聚丙烯酸酯共聚物流平劑及其制備方法和在漆包線漆中的應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種聚丙烯酸酯共聚物流平劑及其制備方法和在漆包線漆中的應(yīng)用方法，所述流平劑由A、B、C、D、E五種組分組成：A組分為碳原子數(shù)在4～18的丙烯酸酯單體；B組分為含有羧基基團或羥基基團的丙烯酸或丙烯酸酯類單體；C組分為過氧化物或偶氮類自由基引發(fā)劑；D組分為分子量調(diào)節(jié)劑；E組分為溶劑；上述組分的加入量按質(zhì)量計算為：A組分為100份，B組分為5～30份，C組分為A、B之和的0.1～1%，D組分為A、B之和的0.3～3%，E組分為A、B之和的100～160%；上述流平劑流平速度快、耐溫性能好，其制備方法包括溶液聚合和本體聚合與溶液兌稀兩種制備方法，在漆包線漆中的應(yīng)用方法主要是在漆包線漆中加入質(zhì)量為漆包線漆總質(zhì)量0.5～2.5%的上述流平劑。
【專利說明】聚丙烯酸酯共聚物流平劑及其制備方法和在漆包線漆中的應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚丙烯酸酯共聚物流平劑，尤其是一種流平速度快、耐溫性能較好的聚丙烯酸酯共聚物流平劑及其制備方法和在漆包線漆中的應(yīng)用方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]流平劑是一種常用的涂料助劑，它能促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。隨著人們對涂料外觀要求的提高，流平劑的用量與品種也在增多，消費量遞年增加。
[0003]在漆包線的生產(chǎn)過程中，用于漆包線涂裝用的絕緣漆，大多數(shù)為溶劑型清漆，即樹脂溶于溶劑中，其成膜過程是裸銅線通過漆液槽蘸滿漆液并經(jīng)毛氈或涂漆模具，使圓形截面的裸銅線沿圓周方向都均勻地涂上一層漆液，然后送進溫度達400°C的烘爐，在烘爐內(nèi)，漆液的溶劑揮發(fā)，固型物的樹脂經(jīng)流動、逐步干燥并固化交聯(lián)，形成光滑平整厚薄均勻的且絕緣耐熱的漆膜。但是，漆包線實際的涂漆，是受到若干因素制約的。包裹銅線的漆液的流動和干燥是一個動態(tài)過程，在烘爐中，表層的漆液溶劑揮發(fā)快，溫度較高，底層的漆液揮發(fā)慢，溫度較低，就形成了漆液的表層與底層之間具有不同的濃度梯度、溫度梯度和表面張力的差異，表層的漆液和底層漆液可以互相流動，隨著烘干時間的延長，漆液的粘度逐漸增大，直到失去流動性。在漆液流動干燥過程中，可能形成一些漆膜的缺陷，例如出現(xiàn)縮孔、針孔、流掛、條紋等現(xiàn)象，稱之為流平性不良。這些缺陷可以導(dǎo)致漆包線的性能下降，例如耐電壓指標降低、針孔數(shù)超標。
[0004]解決漆包線漆流平性不良的一種方法，就是在漆液中加入少量的流平劑，即改善固化前流平性的助劑。用于溶劑型涂料的流平劑有若干種，大致可分為兩類，一類為高沸點的芳烴、酯類的混合物，另一類為聚合物，如聚丙烯酸酯、有機硅樹脂等。目前，涂料工業(yè)中使用最流行的流平劑體系還是丙烯酸酯類聚合物。
[0005]但是傳統(tǒng)的聚丙烯酸酯流平劑，在漆包線漆中的應(yīng)用還存在以下幾個不足之處: 一是在漆包線生產(chǎn)過程中，漆包線在烘箱內(nèi)的移動速度高達每分鐘數(shù)十米甚至上百
米，在烘箱內(nèi)停留時間僅有幾秒或十幾秒，流平時間短，現(xiàn)有聚丙烯酸酯流平劑遷移到涂料表面形成單分子層的速度還難以適應(yīng)漆包線高速涂漆的要求，也就是現(xiàn)有聚丙烯酸酯流平劑流平速度較慢，還不能較好滿足漆包線高速涂漆固化的要求。
[0006]二是丙烯酸酯聚合物耐溫性能較涂料的基體樹脂如聚氨酯、聚酯亞胺要差，難以適應(yīng)漆包線在長期高溫條件下工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種流平速度快、耐溫性能好的聚丙烯酸酯共聚物流平劑，以及這種聚丙烯酸酯共聚物流平劑的制備方法及其在漆包線漆中的應(yīng)用方法。
[0008]為此，本發(fā)明提供了一種聚丙烯酸酯共聚物流平劑，由以下A、B、C、D、E五種組分組成:
A組分為碳原子數(shù)在4~18的丙烯酸酯單體；
B組分為含有羧基基團或羥基基團的丙烯酸或丙烯酸酯類單體；
C組分為過氧化物或偶氮類自由基引發(fā)劑；
D組分為分子量調(diào)節(jié)劑；
E組分為溶劑；
上述組分的加入量按質(zhì)量計算為:A組分為100份,B組分為5~30份。C組分為A、B之和的0.1~1%，D組分為A、B之和的0.3~3%，E組分為A、B之和的100~160%。
[0009]優(yōu)選所述A組分為丙烯酸丁酯、丙烯酸酯辛酯、丙烯酸二乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯其中的一種或兩種混合而成。
[0010]優(yōu)選所述B組分為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸β羥乙酯，丙烯酸β羥乙酯、丙烯酸羥丙酯其中的一種或兩種混合而成。
[0011]優(yōu)選所述C組 分為過氧化二苯甲?；蚺嫉惗‰?。
[0012]優(yōu)選所述D組分為十二烷基硫醇。
[0013]優(yōu)選所述E組分為甲苯或二甲苯。進一步優(yōu)選所述E組分為二甲苯。
[0014]上述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑通過C組分和D組分的調(diào)節(jié)使得流平劑的平均分子量降低，分子量分布更為集中，提高了流平劑的流平速度，更好滿足如漆包線漆高速涂漆和固化的要求；另一方面，由于B組分的加入，與A組分單體共聚，其聚合物分子鏈含有羧基基團或羥基基團，可在烘箱內(nèi)高溫條件下與漆液的基體樹脂或流平劑本身的活性基團交聯(lián)反應(yīng)，有效改善漆膜的耐熱性能，以適應(yīng)如漆包線在長期高溫條件下工作的需要。
[0015]本發(fā)明進一步提供了一種上述聚丙烯酸酯共聚物流平劑的制備方法，包括以下步驟:
1)、將E組份一次性加入帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗的釜式反應(yīng)器中，然后攪拌，通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并預(yù)熱E組份至90~100°C，預(yù)熱E組份的溫度優(yōu)選為95°C，氮氣的通入需保持至整個反應(yīng)過程完成；
2)、將A、B、C、D組分預(yù)先混合，混合后取混合物總質(zhì)量的25%加入釜式反應(yīng)器內(nèi)，在一小時內(nèi)升溫至105°C~110°C，在觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，保持溫度105~110°C，在三小時內(nèi)滴加完成剩余的A、B、C、D組分混合物；
3)、A、B、C、D組分混合物全部添加完成后，升溫至120°C并保持溫度三小時；
4)、測定A組分和B組分由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固性物的轉(zhuǎn)化率達99%以上后，在一小時內(nèi)降溫至40°C，然后出料并過濾反應(yīng)液即制得所述流平劑。
[0016]這種采用溶液聚合的方法，操作簡便，制備速度較快。
[0017]本發(fā)明進一步提供了另一種上述聚丙烯酸酯共聚物流平劑的制備方法，包括以下步驟:
1)、在帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗的釜式反應(yīng)器中通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并保持至整個反應(yīng)過程完成；
2)將A、B、C、D組分預(yù)先混合，混合后取混合物總質(zhì)量的25%加入釜式反應(yīng)器內(nèi)，攪拌并升溫至105°C~110°C，保持溫度在105~110°C—小時，觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，將剩余的A、B、C、D組分混合物分4~5次在4小時內(nèi)添加到釜式反應(yīng)器內(nèi)，添加完成后升溫至120°C并保持溫度三小時；
3)接著將釜式反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)反應(yīng)的混合物降溫至95°C~100°C，加入E組分，攪拌兌?。?br> 4)E組分加入完成后降溫至40°C出料并過濾反應(yīng)液即制得所述流平劑。
[0018]這種采用本體聚合一溶液兌稀的方法，同樣操作簡便，制備速度較快。
[0019]本發(fā)明還提供了上述聚丙烯酸酯共聚物流平劑在漆包線漆中的應(yīng)用方法，包括以下步驟:
1)選用一定量的聚氨酯漆或聚酯亞胺漆為漆包線漆；
2)把質(zhì)量為漆包線漆總質(zhì)量0.5~2.5%的上述聚丙烯酸酯共聚物流平劑添加入漆包線漆中；
3)攪拌均勻；即可投入漆包機的漆液儲槽供給包漆操作。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0021]在本發(fā)明聚丙烯酸酯共聚物流平劑的第一種制備方法中，是采用溶液聚合的方法:
第一步驟、將E組份一次性加入帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗的釜式反應(yīng)器中，然后攪拌，通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并預(yù)熱E組份至90~100°C，氮氣的通入需保持至整個反應(yīng)過程完成；
第二步驟、將A、B、C、D組分預(yù)先混合，混合后取混合物總質(zhì)量的25%加入釜式反應(yīng)器內(nèi)，在一小時內(nèi)升溫至105°C~110°C，在觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，保持溫度105~110°C，在三小時內(nèi)滴加完成剩余的A、B、C、D組分混合物；
第三步驟、當A、B、C、D組分混合物全部添加完成后，升溫至120°C并保持溫度三小時；第四步驟、測定A組分和B組分由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固性物的轉(zhuǎn)化率達99%以上后，在一小時內(nèi)降溫至40°C，然后出料并過濾反應(yīng)液即制得所述流平劑。
[0022]根據(jù)第一種制備方法的具體實施例如下:
實施例1、按以下步驟進行:
1、將E組份600克二甲苯一次性加入帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗的2000毫升四口的釜式反應(yīng)器中，然后攪拌，通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并預(yù)熱E組份至95°C，氮氣的通入需保持至整個反應(yīng)過程完成；
2、將A組分丙烯酸酯辛酯400克，B組分丙烯酸β羥乙酯100克，C組分過氧化二苯甲酰3克，D組分十二烷基硫醇2克在燒杯中預(yù)先混合均勻，將混合液的25%加入釜式反應(yīng)器中，在一小時內(nèi)升溫至105°C，觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，保持反應(yīng)溫度105°C并在三小時內(nèi)滴加完成剩余的混 合液；
3、上述混合液加入完成后，升溫至120°C并保持溫度三小時；
4、測定A組分丙烯酸酯辛酯和B組分丙烯酸β羥乙酯由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固性物的轉(zhuǎn)化率達99%以上后，在一小時內(nèi)降溫至40°C，然后出料并過濾反應(yīng)液即制得所需的流平劑。
[0023]本實施例制得的聚丙烯酸酯共聚物流平劑的平均分子量約11000，分子量8000~15000的分率達到85%。
[0024]在本發(fā)明聚丙烯酸酯共聚物流平劑的第二種制備方法中，是采用本體聚合一溶液兌稀的方法:
第一步驟、在帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗的釜式反應(yīng)器中通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并保持至整個反應(yīng)過程完成；
第二步驟、將A、B、C、D組分預(yù)先混合，混合后取混合物總質(zhì)量的25%加入釜式反應(yīng)器內(nèi)，攪拌并升溫至105°C~110°C，保持溫度在105~110°C—小時，觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，將剩余的A、B、C、D組分混合物分4~5次在4小時內(nèi)添加到釜式反應(yīng)器內(nèi)，添加完成后升溫至120°C并保持溫度三小時；
第三步驟、接著將釜式反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)反應(yīng)的混合物降溫至95°C~100°C，加入E組分，攪祥兌稀;
第四步驟、E組分加入完成后降溫至40°C出料并過濾反應(yīng)液即制得所述流平劑。
[0025]根據(jù)第二種制備方法的具體實施例如下:
實施例2、按以下步驟進行:
1、在帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗2000毫升四口的釜式反應(yīng)器中通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并保持至整個反應(yīng)過程完成；
2、將A組分丙烯酸二乙基己酯200克和丙烯酸十二烷基酯200克，B組分丙烯酸β羥丙酯80克和丙烯酸12克，C組分過氧化二苯甲酰3克，D組分十二烷基硫醇4克在燒杯中預(yù)先混合均勻， 混合后取混合液總質(zhì)量的25%加入釜式反應(yīng)器內(nèi)，攪拌并升溫至105°C，保持溫度在105°C—小時，觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，將剩余的混合液分4~5次在4小時內(nèi)添加到釜式反應(yīng)器內(nèi)，添加完成后升溫至120°C并保持溫度三小時
3、接著將釜式反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)反應(yīng)的混合物降溫至95°C，加入溶劑E組分二甲苯650克，攪祥兌稀;
4、E組分二甲苯加入完成后降溫至40°C出料并過濾反應(yīng)液即制得所需流平劑。
[0026]本實施例制得的聚丙烯酸酯共聚物流平劑的平均分子量約10000，分子量8000~13000的分率達到85%。
[0027]實施例3、將A組分丙烯酸十二烷基酯500克，B組分甲基丙烯酸25克，C組分偶氮二異丁腈0.52克，D組分十二烷基硫醇1.58克，E組分溶劑二甲苯525克按實施例1所述裝置和步驟操作，可制得類似的丙烯酸酯共聚物流平劑。
[0028]實施例4、將A組分丙烯酸丁酯150克和丙烯酸二乙基己酯350克，B組分甲基丙烯酸150克，C組分過氧化二苯甲酰6.5克，D組分十二烷基硫醇19.5克，E組分溶劑二甲苯1040克按實施例2所述裝置和步驟操作，可制得類似的丙烯酸酯共聚物流平劑。
[0029]本發(fā)明聚丙烯酸酯共聚物流平劑在漆包線漆中的應(yīng)用方法為:
首先，選用5000克的聚氨酯漆或聚酯亞胺漆為漆包線漆；接著把25克或125克實施例1至實施例4任一種制得的聚丙烯酸酯共聚物流平劑加入上述的漆包線漆中，攪拌均勻，然后按常規(guī)方法投入漆包機的漆液儲槽供給包漆操作。
[0030]應(yīng)用效果比較:
漆包線應(yīng)用上述流平劑測試結(jié)果比較
【權(quán)利要求】
1.一種聚丙烯酸酯共聚物流平劑，由以下A、B、C、D、E五種組分組成: A組分為碳原子數(shù)在4~18的丙烯酸酯單體；
B組分為含有羧基基團或羥基基團的丙烯酸或丙烯酸酯類單體； C組分為過氧化物或偶氮類自由基引發(fā)劑； D組分為分子量調(diào)節(jié)劑； E組分為溶劑； 上述組分的加入量按質(zhì)量計算為:A組分為100份,B組分為5~30份,C組分為A、B之和的0.1~1%，D組分為A、B之和的0.3~3%，E組分為A、B之和的100~160%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑，其特征在于:所述A組分為丙烯酸丁酯、丙烯酸酯辛酯、丙烯酸二乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯其中的一種或兩種混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑，其特征在于:所述B組分為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸β羥乙酯，丙烯酸β羥乙酯、丙烯酸羥丙酯其中的一種或兩種混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑，其特征在于:所述C組分為過氧化二苯甲?；蚺嫉惗?腈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑，其特征在于:所述D組分為十二烷基硫醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑，其特征在于:所述E組分為甲苯或二甲苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑的制備方法，包括以下步驟: 1)、將E組份一次性加入帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗的釜式反應(yīng)器中，然后攪拌，通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并預(yù)熱E組份至90~100°C，氮氣的通入需保持至整個反應(yīng)過程完成； 2)、將A、B、C、D組分預(yù)先混合，混合后取混合物總質(zhì)量的25%加入釜式反應(yīng)器內(nèi)，在一小時內(nèi)升溫至105°C~110°C，在觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，保持溫度105~110°C，在三小時內(nèi)滴加完成剩余的A、B、C、D組分混合物； 3)、A、B、C、D組分混合物全部添加完成后，升溫至120°C并保持溫度三小時； 4)、測定A組分和B組分由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固性物的轉(zhuǎn)化率達99%以上后，在一小時內(nèi)降溫至40°C，然后出料并過濾反應(yīng)液即制得所述流平劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑的制備方法，包括以下步驟: 1)、在帶有攪拌器、溫度計、氮氣導(dǎo)管、回流冷凝管、滴液漏斗的釜式反應(yīng)器中通入氮氣置換釜式反應(yīng)器內(nèi)的空氣并保持至整個反應(yīng)過程完成； 2)將A、B、C、D組分預(yù)先混合，混合后取混合物總質(zhì)量的25%加入釜式反應(yīng)器內(nèi)，攪拌并升溫至105°C~110°C，保持溫度在105~110°C—小時，觀察到體系出現(xiàn)明顯的自加速效應(yīng)后，將剩余的A、B、C、D組分混合物分4~5次在4小時內(nèi)添加到釜式反應(yīng)器內(nèi)，添加完成后升溫至120°C并保持溫度三小時；3)接著將釜式反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)反應(yīng)的混合物降溫至95°C~100°C，加入E組分，攪拌兌??； 4)E組分加入完成后降溫至40°C出料并過濾反應(yīng)液即制得所述流平劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑在漆包線漆中的應(yīng)用方法，包括以下步驟: 1)選用一定量的聚氨酯漆或聚酯亞胺漆為漆包線漆； 2)把質(zhì)量為漆包線漆總質(zhì)量0.5~2.5%的權(quán)利要求1至6任一項所述的聚丙烯酸酯共聚物流平劑添加入漆包線漆中； 3)攪拌均勻；即可投入漆包機的漆液儲槽供給包漆操作。
【文檔編號】C08F220/28GK103601839SQ201310571104
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】黃宗祥, 劉衛(wèi)平, 謝飛, 唐杰, 宋孝飛 申請人:天恒達電工科技股份有限公司