一种有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料及其制备和使用方法与流程

1.本发明涉及防护涂料领域，具体为一种有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料及其制备和使用方法。

背景技术：

2.聚甲基丙烯酸甲酯作为涂料树脂广泛应用于建筑、电器、汽车等行业涂料中，但聚甲基丙烯酸甲酯涂料与有机玻璃表面的粘结效果不佳，漆膜不仅极易脱落而且易遭到各种污渍污染，疏水性较差。因此需开发一种可以在有机玻璃底材上具备强附着力、疏水性和耐沾污性的聚甲基丙烯酸甲酯涂料。
3.目前解决该问题的主要方法是设法增大树脂的分子量，但因为分子量较高导致粘度较大，树脂易在制备过程中发生急剧温变胶化，同时由于颜填料很难均匀分散在高分子树脂骨架结构中，在储存运输过程中也易发生絮凝或成胶。以及在涂料中添加表面助剂等方式，但此方法影响了涂料的整体性能。

技术实现要素：

4.本发明制备了一种有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料，该涂料涂覆在有机玻璃底材上具备较强附着力、疏水性和耐沾污性，极大拓展了聚甲基丙烯酸甲酯涂料的应用领域，而且制备工艺简单，无毒害副产物。
5.本发明提供一种有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料，按质量百分比计，由下列组分组成：
6.改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂30％～60％
7.n75固化剂10％～40％
8.醋酸丁酯20～40％
9.所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂按质量百分比计，由下列组分组成：
10.[0011][0012]
所述改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂制备方法为：
[0013]
先取所述量20％的高氟含量中间体、20％甲基丙烯酸甲酯、20％苯乙烯、20％甲基丙烯酸缩水甘油酯、20％甲基丙烯酸以及20％丙烯酸丁酯和50％的醋酸丁酯投入釜中加热搅拌直至回流；体系回流30min后，开始滴加由80％的高氟含量中间体、80％甲基丙烯酸甲酯、80％苯乙烯、80％甲基丙烯酸、80％丙烯酸丁酯和25％的醋酸丁酯、70％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、70％过氧化苯甲酰、70％分子量调节剂dk-08组成的混合物，均匀滴速，滴加时间为60min～90min，滴加过程中保持回流；滴加完毕保持体系回流120min后，将25％的醋酸丁酯、10％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、30％的过氧化苯甲酰、30％分子量调节剂dk-08充分混合均匀滴加，滴加时间在30min以内，滴加过程中保持回流；滴加完毕后向体系通入氮气并继续保持回流共聚180min～240min，随后降温出料，得到无透明澄清树脂及为改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂。
[0014]
进一步，所述的高氟含量中间体按质量百分比计，由下列组分组成：
[0015][0016]
所述高氟含量中间体制备方法为：取所述量20％的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、20％十三氟辛醇、20％丙烯酸羟乙酯投入中搅拌并保温在55℃～65℃；体系保温30min后控温在55℃～65℃之间开始滴加由80％的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、80％十三氟辛醇、80％丙烯酸羟乙酯和全部浓硫酸混合均匀的混合液，30min内滴完；滴加完后保温60min然后降温至10℃以下，开始升温并利用真空泵减压抽取至体系60℃时停止抽取，降温出料，得高氟含量中间体。
[0017]
第二方面提供一种所述有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料的制备方法：
[0018]
按配比称取改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂、n75固化剂、醋酸丁酯加入烧杯，常温常压环境下搅拌混合均匀即可得到涂料。
[0019]
第三方面提供一种所述有机玻璃用改性甲基丙烯酸甲酯涂料的使用方法：取适量有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料，先使用喷均匀喷覆或淋涂于有机玻璃底材表面，涂覆量根据实际使用情况决定，然后将物件置于常温常压通风条件下静置1小时待其表干，再将物件放入70℃环境中进行进一步热固化，固化时间应大于等于1小时，以达到最优固化效果。
[0020]
本发明的有益效果是：
[0021]
本发明制备的涂料相较于以往聚甲基丙烯酸甲酯树脂涂料而言，本发明涂料树脂在合成时温度变化范围较为固定，反应环境条件要求不高且体系稳定，不易发生爆聚、胶化
现象；合成工艺所需实验仪器简单常见，体系内树脂反应充分，无明显有毒有害副产物；所得树脂无透明，配置涂料后涂覆在有机玻璃底材上具有传统聚甲基丙烯酸甲酯树脂树脂涂料不具备的优异附着力、疏水性和耐沾污性，极大弥补聚甲基丙烯酸甲酯树脂涂料在有机玻璃底材上的附着力、疏水性、耐沾污性缺陷，以适应更加复杂环境条件，拓展了聚甲基丙烯酸甲酯树脂涂料在该类底材上的应用空间。
具体实施方式
[0022]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0023]
实施例一：
[0024]
合成高氟含量中间体：取14g十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、4g十三氟辛醇、1.6g丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌控温在60℃；体系保温30min后在60℃开始滴加由剩余56g十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、16g十三氟辛醇、6.4g丙烯酸羟乙酯和全部2g浓硫酸混合均匀的混合液，30min后滴加完毕；保温60min后降温至8℃，然后开始升温并利用真空泵减压抽取至体系60℃时停止抽取，降温出料，得高氟含量中间体1。
[0025]
合成改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂：先取0.4g高氟含量中间体1、4g甲基丙烯酸甲酯、4g苯乙烯、0.4g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.2g甲基丙烯酸以及3g丙烯酸丁酯和18g醋酸丁酯投入釜中加热搅拌直至回流；体系回流30min后，开始滴加由1.6g高氟含量中间体1、16g甲基丙烯酸甲酯、16g苯乙烯、0.8g甲基丙烯酸、12g丙烯酸丁酯、9g醋酸丁酯、1.4g甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.4g过氧化苯甲酰、1.4g的dk-08组成的均匀混合物，60min滴完，滴加过程中保持回流；保持体系回流120min后，将剩余9g醋酸丁酯、0.2g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.6g过氧化苯甲酰、0.6g的dk-08充分混合均匀滴加，30min滴完后继续保持回流并向体系通入氮气并继续保持回流共聚180min，随后降温出料，得到无透明澄清改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂1。
[0026]
配制有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料：将30g改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂1、5g的n75固化剂，15g醋酸丁酯常温常压环境下搅拌混合均匀得到有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料1。
[0027]
使用配制得到的有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料对有机玻璃板材进行淋涂试验。取50g有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料淋涂于有机玻璃底材表面一遍，然后将样板置于常温常压通风条件下静置1小时后，再将样板放入70℃烘箱中进行进一步热固化2小时后，取出样板降温至室温后待测。
[0028]
实施例二：
[0029]
合成高氟含量中间体：取12g十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、4g十三氟辛醇、3.6g丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌控温在60℃；体系保温30min后控温60℃开始滴加由剩余48g十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、16g十三氟辛醇、14.4g丙烯酸羟乙酯和全部2g浓硫酸混合均匀的混合液，30min后滴加完毕；保温60min后降温至6℃，然后开始升温并利用真空泵减压抽取至体系60℃时停止抽取，降温出料，得高氟含量中间体1。
[0030]
合成改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂：先取0.6g高氟含量中间体、9g甲基丙烯酸甲酯、3g苯乙烯、0.6g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.3g甲基丙烯酸以及4.5g丙烯酸丁酯和27g醋酸丁酯投入釜中加热搅拌直至回流；体系回流30min后，开始滴加由2.4g高氟含量中间体、36g甲基丙烯酸甲酯、12g苯乙烯、1.2g甲基丙烯酸、18g丙烯酸丁酯、13.5g醋酸丁酯、2.1g甲基丙烯酸缩水甘油酯、2.1g过氧化苯甲酰、2.1g的dk-08组成的均匀混合物，90min滴完，滴加过程中保持回流；保持体系回流120min后，将剩余13.5g醋酸丁酯、0.3g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.9g过氧化苯甲酰、0.9g的dk-08充分混合均匀滴加，30min滴完后继续保持回流并向体系通入氮气并继续保持回流共聚180min，随后降温出料，得到无透明澄清改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂2。
[0031]
配制有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料：将25g改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂3、15g的n75固化剂，10g醋酸丁酯常温常压环境下搅拌混合均匀得到有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料。
[0032]
使用配制得到的有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料对有机玻璃板材进行喷涂试验。取60g有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料喷涂于有机玻璃底材表面，然后将样板置于常温常压通风条件下静置1小时后，再将样板放入70℃烘箱中进行进一步热固化3小时后，取出样板降温至室温后待测。。
[0033]
实施例三：
[0034]
合成高氟含量中间体：取12g十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、7.6g十三氟辛醇、0.4g丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌控温60℃；体系保温30min后控温60℃开始滴加由剩余48g十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、30.4g十三氟辛醇、1.6g丙烯酸羟乙酯和全部2g浓硫酸混合均匀的混合液，30min后滴加完毕；保温60min后降温至4℃，然后开始升温并减压抽取至60℃时停止，降温出料，得高氟含量中间体3。
[0035]
合成改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂：先取0.2g高氟含量中间体、4g甲基丙烯酸甲酯、4g苯乙烯、0.2g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.2g甲基丙烯酸以及3g丙烯酸丁酯和20g醋酸丁酯投入釜中加热搅拌直至回流；体系回流30min后，开始滴加由0.8g高氟含量中间体、16g甲基丙烯酸甲酯、16g苯乙烯、0.8g甲基丙烯酸、12g丙烯酸丁酯、10g醋酸丁酯、0.7g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.7g过氧化苯甲酰、0.7g的dk-08组成的均匀混合物，90min滴完，滴加过程中保持回流；保持体系回流120min后，将剩余10g醋酸丁酯、0.1g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.3g过氧化苯甲酰、0.3g的dk-08充分混合均匀滴加，30min滴完后继续保持回流并向体系通入氮气并继续保持回流共聚180min，随后降温出料，得到无透明澄清改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂3。
[0036]
配制有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料：将30g改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂3、30g的n75固化剂，40g醋酸丁酯常温常压环境下搅拌混合均匀得到有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料。
[0037]
使用配制得到的有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料对有机玻璃板材进行淋涂试验。取100g有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料淋涂于有机玻璃底材表面一遍，然后将样板置于常温常压通风条件下静置1小时后，再将样板放入70℃烘箱中进行进一步热固化2小时后，取出样板降温至室温后待测。
[0038]
对比例1
[0039]
合成聚甲基丙烯酸甲酯树脂：称取100g甲基丙烯酸甲酯、5g过氧化苯甲酰，随后投入锥形瓶中水浴90℃加热并保持温度。注意观察引发剂是否完全分解，必须时刻监控整个反应过程，体系会在不定时间突然变得粘稠，易局部受热不均导致焦化等。待整体粘稠则降温出料。
[0040]
配制涂料：将30g树脂、10g的n75固化剂和20g醋酸丁酯常温常压环境下搅拌混合均匀得到涂料。
[0041]
使用配制得到的涂料对有机玻璃板材进行淋涂试验。取50g涂料淋涂于有机玻璃底材表面一遍，然后将样板置于常温常压通风条件下静置3小时后，再将样板放入t＝70℃烘箱中进行进一步热固化3小时后，取出样板降温至室温后待测。
[0042]
对于涂层的附着力测试参考标准gb/t 9286-1998，与水接触角测试参考标准gb/t 30693-2014，耐沾污性测试参考标准gb/t 9780-2013。
[0043]
测试结果如下表1：
[0044]
表1测试结果表
[0045][0046][0047]
实施例与对比例可以看出：本发明制备的有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料无透明，涂覆在有机玻璃底材上具有传统聚甲基丙烯酸甲酯树脂树脂涂料不具备的优异附着力、疏水性和耐沾污性，极大弥补聚甲基丙烯酸甲酯树脂涂料在有机玻璃底材上的附着力、疏水性、耐沾污性缺陷，以适应更加复杂环境条件，拓展了聚甲基丙烯酸甲酯树脂涂料在该类底材上的应用空间。
[0048]
本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

技术特征：

1.一种有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料，其特征在于：按质量百分比计，由下列组分组成：改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂
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30％～60％n75固化剂
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10％～40％醋酸丁酯
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20～40％所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂按质量百分比计，由下列组分组成：所述改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂制备方法为：先取所述量20％的高氟含量中间体、20％甲基丙烯酸甲酯、20％苯乙烯、20％甲基丙烯酸缩水甘油酯、20％甲基丙烯酸以及20％丙烯酸丁酯和50％的醋酸丁酯投入釜中加热搅拌直至回流；体系回流30min后，开始滴加由80％的高氟含量中间体、80％甲基丙烯酸甲酯、80％苯乙烯、80％甲基丙烯酸、80％丙烯酸丁酯和25％的醋酸丁酯、70％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、70％过氧化苯甲酰、70％分子量调节剂dk-08组成的混合物，均匀滴速，滴加时间为60min～90min，滴加过程中保持回流；滴加完毕保持体系回流120min后，将25％的醋酸丁酯、10％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、30％的过氧化苯甲酰、30％分子量调节剂dk-08充分混合均匀滴加，滴加时间在30min以内，滴加过程中保持回流；滴加完毕后向体系通入氮气并继续保持回流共聚180min～240min，随后降温出料，得到无透明澄清树脂及为改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂。2.根据权利要求1所述的有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料，其特征在于：所述的高氟含量中间体按质量百分比计，由下列组分组成：所述高氟含量中间体制备方法为：取所述量20％的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、20％十三氟辛醇、20％丙烯酸羟乙酯投入中搅拌并保温在55℃～65℃；体系保温30min后控温在55℃～65℃开始滴加由80％的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、80％十三氟辛醇、80％
丙烯酸羟乙酯和全部浓硫酸混合均匀的混合液，30min内滴完；滴加完后保温60min然后降温至10℃以下，开始升温并利用真空泵减压抽取至体系60℃时停止抽取，降温出料，得高氟含量中间体。3.权利要求1-2任一项所述的有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料的制备方法，其特征在于：按配比称取改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂、n75固化剂、醋酸丁酯加入烧杯，常温常压环境下搅拌混合均匀即可得到涂料。4.权利要求1-2任一项所述的有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料的使用方法，其特征在于：取适量有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料，先使用喷均匀喷覆或淋涂于有机玻璃底材表面，涂覆量根据实际使用情况决定，然后将物件置于常温常压通风条件下静置1小时待其表干，再将物件放入70℃环境中进行进一步热固化，固化时间应大于等于1小时，以达到最优固化效果。

技术总结

本发明公开了一种有机玻璃用改性聚甲基丙烯酸甲酯涂料及其制备和使用方法，该涂料由改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂、N75固化剂、醋酸丁酯组成，其中所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂由高氟含量中间体、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、过氧化苯甲酰、分子量调节剂DK-08组成；本发明制备的有机玻璃用强附着力强疏水耐沾污聚甲基丙烯酸甲酯涂料，该涂料涂覆在有机玻璃底材上具备较强附着力、疏水性和耐沾污性，极大拓展了聚甲基丙烯酸甲酯涂料的应用领域，而且制备工艺简单，无毒害副产物。无毒害副产物。