1～6，过氧化苯甲酰1～5，2－甲基苯乙烯二聚体1～5重量份的原料组成。防护涂料由三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯、聚酯多元醇－丙烯酸互穿网络树脂和颜填料组成。该树脂具有的互穿网络结构，改善了丙烯酸聚合物对颜料的润湿分散性，它与三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯配合形成聚合物合金，提高了涂层的致密性和装饰性；在涂层的光泽和耐化学介质等性能方面有所提高，比单一的聚酯多元醇或丙烯酸聚合物优异。
文档编号C09D133/00GK101070368SQ200710022329
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月14日 优先权日2007年5月14日
发明者李纯, 张来娣, 王仁祥, 邱绕生 申请人:江苏长江涂料有限公司