1.3.2 热固性丙烯酸树脂

热固性丙烯酸树脂成膜过程中,带有一定的官能团的树脂与加入的氨基树脂、环 氧树脂、聚氨酯等固化剂反应形成网络结构,分子量变为无限大,但其相对分子量较 低,一般在 10000 以下。热固性丙烯酸涂料漆膜丰满度好,有光泽,硬度良好且高温 烘烤不变色不发黄。可用于涂装各种交通工具和门窗。

1.4 水性丙烯酸树脂研究现状及存在的问题

水性丙烯酸树脂不但具有水性涂料的优缺点,而且还具有丙烯酸单体的优缺点, 丙烯酸单体中含双建,聚合合成丙烯酸树脂,合成的聚合物主链是碳链,有较好的光热性能和稳定性,近年来发展迅速。但水性丙烯酸树脂也有不可消除的缺点,主要表 现为乳液聚合中无法完全除去乳化剂,乳化剂具有吸水性,直接影响树脂防腐能力, 使水性涂料产生闪锈问题、凝胶问题。

除此之外丙烯酸树脂中含有羧基、羟基,使丙烯酸树脂具有较好的亲水性,使得 丙烯酸树脂漆膜耐水性较差,硬度不高。而且丙烯酸成膜过程时间长,耐污性差,高 温时易出现粘性,低温时容易脆断。所以很多领域不能用丙烯酸树脂作为漆保护基材。 所以要对水性丙烯酸树脂进行改性研究来优化整体性能。

1.5 水性丙烯酸树脂的聚合方法

聚合物的聚合方法一般有溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合。但目前水 性丙烯酸树脂的合成方法为溶液聚合和乳液聚合,工艺过程也各有优劣[4]。

1.5.1 自由基溶液聚合

是将单体、引发剂滴加到适当溶剂中,在适当温度下进行的聚合反应。溶剂可以 为水或者根据需要的聚合物选择的有机溶剂,但有机溶剂必须与单体与引发剂匹配。 如单体中有易于水解则不能选用含水的溶剂。典型的溶液聚合生成的聚合物可溶于溶 剂,沉淀聚合生成的聚合物不溶或者难溶于溶剂;典型的溶液聚合反应过程为均相反 应,沉淀聚合为非均相。本实验溶剂选用异丙醇和二甲苯两种,单体用甲基丙烯酸甲 酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸,引发剂用偶氮二异丁腈,中和溶液选用 三甲基乙醇胺。

优点:

(1)聚合反应产生的热易于扩散,聚合反应过程中温度容易控制;

(2)可以以溶液方式直接作为成品,反应后易于转移;

(3)未反应完的小分子如单体、水等容易去除;

(4)较环保。 缺点:

(1)单体被稀释,聚合反应慢;

(2)消耗溶剂;

(3)溶剂在使用过程中挥发污染环境。 溶液聚合过程中生成的树脂分子量较大,容易使溶液粘度变大,要想降低粘度,只能降低分子量,但这样涂膜的力学性能又会受到影响。所以要制备水溶性丙烯酸树 脂重点是要提高聚合物的分子量、固含量和涂膜的耐水性。

1.5.2 自由基乳液聚合

是通过单体、引发剂及溶剂一起聚合反应产生。本文以水为反应介质,十二烷基 磺酸钠和 OP-10 为复配乳化剂,丙烯酸及脂类为单体,过硫酸铵为引发剂进行连锁聚 合,利用氨水调节 PH 值,合成水性丙烯酸树脂乳液。

优点:

(1)聚合过程中产生的热容易扩散,反应过程中温度容易控制;

(2)聚合反应后期粘度依然低,适合制备高粘度聚合物;

(3)能获得较高分子量的产物;

(4)乳液制备完成后可直接使用 缺点:

实验工艺不易控制 乳液聚合有多种可选择的生产工艺,其中预乳化和种子乳液聚合为最常用且优点明显的的聚合工艺。 预乳化的单体形式可以作为单体滴注,均匀的分在水中,它是在蒸馏水、乳化剂的混合下充分在预乳化罐中搅拌得到的稳定单体形式,然后再将它加入反应器在乳化 剂的作用下发生聚合反应。其工艺优点有:

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