一种环保通用型附着力促进剂的制备方法与流程

2021-02-02 19:02:59|

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技术领域：

本发明涉及化学助剂领域，具体涉及一种环保通用型附着力促进剂的制备方法。

背景技术：
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硬化涂层与基材间具备良好的附着力是光学膜获得需求特性的基础。而附着力的大小不仅与基材的表面状态、表面物质组成及材料本身的致密性有关，还与涂层中成膜物的收缩应力、表面张力、结晶性与极性官能团的体积大小等因素有关。多年来，人们不仅一直致力于提高涂膜自身的抗张强度，还努力寻找能不断提高涂层附着力的方法，以延长涂层的附着时间，借以达到涂层对基材的长期保护以及维持其特性。要提高涂层的附着力，首先必须清楚涂层附着的基本方式，并了解如何强化这些形态的存在，才能更好地在设计涂料配方时，思索解决涂层附着长效性的理想途径。一般而言，涂层在基材表面的作用方式可以分为3种形式：物理吸附、化学键合、静电理论，3种方式的区别严格意义上说是分别以空间位阻与静电吸附的形式存在的。

附着力促进剂是在涂料行业为改善材料的涂装性能，增强涂膜在基体上附着牢固度最常用的方法之一，具有使用方便、效果显著等特点。目前常用的附着力促进剂按照分子类型分为硅烷类、钛酸盐类、锆酸盐类、锆铝酸类，金属有机物累、酚醛树脂类等。但是无论哪种附着力促进剂，对基体与漆膜都有明显的选择性，且发挥作用的效果不一，这为工业实际应用带来了诸多不便。

技术实现要素：
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本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，该制备方法制得的附着力促进剂稳定性好，可有效改善聚合物与基材的结合性能。

为更好的解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和二苯甲酮加入到反应器中空气下辐照反应1-2h，反应结束后，向反应液中加入过量的己烷沉淀，过滤，并将沉淀真空干燥，制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；

(2)以dmf为溶剂，将聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和1-(溴乙酰基)芘混合反应20-30h，反应结束后，向反应液中加入过量己烷沉淀，过滤，并将过滤得到的沉淀真空干燥，制得超支化共聚物；

(3)将上述超支化聚合物溶于溶剂中，然后边搅拌边滴加γ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，搅拌反应，反应结束后冷却即得组分a；

(4)将均苯三甲酸、琥珀酸加入到异丁醇中搅拌混合，并加热至105-115℃；然后向反应体系中依次加入双酚a二缩水甘油醚、三苯基膦，搅拌反应20-25h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；

(5)将上述制得的端羧基超支化聚酯加入到组分a中，搅拌混合均匀，并加入溶剂调节反应体系至合适粘度，制得环保通用型附着力促进剂。

作为一种优选的技术方案，步骤(1)中，所述甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为10：(4-7)。

作为一种优选的技术方案，所述辐照时采用的光的波长为300-350nm。

作为一种优选的技术方案，步骤(2)中，所述聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和1-(溴乙酰基)芘的质量比4：(1-2)。

作为一种优选的技术方案，步骤(2)中，所述反应的温度为40-50℃。

作为一种优选的技术方案，步骤(3)中，所述溶剂为丙酮。

作为一种优选的技术方案，步骤(3)中，所述超支化聚合物、γ―氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为10:(1-5)。

作为一种优选的技术方案，步骤(3)中，所述反应的温度为60-70℃，所述反应的时间为1-3h。

作为一种优选的技术方案，步骤(4)中，所述均苯三甲酸、琥珀酸、双酚a二缩水甘油醚、三苯基膦的质量比为(10-11)：2：(19-19.2)：(0.3-0.4)。

作为一种优选的技术方案，所述端羧基超支化聚酯与所述超支化共聚物的质量比为1：(1-3)。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，首先将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和二苯甲酮混合制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；然后采用1-(溴乙酰基)芘对聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)进行改性，制得超支化共聚物；该超支化共聚物分子链中具有许多活性基团，比如游离的叔胺基以及乙酰基，可与涂料聚合物的成分发生交联反应，从而改善涂料与基底间的附着力；本发明将均苯三甲酸、琥珀酸和异丁醇混合反应，并加入双酚a二缩水甘油醚、三苯基膦反应，得到端羧基超支化聚酯；该聚合物的末端具有大量的端羧基，这些羧基可以有效改善聚合物与基材的结合力，且本发明采用异丁醇作为反应溶剂，无毒环保，且反应条件温和；而且加入到聚合物中可以以提高聚合物的交联密度，提高涂层与基材的结合力。将端羧基超支化聚酯和组分a混合，制得环保通用型附着力促进剂。

本发明制得的环保通用型附着力促进剂对涂料聚合物以及基底均具有良好的润湿性能：能明显提高涂料聚合物与各种基底的结合力；具有良好的附着力；储存稳定性好。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)10mol将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、4mol甲基丙烯酸甲酯和1ml二苯甲酮加入到反应器中空气下采用波长为300nm的光辐照反应1h，反应结束后，向反应液中加入过量的己烷沉淀，过滤，并将沉淀真空干燥，制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；

(2)以100mldmf为溶剂，将8g聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和2g1-(溴乙酰基)芘混合，在40℃下反应20h，反应结束后，向反应液中加入过量己烷沉淀，过滤，并将过滤得到的沉淀真空干燥，制得超支化共聚物；

(3)将10g上述超支化聚合物溶于50ml丙酮中，然后边搅拌边滴加1gγ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，60℃下搅拌反应1h，反应结束后冷却即得组分a；

(4)将10g均苯三甲酸、2g琥珀酸加入到50ml异丁醇中搅拌混合，并加热至105℃；然后向反应体系中依次加入19g双酚a二缩水甘油醚、0.3g三苯基膦，搅拌反应20h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；

(5)将3.5g上述制得的端羧基超支化聚酯加入到组分a中，搅拌混合均匀，并加入溶剂调节反应体系至合适粘度，制得环保通用型附着力促进剂。

实施例2

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)10mol将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、7mol甲基丙烯酸甲酯和1ml二苯甲酮加入到反应器中空气下采用波长为350nm的光辐照反应2h，反应结束后，向反应液中加入过量的己烷沉淀，过滤，并将沉淀真空干燥，制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；

(2)以100mldmf为溶剂，将8g聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和4g1-(溴乙酰基)芘混合，在50℃下反应30h，反应结束后，向反应液中加入过量己烷沉淀，过滤，并将过滤得到的沉淀真空干燥，制得超支化共聚物；

(3)将10g上述超支化聚合物溶于50ml丙酮中，然后边搅拌边滴加5gγ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，70℃下搅拌反应3h，反应结束后冷却即得组分a；

(4)将11g均苯三甲酸、2g琥珀酸加入到50ml异丁醇中搅拌混合，并加热至115℃；然后向反应体系中依次加入19.2g双酚a二缩水甘油醚、0.4g三苯基膦，搅拌反应25h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；

(5)将10g上述制得的端羧基超支化聚酯加入到组分a中，搅拌混合均匀，并加入溶剂调节反应体系至合适粘度，制得环保通用型附着力促进剂。

实施例3

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)10mol将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、4.5mol甲基丙烯酸甲酯和1ml二苯甲酮加入到反应器中空气下采用波长为310nm的光辐照反应1.5h，反应结束后，向反应液中加入过量的己烷沉淀，过滤，并将沉淀真空干燥，制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；

(2)以100mldmf为溶剂，将8g聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和2.2g1-(溴乙酰基)芘混合，在45℃下反应22h，反应结束后，向反应液中加入过量己烷沉淀，过滤，并将过滤得到的沉淀真空干燥，制得超支化共聚物；

(3)将10g上述超支化聚合物溶于50ml丙酮中，然后边搅拌边滴加2gγ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，60℃下搅拌反应2h，反应结束后冷却即得组分a；

(4)将10.2g均苯三甲酸、2g琥珀酸加入到50ml异丁醇中搅拌混合，并加热至110℃；然后向反应体系中依次加入19.05g双酚a二缩水甘油醚、0.35g三苯基膦，搅拌反应21h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；

(5)将4g上述制得的端羧基超支化聚酯加入到组分a中，搅拌混合均匀，并加入溶剂调节反应体系至合适粘度，制得环保通用型附着力促进剂。

实施例4

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)10mol将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、5mol甲基丙烯酸甲酯和1ml二苯甲酮加入到反应器中空气下采用波长为320nm的光辐照反应1h，反应结束后，向反应液中加入过量的己烷沉淀，过滤，并将沉淀真空干燥，制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；

(2)以100mldmf为溶剂，将8g聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和3g1-(溴乙酰基)芘混合，在40℃下反应24h，反应结束后，向反应液中加入过量己烷沉淀，过滤，并将过滤得到的沉淀真空干燥，制得超支化共聚物；

(3)将10g上述超支化聚合物溶于50ml丙酮中，然后边搅拌边滴加3gγ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，65℃下搅拌反应2h，反应结束后冷却即得组分a；

(4)将10.4g均苯三甲酸、2g琥珀酸加入到50ml异丁醇中搅拌混合，并加热至105℃；然后向反应体系中依次加入19.1g双酚a二缩水甘油醚、0.32g三苯基膦，搅拌反应22h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；

(5)将5g上述制得的端羧基超支化聚酯加入到组分a中，搅拌混合均匀，并加入溶剂调节反应体系至合适粘度，制得环保通用型附着力促进剂。

实施例5

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)10mol将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、5mol甲基丙烯酸甲酯和1ml二苯甲酮加入到反应器中空气下采用波长为330nm的光辐照反应1.5h，反应结束后，向反应液中加入过量的己烷沉淀，过滤，并将沉淀真空干燥，制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；

(2)以100mldmf为溶剂，将8g聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和3g1-(溴乙酰基)芘混合，在50℃下反应26h，反应结束后，向反应液中加入过量己烷沉淀，过滤，并将过滤得到的沉淀真空干燥，制得超支化共聚物；

(3)将10g上述超支化聚合物溶于50ml丙酮中，然后边搅拌边滴加3gγ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，65℃下搅拌反应2h，反应结束后冷却即得组分a；

(4)将10.12g均苯三甲酸、2g琥珀酸加入到50ml异丁醇中搅拌混合，并加热至110℃；然后向反应体系中依次加入19.15g双酚a二缩水甘油醚、0.36g三苯基膦，搅拌反应24h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；

(5)将6g上述制得的端羧基超支化聚酯加入到组分a中，搅拌混合均匀，并加入溶剂调节反应体系至合适粘度，制得环保通用型附着力促进剂。

实施例6

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)10mol将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、6.5mol甲基丙烯酸甲酯和1ml二苯甲酮加入到反应器中空气下采用波长为350nm的光辐照反应2h，反应结束后，向反应液中加入过量的己烷沉淀，过滤，并将沉淀真空干燥，制得聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)；

(2)以100mldmf为溶剂，将8g聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-co-甲基丙烯酸甲酯)和3.5g1-(溴乙酰基)芘混合，在50℃下反应28h，反应结束后，向反应液中加入过量己烷沉淀，过滤，并将过滤得到的沉淀真空干燥，制得超支化共聚物；

(3)将10g上述超支化聚合物溶于50ml丙酮中，然后边搅拌边滴加4.5gγ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，70℃下搅拌反应2.5h，反应结束后冷却即得组分a；

(4)将10.55g均苯三甲酸、2g琥珀酸加入到50ml异丁醇中搅拌混合，并加热至110℃；然后向反应体系中依次加入19.18g双酚a二缩水甘油醚、0.38g三苯基膦，搅拌反应24h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；

(5)将8g上述制得的端羧基超支化聚酯加入到组分a中，搅拌混合均匀，并加入溶剂调节反应体系至合适粘度，制得环保通用型附着力促进剂。

对比例1

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10.55g均苯三甲酸、2g琥珀酸加入到50ml异丁醇中搅拌混合，并加热至110℃；然后向反应体系中依次加入19.18g双酚a二缩水甘油醚、0.38g三苯基膦，搅拌反应24h，反应结束后，向反应体系中加入过量二乙醚沉淀，过滤，将制得的沉淀真空干燥，得到端羧基超支化聚酯；即为环保通用型附着力促进剂。

对比例2

一种环保通用型附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(3)将10g上述超支化聚合物溶于50ml丙酮中，然后边搅拌边滴加4.5gγ―氨丙基三乙氧基硅烷，滴加结束后，70℃下搅拌反应2.5h，制得环保通用型附着力促进剂。

应用实施例

以市售双酚a液体型环氧底漆作基体，具体组成为：双酚a液体环氧树脂41.5g，润湿分散剂1.0g，消泡剂0.8g，流平剂0.2g，硫酸钡30.0g，滑石粉13.0g，氧化铁红5.0g，苯甲醇8.5g，聚酰胺固化剂29.5g；然后分别加入1.5g实施例1-6以及对比例1、对比例2制得的附着力促进剂，制得不同的涂料；将上述制得的涂料分别均匀涂覆在聚碳酸酯板表面，室温干燥后，在烘箱内50℃下固化2h，制得涂层，并对涂层的性能进行测试；测试方法以及测试结果如下，其中，对照组是未添加附着力促进剂的底漆：

1、附着力测试

按照astmd3359：2009，采用划格法测定。

2、耐磨性测试

按qb2506-2001标准，用0000^#钢丝绒在500g砝码下来回均匀擦拭，计算出现划痕时擦拭的次数。

3、耐水煮性能

将涂膜样板固化后置于100℃沸水中水煮一定时间后测试附着力及耐磨性。

测试结果如表1所示：

表1

从上述测试结果来看，本发明制得的端羧基聚酯以及氨基硅烷偶联剂改性的超支化聚合物均能在一定程度上改善涂料与基底的结合性能；二者复合后大大提高涂层的附着力。

虽然已经对本发明的具体实施方案进行了描述，但是本发明的许多其他形式和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。应理解所附权利要求和本发明通常涵盖本发明真实精神和范围内的所有这些明显的形式和改变。

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