本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种水溶性玻璃漆的制备方法。
背景技术：
目前酒瓶漆用丙烯酸树脂大多采用有机溶剂为稀释剂，随着环保意识的增强，一些大型企业开始采用水性涂料。但水性涂料的玻璃附着力差，作为酒瓶漆来讲，涂层的玻璃附着力好是基本要求，而玻璃表面光滑，很难与一般高分子聚合物有好的接触。因此国内外很多研究者采用各种改性方法来提高玻璃漆的附着力。采用氨基硅烷改性环氧丙烯酸树脂使得树脂的附着力有很大程度提高。有机硅烷含有si-O可以很好地与玻璃表面紧密接触，且具有优良的耐化学性、耐候性、耐高温性。
玻璃作为装饰材料被广泛应用于各个领域，随着人们审美要求的提高，五彩缤纷的玻璃漆应运而生，玻璃漆既起到保护玻璃表面的作用，又能将玻璃表面装饰的美轮美奂。玻璃涂料在不同的应用领域中，有不同的使用要求。如酒瓶玻璃漆要求有较好的耐酒精性与装饰性。丙烯酸树脂相对于其他涂料用合成树脂而言，施工性能优良。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种水溶性玻璃漆的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种水溶性玻璃漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将异丙醇和乙二醇丁醚以4:9的比例混合成混合溶剂；
（2）取质量分数20％的溶剂在搅拌条件下加入四口瓶中，加热回流，加入质量分数6％的丙烯酸单体和质量分数0.15％的引发剂，反应15min后将剩余丙烯酸单体、质量分数0.4％的引发剂、硅烷改性剂、质量分数10％的溶剂混合均匀，并开始滴加，3-4h滴完；
（3）保温0.5h，用质量分数10％的溶剂溶解补加的质量分数0.15-0.8％引发剂；
（4）补加完毕，在同样温度下保温1.5h，降温到75℃调节pH值为6-7，降温至60℃出料。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述引发剂的质量分数为0.7%。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述回流时间为10-15min。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述引发剂的补加时间为10min。
本发明的技术效果在于：
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，通过对传统工艺的改进，用溶剂型水溶性丙烯酸玻璃漆的合成工艺及有机硅改性机理，使得所的的合成树脂成膜厚性能最佳，且本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法工艺简单，易于操作，且利于节省成本，适于推广应用。
具体实施方式
实施例1
一种水溶性玻璃漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将异丙醇和乙二醇丁醚以4:9的比例混合成混合溶剂；
（2）取质量分数20％的溶剂在搅拌条件下加入四口瓶中，加热回流，加入质量分数6％的丙烯酸单体和质量分数0.15％的引发剂，反应15min后将剩余丙烯酸单体、质量分数0.4％的引发剂、硅烷改性剂、质量分数10％的溶剂混合均匀，并开始滴加，3-4h滴完；
（3）保温0.5h，用质量分数10％的溶剂溶解补加的质量分数0.2％引发剂；
（4）补加完毕，在同样温度下保温1.5h，降温到75℃调节pH值为6-7，降温至60℃出料。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述回流时间为10-15min。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述引发剂的补加时间为10min。单体的转化率随聚合温度的升高而增大，这是因为反应温度升高，引发剂的分解速率越快，自由基生成速率加快，单体聚合速率越快。随着时间的增加，转化率先迅速增大，随后缓慢增加。随反应温度的升高，聚合物的数均相对分子质量逐渐减小，分子量分布也随之减小，粘度逐渐增大，这是由于随着温度升高引发剂的分解速率增大，聚合反应速率和溶剂链转移速率均提高。研究发现反应温度为95℃时得到的聚合物性能最佳。
丙烯酸树脂作为玻璃涂料时，其数均相对分子质量在20000-25000之间综合性能优良。因此在合成丙烯酸树脂时需要根据其用途适当的控制其数均相对分子质量。链转移剂是通过与正在增长的大分子链上的活性基团反应，大分子链上的自由基转移到链转移剂上，使得大分子链的增长停止。链转移剂质量分数对聚合物数均相对分子质量及粘度的影响较大，本实验采用十二巯醇为链转移剂量和粘度逐渐减小，且其质量分数对树脂成膜后性能影响很小。由实验数据可得当链转移剂质量分数为0.36％时，合成树脂的综合性能最佳。
采用按一定比例混合的异丙醇和乙二醇丁醚作为助溶剂。溶剂的比例不仅影响树脂的数均相对分子质量和粘度，而且对树脂成膜过程的条件及成膜后的性能影响很大。
由于玻璃表面光滑，且其表面自由能低，与一般高分子材料之间缺乏亲合力。普通的丙烯酸树脂对其附着力较差，而有机硅烷有Si-O键，与玻璃表面可以很好地接触，且有机硅烷有耐候性、耐酸雨性等优异的特点，利用有机硅烷上的烷氧基在一定条件下水解、缩合，从而交联成膜。经有机硅烷改性后的树脂耐候性、耐沸水性、耐溶剂性、抗污染性佳等优点。
随着有机硅烷质量分数的增大，树脂的玻璃化转变温度逐渐降低，随着有机硅烷质量分数的增加树脂成膜后硬度降低，附着力增大。由实验可得当乙烯基三乙氧基硅烷质量分数为2.9％时树脂成膜后性能最佳。
实施例2
一种水溶性玻璃漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将异丙醇和乙二醇丁醚以4:9的比例混合成混合溶剂；
（2）取质量分数20％的溶剂在搅拌条件下加入四口瓶中，加热回流，加入质量分数6％的丙烯酸单体和质量分数0.15％的引发剂，反应15min后将剩余丙烯酸单体、质量分数0.4％的引发剂、硅烷改性剂、质量分数10％的溶剂混合均匀，并开始滴加，3-4h滴完；
（3）保温0.5h，用质量分数10％的溶剂溶解补加的质量分数0.7％引发剂；
（4）补加完毕，在同样温度下保温1.5h，降温到75℃调节pH值为6-7，降温至60℃出料。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述回流时间为10-15min。
本发明所述的水溶性玻璃漆的制备方法，所述引发剂的补加时间为10min。
引发剂种类对生成树脂的数均相对分子质量及粘度影响颇大，采用的2种引发剂，一种是活性较大的过氧化苯甲酰，另一种为比较温和的偶氮二异丁腈，引发剂质量分数相同时，偶氮二异丁腈为引发剂时所得聚合物的性能较好。由于偶氮类引发剂分解后产生夺氢能力弱的自由基，该自由基活性较低，不易发生向溶剂链转移之类的副反应，而且生成的聚合物分子量分布较窄。而过氧化类引发剂热分解产生活性较大的自由基，除了相互之间结合发生副反应之外，还会发生诱导分解反应，在一定程度上降低了引发效率。同时，偶氮二异丁腈质量分数对合成树脂的性能有一定的影响。
当引发剂质量分数增大时，树脂的数均相对分子质量先增大后减小，粘度也随之先升高后降低。这是由于引发剂质量分数为0.7％时，引发剂受热后产生的活性自由基数量较少，因此生成树脂的数均相对分子质量较小。当引发剂质量分数增大时，单体聚合程度增大，而随着引发剂质量分数继续增大时，产生的活性自由基过多，活性点增多，相同时间内生成的短分子链数目增多，因此树脂的数均相对分子质量又逐渐减小，分子量分布增大，粘度减小。