[发明专利]一种丙烯酸树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种丙烯酸树脂及其制备方法和应用，属于精细化工合成领域。本发明提供一种丙烯酸树脂，由以下重量份的原料制成：柠檬酸改性单体5‑20份、硬单体5‑35份、软单体5‑20份、羟基单体5‑25份、羧基单体1‑3份、引发剂1‑6份和有机溶剂20‑40份。本发明丙烯酸树脂具有高固体份、低黏度的特征，用于涂料中能够满足汽车涂料、工业涂料等领域的涂装要求；同时VOC含量低，进一步降低了丙烯酸树脂涂料在使用过程中的碳排放。

技术领域

本发明属于精细化工合成领域，具体涉及一种丙烯酸树脂及其制备方法和应用。

背景技术

丙烯酸树脂是一种由含双键的不饱和单体经自由基聚合得到的高分子聚合物，是涂料、胶黏剂、油墨等领域的核心原材料。尤其在涂料领域，因丙烯酸树脂具有干燥速度快、光泽高、硬度高、耐候性好等优点而深受涂料行业的喜爱。含有羟基的丙烯酸树脂可以与多异氰酸酯固化剂反应获得聚氨酯涂料，还可以与氨基树脂反应获得高温氨基涂料，这些涂料在汽车制造与维修、轨道列车、工程机械、风电叶片等领域获得了广泛的使用。

常规方法制备丙烯酸树脂的单体原料主要来源于石油产业，石化原料的使用造成了碳排放居高不下、石化资源越来越短缺，导致目前的产业难以实现可持续化发展。而生物基材料是指农作物、其他植物、谷物、豆科、秸秆等可再生的生物质以及从这些生物质中提取的原料，这些物质和原料再经过生物、化学以及物理等方法可生成新型材料，使用生物质材料替代石化原料，可以减少石油原料的消耗，对环境友好，符合绿色发展的理念。

柠檬酸在自然界中分布很广，天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而制得的。其来源广泛、价格低廉，是一种常用的酸度调节剂和食品添加剂。柠檬酸分子结构中含有三个羧基，可以和醇、环氧等化合物反应，柠檬酸与乙醇、丁醇等酯化反应的产物可以代替传统的邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂使用，已经获得工业化的应用。

专利公开号CN201610236643.5提供了一种基于无水柠檬酸的4官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和应用。该低粘度4官能度UV光固化聚氨酯丙烯酸酯固化后，具有硬度高、耐磨、耐刮、耐热、耐候性等优良性能，能够作为UV涂料、油墨、粘合剂的原料应用；但其无法作为合成丙烯酸树脂的原料。专利公开号CN201811443699.3提供了一种柠檬酸甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物。该单体的聚合物可用于水中重金属离子的吸附，吸附效率较高。可见，生物质材料柠檬酸在工业领域有广泛的应用前景，但是，现有技术中鲜有报道将生物质材料柠檬酸引入丙烯酸树脂体系制备低挥发性有机化合物(VOC)涂料，因此，制备一种基于柠檬酸的丙烯酸树脂材料是目前需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种丙烯酸树脂及其制备方法和应用。

本发明是通过下述技术方案进行实现的：

本发明提供一种丙烯酸树脂，由以下重量份的原料制成：柠檬酸改性单体5-20份、硬单体5-35份、软单体5-20份、羟基单体5-25份、羧基单体1-3份、引发剂1-6份和有机溶剂20-40份。

本发明的丙烯酸树脂由柠檬酸改性单体和其他单体复配，使得丙烯酸树脂具有高固体份、低黏度的特征，从而降低了丙烯酸树脂涂料中有机溶剂的使用量，降低了丙烯酸树脂涂料的VOC含量，进一步降低了丙烯酸树脂涂料在使用过程中的碳排放。

优选地，所述丙烯酸树脂，由以下重量份的原料制成：柠檬酸改性单体10-15份、硬单体15-30份、软单体10-15份、羟基单体15-20份、羧基单体1.5-2.5份、引发剂2-4份和有机溶剂23-35份。

作为本发明所述丙烯酸树脂的优选实施方式，所述柠檬酸改性单体由无水柠檬酸、叔碳酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯制成。