本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種水溶性玻璃漆的制備方法。
背景技術(shù)：
目前酒瓶漆用丙烯酸樹脂大多采用有機溶劑為稀釋劑，隨著環(huán)保意識的增強，一些大型企業(yè)開始采用水性涂料。但水性涂料的玻璃附著力差，作為酒瓶漆來講，涂層的玻璃附著力好是基本要求，而玻璃表面光滑，很難與一般高分子聚合物有好的接觸。因此國內(nèi)外很多研究者采用各種改性方法來提高玻璃漆的附著力。采用氨基硅烷改性環(huán)氧丙烯酸樹脂使得樹脂的附著力有很大程度提高。有機硅烷含有si-O可以很好地與玻璃表面緊密接觸，且具有優(yōu)良的耐化學(xué)性、耐候性、耐高溫性。
玻璃作為裝飾材料被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，隨著人們審美要求的提高，五彩繽紛的玻璃漆應(yīng)運而生，玻璃漆既起到保護玻璃表面的作用，又能將玻璃表面裝飾的美輪美奐。玻璃涂料在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，有不同的使用要求。如酒瓶玻璃漆要求有較好的耐酒精性與裝飾性。丙烯酸樹脂相對于其他涂料用合成樹脂而言，施工性能優(yōu)良。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種水溶性玻璃漆的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種水溶性玻璃漆的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
（1）將異丙醇和乙二醇丁醚以4:9的比例混合成混合溶劑；
（2）取質(zhì)量分數(shù)20％的溶劑在攪拌條件下加入四口瓶中，加熱回流，加入質(zhì)量分數(shù)6％的丙烯酸單體和質(zhì)量分數(shù)0.15％的引發(fā)劑，反應(yīng)15min后將剩余丙烯酸單體、質(zhì)量分數(shù)0.4％的引發(fā)劑、硅烷改性劑、質(zhì)量分數(shù)10％的溶劑混合均勻，并開始滴加，3-4h滴完；
（3）保溫0.5h，用質(zhì)量分數(shù)10％的溶劑溶解補加的質(zhì)量分數(shù)0.15-0.8％引發(fā)劑；
（4）補加完畢，在同樣溫度下保溫1.5h，降溫到75℃調(diào)節(jié)pH值為6-7，降溫至60℃出料。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述引發(fā)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.7%。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述回流時間為10-15min。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述引發(fā)劑的補加時間為10min。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，通過對傳統(tǒng)工藝的改進，用溶劑型水溶性丙烯酸玻璃漆的合成工藝及有機硅改性機理，使得所的的合成樹脂成膜厚性能最佳，且本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法工藝簡單，易于操作，且利于節(jié)省成本，適于推廣應(yīng)用。
具體實施方式
實施例1
一種水溶性玻璃漆的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
（1）將異丙醇和乙二醇丁醚以4:9的比例混合成混合溶劑；
（2）取質(zhì)量分數(shù)20％的溶劑在攪拌條件下加入四口瓶中，加熱回流，加入質(zhì)量分數(shù)6％的丙烯酸單體和質(zhì)量分數(shù)0.15％的引發(fā)劑，反應(yīng)15min后將剩余丙烯酸單體、質(zhì)量分數(shù)0.4％的引發(fā)劑、硅烷改性劑、質(zhì)量分數(shù)10％的溶劑混合均勻，并開始滴加，3-4h滴完；
（3）保溫0.5h，用質(zhì)量分數(shù)10％的溶劑溶解補加的質(zhì)量分數(shù)0.2％引發(fā)劑；
（4）補加完畢，在同樣溫度下保溫1.5h，降溫到75℃調(diào)節(jié)pH值為6-7，降溫至60℃出料。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述回流時間為10-15min。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述引發(fā)劑的補加時間為10min。單體的轉(zhuǎn)化率隨聚合溫度的升高而增大，這是因為反應(yīng)溫度升高，引發(fā)劑的分解速率越快，自由基生成速率加快，單體聚合速率越快。隨著時間的增加，轉(zhuǎn)化率先迅速增大，隨后緩慢增加。隨反應(yīng)溫度的升高，聚合物的數(shù)均相對分子質(zhì)量逐漸減小，分子量分布也隨之減小，粘度逐漸增大，這是由于隨著溫度升高引發(fā)劑的分解速率增大，聚合反應(yīng)速率和溶劑鏈轉(zhuǎn)移速率均提高。研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度為95℃時得到的聚合物性能最佳。
丙烯酸樹脂作為玻璃涂料時，其數(shù)均相對分子質(zhì)量在20000-25000之間綜合性能優(yōu)良。因此在合成丙烯酸樹脂時需要根據(jù)其用途適當?shù)目刂破鋽?shù)均相對分子質(zhì)量。鏈轉(zhuǎn)移劑是通過與正在增長的大分子鏈上的活性基團反應(yīng)，大分子鏈上的自由基轉(zhuǎn)移到鏈轉(zhuǎn)移劑上，使得大分子鏈的增長停止。鏈轉(zhuǎn)移劑質(zhì)量分數(shù)對聚合物數(shù)均相對分子質(zhì)量及粘度的影響較大，本實驗采用十二巰醇為鏈轉(zhuǎn)移劑量和粘度逐漸減小，且其質(zhì)量分數(shù)對樹脂成膜后性能影響很小。由實驗數(shù)據(jù)可得當鏈轉(zhuǎn)移劑質(zhì)量分數(shù)為0.36％時，合成樹脂的綜合性能最佳。
采用按一定比例混合的異丙醇和乙二醇丁醚作為助溶劑。溶劑的比例不僅影響樹脂的數(shù)均相對分子質(zhì)量和粘度，而且對樹脂成膜過程的條件及成膜后的性能影響很大。
由于玻璃表面光滑，且其表面自由能低，與一般高分子材料之間缺乏親合力。普通的丙烯酸樹脂對其附著力較差，而有機硅烷有Si-O鍵，與玻璃表面可以很好地接觸，且有機硅烷有耐候性、耐酸雨性等優(yōu)異的特點，利用有機硅烷上的烷氧基在一定條件下水解、縮合，從而交聯(lián)成膜。經(jīng)有機硅烷改性后的樹脂耐候性、耐沸水性、耐溶劑性、抗污染性佳等優(yōu)點。
隨著有機硅烷質(zhì)量分數(shù)的增大，樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低，隨著有機硅烷質(zhì)量分數(shù)的增加樹脂成膜后硬度降低，附著力增大。由實驗可得當乙烯基三乙氧基硅烷質(zhì)量分數(shù)為2.9％時樹脂成膜后性能最佳。
實施例2
一種水溶性玻璃漆的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
（1）將異丙醇和乙二醇丁醚以4:9的比例混合成混合溶劑；
（2）取質(zhì)量分數(shù)20％的溶劑在攪拌條件下加入四口瓶中，加熱回流，加入質(zhì)量分數(shù)6％的丙烯酸單體和質(zhì)量分數(shù)0.15％的引發(fā)劑，反應(yīng)15min后將剩余丙烯酸單體、質(zhì)量分數(shù)0.4％的引發(fā)劑、硅烷改性劑、質(zhì)量分數(shù)10％的溶劑混合均勻，并開始滴加，3-4h滴完；
（3）保溫0.5h，用質(zhì)量分數(shù)10％的溶劑溶解補加的質(zhì)量分數(shù)0.7％引發(fā)劑；
（4）補加完畢，在同樣溫度下保溫1.5h，降溫到75℃調(diào)節(jié)pH值為6-7，降溫至60℃出料。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰?。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述回流時間為10-15min。
本發(fā)明所述的水溶性玻璃漆的制備方法，所述引發(fā)劑的補加時間為10min。
引發(fā)劑種類對生成樹脂的數(shù)均相對分子質(zhì)量及粘度影響頗大，采用的2種引發(fā)劑，一種是活性較大的過氧化苯甲酰，另一種為比較溫和的偶氮二異丁腈，引發(fā)劑質(zhì)量分數(shù)相同時，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑時所得聚合物的性能較好。由于偶氮類引發(fā)劑分解后產(chǎn)生奪氫能力弱的自由基，該自由基活性較低，不易發(fā)生向溶劑鏈轉(zhuǎn)移之類的副反應(yīng)，而且生成的聚合物分子量分布較窄。而過氧化類引發(fā)劑熱分解產(chǎn)生活性較大的自由基，除了相互之間結(jié)合發(fā)生副反應(yīng)之外，還會發(fā)生誘導(dǎo)分解反應(yīng)，在一定程度上降低了引發(fā)效率。同時，偶氮二異丁腈質(zhì)量分數(shù)對合成樹脂的性能有一定的影響。
當引發(fā)劑質(zhì)量分數(shù)增大時，樹脂的數(shù)均相對分子質(zhì)量先增大后減小，粘度也隨之先升高后降低。這是由于引發(fā)劑質(zhì)量分數(shù)為0.7％時，引發(fā)劑受熱后產(chǎn)生的活性自由基數(shù)量較少，因此生成樹脂的數(shù)均相對分子質(zhì)量較小。當引發(fā)劑質(zhì)量分數(shù)增大時，單體聚合程度增大，而隨著引發(fā)劑質(zhì)量分數(shù)繼續(xù)增大時，產(chǎn)生的活性自由基過多，活性點增多，相同時間內(nèi)生成的短分子鏈數(shù)目增多，因此樹脂的數(shù)均相對分子質(zhì)量又逐漸減小，分子量分布增大，粘度減小。