文章编号:10044736(2003)02000603
水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆研制
闫福安
1,2
,官文超
1
(1.华中科技大学化学系,湖北武汉430074;2.武汉化工学院化工与制药学院,湖北武汉430073)
摘 要:由甲基丙烯酸甲酯(M M A)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸β羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸(M A A)为单体,通过自由基溶液共聚合合成了丙烯酸酯四元共聚物,以二甲基乙醇胺(DM A E)中和制得了丙烯酸酯共聚物水溶液.该树脂同六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HM M M )复配成的烘漆具有优秀性能.讨论了工艺条件对水溶胶性质及涂膜性能的影响.
关键词:水性丙烯酸树脂;合成;六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂;烘漆
中图分类号:T Q 433.4+
32 文献标识码:A
收稿日期:20030312
基金项目:国家自然科学基金资助项目(20074012)
作者简介:闫福安(1964),男,河南人,博士生,副教授,主要从事水性功能高分子的研究与开发.
0 引 言
丙烯酸树脂是一种优秀的涂料树脂,由其配制的塑料漆、聚氨酯漆、氨基烘漆近年来发展很快[1]
.但常规的丙烯酸树脂是溶剂型的,随着其施工、应用,有大量的芳烃、酯或酮类溶剂进入大气,造成严重的环境污染.
现在,世界各国的环保法规日益严格,人们的环保意识也日益加强,因此,涂料的“高固体化、粉末化、辐射可固化及水性化”趋势愈来愈明朗,该“四化”标志着涂料的发展方向.由于粉末涂料、辐射可固化涂料因施工工艺特殊,其应用受到一定条件的限制;高固体份涂料由于理论、技术水平的制约,其发展也比较缓慢.近年来,水性涂料树脂合成用功能单体发展很快,已有大量的水性单体投放市场,因此水性涂料成为涂料工业中发展最快的环保产品,在美、欧发达国家水性漆已经占到涂料产量的一半左右,而且发展势头迅猛.近年来,我们对水性醇酸[2]、水性聚酯[3]及水性聚氨酯树脂[4]的合成进行了一些研究工作,本文主要介绍水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆的研制,由其在工业涂料方面取代溶剂型相关产品,具有重要意义.
1 实验部分
1.1 实验原料及处理
甲基丙烯酸甲酯(M M A)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸β羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸(M AA)均为化学纯,N 2气氛下,在对苯二酚(M AA 用
CuCl)存在下减压蒸馏后使用;过氧化苯甲酰(BPO)为分析纯,经重结晶后使用;巯基乙醇(链转移剂)、丙二醇丁醚、二甲基乙醇胺(DM AE )均为化学纯,直接使用;六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HMM M;固含量≥97%,mass ratio),工业品(美国,氰特工业公司),直接使用.1.2 丙烯酸酯共聚物的合成原理
丙烯酸酯共聚物的合成原理[5]可用图1所示的聚合反应方程式表示.
1.3 丙烯酸酯共聚物的合成工艺
在装有搅拌装置、冷凝器、温度计和恒压滴液漏斗的四口反应瓶中,加入一定量的溶剂;将单体(单体以80%固含量计,mass ratio )、引发剂、链转移剂配成混合溶液,取1/3加入四口瓶;N 2保护下,在80℃下进行溶液共聚合;另外2/3单体溶液加入恒压滴液漏斗,同时滴加,约2h 滴完,继续反应2h,得到淡黄色透明丙烯酸酯共聚物粘稠溶液.降温至60℃,强烈搅拌下,按一定中和度滴加二甲基乙醇胺中和,然后滴加蒸馏水,调节固含量为40%,即得到淡黄色透明丙烯酸酯共聚物水溶液.
1.4 产品技术指标
外观 淡黄色半透明水溶液固体含量/% 40pH 值 7.0～7.5粘度(涂4杯)/s
70～100
羟值(每克固体树脂中KOH 毫克数)
100
1.5 水性丙烯酸氨基烘漆的配制
1.5.1 实验配方 以水性丙烯酸树脂和HMM M
第25卷第2期 武 汉 化 工 学 院 学 报 V o l.25 N o.2 2003年6月 J . W uhan Inst. Chem. Tech. Jun. 2003
图1 水性丙烯酸树脂合成反应式
Fig.1 Sy nthetic r eactio n route o f a queo us acr ylic r esin
树脂配制水溶性氨基烘漆,其配方见表1.
表1 水溶性丙烯酸氨基烘漆配方(白色漆) Table1 For mula tion o f aqueous ac rylic resin melamine fo rmaldehyde resin ba king paint
名称规格用量/g 水溶性丙烯酸树脂见 1.4产品技术指标50
HM M M8
钛白粉金红石型,澳洲82822
蒸馏水20
流平剂BYK390适量
消泡剂BYK037适量
分散剂Henkel5040适量
1.5.2 配制工艺 在烧杯中,按表1加入水,搅拌下加入分散剂、颜料及水性树脂基料;搅拌均匀,用锥型磨磨至细度<20μm,加入其余助剂调匀,100目筛网过滤,得水性丙烯酸氨基烘漆. 1.5.3 烘烤条件 140℃,烘30min;涂板性能用相关国家标准方法测试.
2 结果与讨论
2.1 丙烯酸用量对乳液性能的影响
M AA含量是决定羟基丙烯酸树脂水溶性、粘度、水稀释时是否出现粘度峰值现象的关键因素.M AA含量低于7%(mass ratio),树脂的水溶性、贮存稳定性差;若含量过高,则水分散体粘度大,且涂膜耐水性差.另外,在配漆中发现,M AA 适当的含量,由于大分子上羧基的锚固作用有利于颜料的分散和稳定.综合考虑以上因素,树脂中的M AA含量以8%较好.
2.2 中和剂及其用量对水溶胶性能的影响
N H3·H2O、N Et3、(CH3)2NC2H5O H是常用的中和剂.我们选用二甲基乙醇胺,它含有的羟基可增加水溶性,降低M AA单体用量.实验发现: DM AE的用量控制在M AA90%(mass ratio)的中和率为好.过低时水溶性、稳定性差;过高时则粘度大,低温贮存易形成冻胶,冻融稳定性差. 2.3 羟基丙烯酸树脂羟值的影响
羟基丙烯酸树脂的羟值主要由HEA的用量决定.实验发现将羟值控制在每克树脂100 m g KOH,漆膜综合性能优良,此时HEA用量约占单体总量的10%(mass ratio).另外,HEA可以降低M AA的用量,提高耐水性.同M AA的影响类似,若含量过高,则水分散体粘度大,且涂膜交联密度过大、抗冲击强度变差.
2.4 树脂相对分子质量设计对性能的影响
缩聚反应相对分子质量(或聚合度)的控制,笔者在文献[6]作了比较详细的讨论.对自由基共聚合反应,由于相关反应参数不易得到,平均聚合度方程[7]不易使用.通常可以通过提高引发剂用量以降低相对分子质量.一般反应型涂料用丙烯酸树脂为了提高固含量及较高的交联密度,其相对分子质量约103,相应聚合度约10,不能过大,但是应确保每条大分子链至少含两个HEA单元.为了使反应平稳进行,可复合使用链转移剂,其中巯基乙醇是很好的选择,因为其转移不仅可以控制相对分子质量,而且其转移后的再引发可以在大分子链端引入羟基,降低HEA单体用量.经过单因素实验发现BPO、巯基乙醇的用量分别为单体量的 2.4%、1.6%(mass ratio)较好.
2.5 软、硬单体配比对性能的影响
当HEA、M AA用量及相对分子质量确定后,软、硬单体配比对性能有重要的影响.MM A
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第2期闫福安等:水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆研制
用量大,则玻璃化温度高,烘漆漆膜硬而脆,抗冲击性差;其与BA 的配比控制在1/1(mass ratio )较好,此时其理论玻璃化温度(T g )约为5℃.2.6 助剂的选择
水性涂料表面张力通常比溶剂型涂料大,容易产生回缩、缩孔、针孔和气泡,为了获得高装饰性的涂膜,助剂的选择非常重要.国际上重要的涂料助剂制造商为BYK (毕克)和Henkel (汉高)公司,经过在两家助剂系统中实验优选确定:流平剂用BYK390,消泡剂用BYK037,分散剂用Henkel5040.2.7 氨基树脂用量对涂膜性能的影响
氨基树脂(M F)选用六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HM MM ).HM MM 与羟基丙烯酸树脂在高温下,经过醚交换反应实现交联固化
.
另外,HM MM 自身还会发生自缩聚反应.若自缩聚反应多,则生成许多二聚体、三聚体以及其他多聚体,形成的漆膜耐久性差、硬而脆、耐冲击性差.故配漆时在满足氨基树脂与丙烯酸树脂充分反应的条件下尽可能降低氨基树脂用量,以阻止自缩聚反应,形成所希望的立体交联结构.
氨基树脂与本树脂的配比(以固体份计)为:氨基树脂∶水性丙烯酸树脂=1∶2.5(mass ratio )为好.经检测烘漆性能为附着力:1级;柔软性:1mm;硬度:0.70;抗冲击性:50kg ·cm;光泽
度:90(600);耐水性、耐油性:48h 无变化.
3 结 语
a 以M M A 、BA 、HEA 、M AA 为单体通过溶
液共聚合合成了丙烯酸酯四元共聚物,以二甲基乙醇胺中和制得了丙烯酸酯共聚物水溶液.讨论了工艺条件对水溶液性质及涂膜性能的影响.
b 选择六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂作交联剂,与上述水性树脂、颜料、助剂等复配,制成了水溶性氨基烘漆.该产品可取代同类溶剂型产品,具有很好的经济效益和社会效益.参考文献:
[1] Zeno W 威克斯,Frank N 琼斯,S Peter 柏巴斯.有
机涂料科学与技术[M ].北京:化学工业出版社,2002.
[2] 闫福安,官文超.短油度水溶性醇酸树脂的合成研
究[J].中国涂料,2003,18(1):2628.
[3] 闫福安.水性聚酯的合成研究[J ].涂料工业,2003,
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[4] 闫福安.内交联型水性聚氨酯皮革光亮剂的合成研
究[J].武汉化工学院学报,2003,25(1):2527.[5] 虞兆年.涂料工艺(第二分册,第二版)[M ].北京:化
学工业出版社,1997.[6] 闫福安.平均官能度与聚合度的关系及其在高分子
设计中的应用[J].中国涂料,2002,17(3):2526.[7] 潘祖仁.高分子化学[M ].北京:化学工业出版社,
1997.
The synthesis of aqueous acrylic resin and the development of
its melamine formaldehyde resin baking paints
YAN Fu an 1,2,GUAN Wen chao
1
(1.Department of Chemist ry,H uazho ng U niv ersity of Science a nd Tech nology ,W uhan 430074,China;2.Schoo l of Chemica l Engineering and Pharmacy ,W uhan Institute of Chemical Tech nology ,W uhan 430073,China )
Abstract :With m ethylmethacrylate (M M A),butylacrylate (BA),βhydrox yethylacry late (HEA)and m ethy lacrylic acid (M AA ),the aqueous acrylic resin was sy nthesized by radical solution copolymerization .Then the aqueous acrylic resin melamine fo rmaldehyde resin baking paints w ere produced ,the paints hav e good properties,they could substitute the solv entborne ones.The effects of the process conditions on the properties of aqueous acrylic resin and its baking paints w ere discussed.
Key words
:aqueous acry lic resin ;synthesis ;melamine formaldehyde resin ;baking paint 本文编辑:付中林
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武汉化工学院学报第25卷
实验一溶剂型丙烯酸酯的合成实验（演示实验） 一、实验目的 了解涂料用热塑性丙烯酸酯树脂的合成方法。 二、实验原理 涂料用丙烯酸酯树脂的合成，可采用溶液聚合，乳胶聚合，本体聚合和悬浮聚合及非水分散聚合，其中以前两种方法最常用。 溶剂型丙烯酸酯树脂可分为热塑性和热固性两大类。热塑性丙烯酸酯树脂涂料的成膜主要是通过溶剂的挥发，分子链相互缠绕形成的。因此，漆膜的性能主要取决于单体的选择，分子量大小和分布及共聚物组成的均匀性。漆膜的性能如光泽，硬度，柔韧性，附着力，耐腐蚀性，耐候性和耐磨性等都与上述因素有关。漆用热塑性丙烯酸酯树脂的分子量一般在30000-130000之间，共聚物组成的均一性主要是通过分批逐步增量投入反应速度快的单体来实现的。漆膜的硬度，柔韧性等机械性能又与其玻璃化转变温度（T g）有直接的关系，共聚物的T g可由Fox 公式近似计算。 对于溶剂型清漆的配方设计，溶剂的选择极为重要，良溶剂使体系的粘度降低，固含量增加，树脂及其涂料的成膜性能好，不良溶剂则相反。选择溶剂时主要取决于溶剂的成本，对树脂的溶解能力，挥发速度，可燃性和毒性等。成膜物质可以由一种或多种热塑性丙烯酸酯树脂组成，也可以与其他成膜物质合用来改进其性能，混溶性好而常用的有硝酸纤维素，醋酸丁酸纤维素，乙基纤维素，氯乙烯-醋酸乙烯树脂以及过氧乙烯树脂等，它们在配方中的比例，可根据产品技术要求选择。 热塑性丙烯酸酯清漆表现了丙烯酸酯树脂的特点，具有较好的色泽，耐大气，保光，保色等性能，在金属，建筑，塑料，电子和木材等的保护和装饰上起着越来越重要的作用。 三、实验仪器和试剂 电动搅拌机，电动热套，四口烧瓶（250ml），球形冷凝管，温度计，涂-4
水溶性丙烯酸树脂 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
水溶性丙烯酸树脂 ——酒瓶漆
丙烯酸树脂是由丙烯酸及丙烯酸酯类单，在一定条件下共聚而成的线性高分子树脂。 水溶性丙烯酸树脂之所以具有水溶性，是因为在树脂合成过程中，引进了亲水性基团—羧基、羟基、氨基、酰胺基等。为了进一步增加树脂的水溶性，加胺中和成盐而获得水溶性，然后加水稀释得到水溶性丙烯酸树脂。 与传统的溶剂型涂料相比，水溶性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水溶性丙烯酸烯树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。 水溶性丙烯酸树脂是制备环保型水溶性丙烯酸酯涂料、水性油墨、水性胶黏剂等的基础树脂材料，可作为成膜连接料，可广泛用于水性涂料、纸张、纺织品（天然和人工合成）表面处理剂、皮革上光剂、胶黏剂等配置的主要原料。在施工过程中，可采用喷涂、辊涂、刷涂等方式涂装。 （1）聚合反应：丙烯酸及其酯在引发剂作用下聚合成嵌段丙烯酸树脂共聚物。 （2）成盐反应：嵌段丙烯酸树脂共聚物用氨水或有机胺中和，生产嵌段丙烯酸树脂的铵盐 （3）聚合物玻璃化温度：无定形或半结晶聚合物从黏流态或高弹态（橡胶态）向玻璃态转变（或相反的转变）称玻璃化转变。发生玻璃化转变温度范围近似中点称为玻璃化温度。 对于涂料用丙烯酸树脂，其玻璃化温度的设计是非常重要的。因为其玻璃化温度直接影响涂料的最终性能。一般而言，玻璃化温度高的硬度和光泽就高，但往往也比较脆。为了使聚合物有较好的的施工和涂膜性能，需要对聚合物的配方进行设计。一个由不同单体构成的聚合物，其玻璃化温度可以由其多组分的玻璃化温度加和而成。通过设涂料树脂的玻璃化温度，就可以确定软硬单体的配比。 酒瓶漆是近年来发展较快的涂料品种，其要求耐醇、耐碱、耐水煮、硬度高、装饰性好，目前国内常用酒瓶漆树脂为环氧树脂和羟基丙烯酸树脂，基本属于溶剂型，不仅污染环境，也会影响操作人员健康。随着环保法规的不断强化，促使涂料向“4E”方向发展，尤其是以水为分散介质和稀释剂的水性涂料是涂料发展的一个重要方向。 羟基丙烯酸树脂固化后具有硬度高、漆膜丰满、附着力好、耐性突出的特点，是一种性能优良，用途广泛的保护和装饰性涂料，特别是在金属、木器、塑料、玻璃等领域。少部分以水为溶剂的羟基丙烯酸树脂存在固含低、耐性
第21卷 第3期广东石油化工学院学报Vol.21 No.3 2011年6月Journal of Guangdong University of Petrochemical Technology Jun.2011 环氧丙烯酸树脂合成工艺的改进 周孙进,谢彩梅,龙得金,陈飞 (茂名市石油化工研究所,广东茂名525011) 摘要:环氧改性丙烯酸树脂是先在环氧树脂分子链的两端引入丙烯酸不饱和双键,再以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等为混合单体,用过氧化苯甲酰为引发剂进行共聚而制得的一种改性树脂。用新型绿色溶剂取代传统的二甲苯等有毒溶剂,并对环氧丙烯酸树脂的合成工艺进行改进。 关键词:环氧树脂;丙烯酸树脂;改进;绿色溶剂 中图分类号:TQ320.61文献标识码:A文章编号:1671-6590(2011)03-0012-03 环氧树脂由于分子结构中含有环氧基、羟基、醚键等活性基团和极性基团,因而具有优良的黏结性能、机械性能和耐化学腐蚀等优点[1],广泛应用于涂料、胶黏剂、层压材料等方面。但单纯的环氧树脂固化后,质地硬脆、抗冲击性能差,而丙烯酸树脂具有色浅、透明度高、光亮丰满、涂膜坚韧、附着力强等特点[2]。 环氧改性丙烯酸树脂,是在环氧树脂分子链的两端引入丙烯酸不饱和双键,然后与其它单体共聚而制得的一种改性树脂,改性后的树酯能兼具环氧树脂和丙烯酸树脂优点,其综合性能优于单一的树脂[3]。由于这种树脂是溶剂型的,传统上一直是以二甲苯为主要溶剂,对环境有比较严重的污染。随着人们对环保要求的提高,以无毒或低毒溶剂取代二甲苯等有机溶剂是很有必要的。本试验是探索用新型绿色溶剂取代二甲苯等有机溶剂,对环氧改性丙烯酸树脂的合成工艺进行改进。 1 实验 1.1 主要药品 E-44环氧树脂,化学纯,广州市东风化工有限公司;丙烯酸,化学纯,天津市大茂化工有限公司;甲基丙烯酸甲酯,化学纯,天津市大茂化工有限公司;丙烯酸丁酯,化学纯,广州市新港化工有限公司;苯乙烯,化学纯,天津市大茂化工有限公司;过氧化苯甲酰,化学纯,天津市福晨试剂厂。 1.2 合成工艺 1.2.1 反应机理: 先在环氧树脂分子链两端引入丙烯酸双键,反应式如下[4-5]: 收稿日期:2011-03-24;修回日期:2011-04-26 作者简介:周孙进(1964—),男,广东茂名人,本科,工程师,主要从事精细化工方面的研究。
引言 丙烯酸氨基烤漆具有良好的丰满度、光泽、硬度、耐候性、保光性、保色性、耐化学性等，在汽车、摩托车、自行车、五金、油墨等行业上应用十分广泛。 目前国内的丙烯酸氨基烤漆还是以溶剂型体系为主，在环保方面的一个大问题就是VOC 的排放，对环境及人类的身体健康都造成了很大的危害，国内外都有相应的法规针对VOC 的排放做出了越来越严格的限制。 丙烯酸氨基烤漆的水性化是未来发展的重要方向，既能减少污染排放，又能免交涂料消费税，在环保及经济效应方面均有着明显的优势。 推荐配方简介 目前市面上的水性丙烯酸氨基烤漆可分为如下两类： 1.采用水溶性的丙烯酸树脂搭配氨基树脂，这种配方体系可拥有与溶剂型丙烯酸氨基烤漆 类似的性能，但其中含有较多的亲水溶剂如醇类或醇醚类，依然不够环保且通常有较刺激的气味，称为假水性。 2.采用水性丙烯酸分散体或乳液搭配氨基树脂，虽然在光泽上比水溶性体系的产品稍差， 但在其他性能如硬度、耐水性、耐化学品性等方面却有过之而无不及，而且其VOC含量相对有了很大幅度的下降，可称之为纯水性产品。 本文中的推荐配方属于第二类，采用水性丙烯酸分散体搭配三甲醚化氨基树脂。该推荐配方分成两部分，第一部分为水性无树脂色浆，第二部分为水性丙烯酸氨基烤漆。 水性无树脂色浆 第一步是制备水性无树脂色浆，此处以水性白色浆举例，通过高速搅拌或研磨至细度合格后，留待下一步配漆使用。若要调整颜色，可研磨其它颜色的色浆（参考欧鹏化工水性无树脂色浆推荐配方），待下一步配漆时用来调色。当然也可直接购买水性色浆使用，但是要注意测试相溶性及配漆后的性能。
生产工艺流程： 此白浆拥有极佳的相溶性，极易添加到体系中而不会引起缺陷，配漆后对漆膜的光泽及耐水性均无影响，这一切的性能都源自于润湿分散剂Synthro-pon W600。润湿分散剂都具有表面活性，也就是会亲水而导致漆膜耐水性变差，这是所有润湿分散剂的通病，而Synthro-pon W600经过特殊改性使其对耐水性的影响十分轻微，实验结果显示其耐水性比市面上的绝大多数水性润湿分散剂更好。 水性丙烯酸氨基烤漆 以下便是配方的第二部分同时也是主体部分：水性丙烯酸氨基烤漆。水性漆特别是乳液型产品，加料及搅拌均要小心控制，否则容易导致破乳或其它问题。Bayhydrol A145稳定性较好，故不易产生上述问题，但是配漆时仍应控制投料速度不宜过快，同时各种物料应
https://www.doczj.com/doc/7d2069976.html, 丙烯酸领域4个方向的分析积累突破 一、丙烯酸树脂的介绍应用 丙烯酸树脂 丙烯酸树脂，广泛应用于胶粘剂、涂料、油墨及助剂领域，常用作胶粘剂的粘接主体、涂料的成膜树脂，也可作为油墨的连结料，还可作为各种高分子助剂使用（如流平剂、增稠剂等）。 丙烯酸树脂的性能与单体种类与含量有着密不可分的联系，溶剂型丙烯酸体系中引发剂、丙烯酸乳液中乳化剂的种类对丙烯酸树脂的性能影响也不可小觑。另外，为提高丙烯酸树脂的硬度等性能，往往需要外加固化剂，如氨基树脂。 二、丙烯酸树脂的积累突破 微谱技术胶涂油事业部为了更准确有效解析丙烯酸体系，在丙烯酸酯单体定性定量（常见丙烯酸酯类均聚物的谱图库建设、自交联丙烯酸树脂的解交联方法、丙烯酸酯类功能/交联单体检出限）、丙烯酸乳液中乳化剂的定性分析、溶剂型丙烯酸体系中引发剂的逆向分析、固化剂-氨基树脂种类的鉴别等4个方面进行了积累与突破。 PART01 丙烯酸酯单体定性定量 PART02
丙烯酸乳液中乳化剂的定性分析 PART03 溶剂型丙烯酸体系中引发剂的逆向分析 PART04 固化剂-氨基树脂种类的鉴别 三、丙烯酸酯单体定性定量 1 常见丙烯酸酯类均聚物的谱图库建设 我们建立18种常见丙烯酸酯类均聚物的FTIR、1H NMR、Py-GCMS标准谱图库。FTIR谱图库（图2）中不同单体的FTIR特征出峰，为各类单体定性奠定基础；1H NMR谱图库（图3）的建设与总结，为丙烯酸树脂中共聚单体的定量提供了充分的数据支撑；此外，通过Py-GCMS谱图库向我们展示了常见丙烯酸酯类单体的离子峰、裂解片段、流出时间（表1），保证了各类单体定性结果的准确、快速、有效性，同时还向我们提供了各类丙酸酯类单体的裂解规律、同类型单体的裂解率差异，扩充了丙烯酸树脂中共聚单体定量方法。 图2 部分丙烯酸酯均聚物的FTIR谱图 通过FTIR红外分析可知，由（1）、（2）可知甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的区别在于甲基丙烯酸酯出现1380cm-1吸收峰；由（1）、（3）、（4）可知丙烯酸烷基酯，随烷基链不同，700-900cm-1处吸收峰具有较大差异（如图2（9）所示）。 2
基于Cardura TM E10P水性丙烯酸树脂的合成和应用 王丰万，邓子明，王位，阮军 （迈图化工企业管理（上海）有限公司，上海201203） 摘要：介绍了基于Cardura TM E10P水性丙烯酸树脂的合成和应用，从聚合物制备的相关因素，组成、制备工艺、性能检测等多个方面进行了阐述，同时测试了其相应的固化条件和最终涂料的性能。 关键词：Cardura TM E10P；水性丙烯酸树脂；合成；应用； Abstract：Introduction to the synthesis and application of Cardura TM E10P waterborne acrylic resin with polymer manufacturing conditions, composition, preparation process and properties tests, at the same time, the curing conditions and final coating properties have been evaluated. Key words: Cardura TM E10P; Waterborne acrylic resin; Synthesis; Application; 0 引言 丙烯酸树脂可以为汽车用清漆提供基料。溶剂型树脂满足汽车涂料的需要已经很久了。出于减少有机挥发物的需要，我们已经在研究如何提高树脂的固体份。出于同样的原因，水性基料已经在底漆和底色漆的生产中得到广泛的运用。但是对于面漆，仍然还处于完善阶段。作为水性体系，其中最关键的一个因素是如何使水性体系达到与溶剂型体系相同的性能。这就需要我们非常小心地控制水性基料制作时的各种参数。 现在的丙烯酸酯类清漆主要通过丙烯酸树脂上的羟基与氨基或者异氰酸酯反应固化。而使丙烯酸树脂获得羟基的方法之一是将叔碳酸缩水甘油酯—Cardura TM E10P 这个含有很大侧链的单官能团环氧引入丙烯酸树脂。Cardura E10P 的结构如下： Cardura E10P 可以利用分子上的环氧基团与羧酸反应，如丙烯酸及甲基丙烯酸，从而将叔碳酸缩水甘油酯的结构引入到丙烯酸聚合物中，同时产生一定比例的伯羟基和仲羟基。 Cardura E10P在水性丙烯酸树脂中的作用： （1）C ardura E10P可以利用空间位阻效应保护交联的化学键减少水解，这样就能够非常有效地改善耐酸性和耐化学品性； （2）C ardura E10P改性水性丙烯酸树脂具有更高的光泽； （3）C ardura E10P改性水性丙烯酸树脂中可以使用更少量的助溶剂； （4）C ardura E10P为生产水性丙烯酸树脂提供了方便。Cardura E10P能够作为反应初始阶段的起始溶剂（底料），然后再作为聚合物的一部分，这样就可以减少移去溶剂这个步骤。 1 基于Cardura E10P的水性丙烯酸树脂的合成 1.1水性体系的选择 水性涂料的基料根据其存在形式可以大致被分为两类：聚合物分散体和聚合物乳液。聚合物分散体往往是首先在某些助溶剂中聚合，然后再分散在水中(有时候我们也称这类分散
1引言 随着新环保法规的出台，传统的溶剂型涂料的使用受到限制，从而促使涂料向高固体分、粉末、水性等环保型涂料方向发展，尤其以水作溶剂的水性涂料，因其具有节省大量能源，VOC（挥发性有机化合物）含量大大低于溶剂型涂料等优点而获得迅速发展。水性氨基烘漆具有漆膜交联速度快、性能好、固化不受外界自然条件影响等优点。 采用水溶性醇酸树脂为主体树脂，甲醚化氨基树脂作为交联剂，制备高性能水溶性醇酸氨基烘漆，该漆所形成的漆膜具有较高的硬度、高韧性和光泽，抗冲击、耐化学介质和耐候性均达到或超过溶剂型醇酸氨基烘漆[1-2]，与水性醇酸防锈底漆配套使用具有优异的防腐性能，可广泛用于汽车、家电、印铁、铸造等工业领域。2试验部分 2.1原材料 月桂酸、苯酐、三羟甲基丙烷、新戊二醇、二甲苯、蒸馏水、偏苯三酸酐、助溶剂、金红石型钛白粉，均为工业级；pH调节剂，化学纯；水性润湿分散剂、水性消泡剂和水性流平剂，均为进口产品；甲醚化氨基树脂，三木公司和英力士公司产品。 2.2水溶性醇酸树脂的合成 在反应釜中投入配方量的月桂酸、苯酐、三羟甲基丙烷、新戊二醇，开动搅拌，加二甲苯回流；升温到200℃进行酯化，至合适酸值，降温至150℃，加入偏苯三酸酐,再逐渐升温到165℃酯化至合适酸值；真空抽二甲苯，然后降温至60℃，加入pH调节剂和助溶剂，中和至pH为7～8；再加入水，分散30min，调整到50%固含量，过滤即得水溶性醇酸树脂。 水溶性醇酸氨基烘漆的研制 刘保磊，王欣，肖斌，王秋燕，高应宝 （江苏长江涂料有限公司，南京210047） 摘要：采用饱和脂肪酸、苯酐、三羟甲基丙烷、新戊二醇和偏苯三酸酐合成水溶性醇酸树脂，与甲醚化三聚 氰胺甲醛树脂制备水溶性醇酸氨基烘漆。该水溶性醇酸氨基烘漆的漆膜性能均达到并超过溶剂型 醇酸氨基烘漆的漆膜性能。讨论了酸值、羟值、油度、氨基树脂、中和剂、助溶剂和树脂结构等因素对 树脂合成及应用性能的影响。水溶性醇酸氨基烘漆与水性醇酸防锈底漆配套使用具有优异的防腐 性能。 关键词：水性涂料；水溶性醇酸树脂；氨基漆；烘漆 中图分类号：TQ633文献标识码：A文章编号：1007－9548（2010）06－0012－02 Development of Water-soluble Amino-alkyd Baking Paint LIU Bao-lei,WANG Xin,XIAO Bin,WANG Qiu-yan,GAO Ying-bao Abstract:The water-soluble alkyd resin was synthesized by saturated fat acid,phthalic anhydride,trimethylol propane,neopentyl glycol and trimellitic anhydride.The water-soluble amino-alkyd baking paint was developed by amino resin and alkyd resin.The properties of water-soluble amino-alkyd baking paint are better than solvent-borne amino-alkyd baking paint.The influene of acid value,hydroxyl value,oil-length,amino-resin,neutralizer,co-solvents and the structure of resins on the synthesis and application properties of water-soluble alkyd resin were discussed.The water-soluble alkyd amino baking paint can be compatible with water-borne alkyd anti-corrosive primer,which has outstanding anti-corrosive property.The system can be widely used in industrial fields of automobiles,home appli－ances,iron,foundry,and so on. Key words:water-soluble paint，water-soluble alkyd resin，amino paint，baking paint 12
丙烯酸树脂基础知识 丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类几其它烯属单体共聚制成的树脂，通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂，丙烯酸树脂根据结构和成膜机理的差异又可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。 热固性丙烯酸树脂是指在结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐侯性、在高温烘烤时不变色、不返黄。最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。 按生产的方式分类可以分为： 1、乳液聚合: 是通过单体、引发剂及其反应溶剂一起反应聚合而成，一般所成树脂为固体含量为50%的树脂溶液，其一般反应用的溶为苯类（甲苯或是二甲苯）、酯类（乙酸乙酯、乙酸丁酯），一般是单一或是混合。固乳液型的丙烯酸树脂一般会因溶剂的选择不同而使产品性能不一样。一般玻璃化温度较低，因为是用不带甲基的丙烯酸酯下去反应。该类型的树脂可以有较高的固含量，可达到80%，可做高固体分涂料。 2、悬浮聚合： 是一种较为复杂的生产工艺，是做为生产固体树脂而采用的一种方法。固体丙烯酸树脂一般都采用带甲基的丙烯酸酯的反应聚合。不带甲基的丙烯酸酯在反应滏中聚合反应不易控制，容易发粘而至爆锅。工艺流程是将单体、引发剂、助剂投入反应斧中然后放入蒸溜水反应。在一定时间和温度反应后再水洗，然后再烘干过滤等。其产品的生产控制较为严格，如在中间的哪一个环节做得不到位，其出来的产品就会有一定的影响，体现在颜色上面和分子量的差别。
Storageand Handling 贮存与管理 Storage 贮存 Store in cool and dry conditions below flash point 贮存于阴凉干燥处 ,低闪点贮存. Pack size 包装规格 20Kg in 20 liter container 20公斤装于20公升容器中 Flash Point 闪点≥35℃ Specific Gravity 比重 1.10-1.20Kg/L 1.10-1.20公斤/公升 Intended Uses 用途适用于户外金属表面作美化和防护装饰性漆，如汽车、农机车、家电、自行车、附着力好，色彩鲜艳，漆膜光亮丰满、户外保光保色能力强。 Suited for protection and decoration of metal and wood 。such as hull, super structure, mast, flagpole, railing, chimney exterior, cabin interior,lifeboat and harbor machine etc. It forms a rough coating with high adhesion, bright color, good decoration, fair resistance to weathering, salt fog and water. It may dry at room temperature or may be backed at low temperature. Product Information 产品简介各色，高光、平光、哑光、闪光漆、附着力好、漆膜光亮丰满、极好的保光保色性All colors. High gloss. Consists of special alkyd resin and weather proof pigments. Application details 产品数据V olume Solids 固体份≥40% Dry Flm Thickness干膜厚度 35microns equivalent to 88 microns of wet film 35微米相当于88微米湿膜厚Theoretical Coverage 理论涂布率8m2 /Kg 8平方米/公斤Practical Coverage 实际涂布率Allow appropriate loss 允许适量损耗 Storage and Handling 施工详述Mix Radio 混合比One package 单罐装 Method of Application 施工方法 Conventional Spray 喷涂 Recommended Thinner 稀释剂二甲苯丁酯 Cleaner 油漆设备清洗剂二甲苯丁酯 Pot Life 使用期 Not limit 不限制Storage 贮存期 One year 一年 干燥时间 150～170℃（烘烤） 表干（分钟）3～5 实干（分钟）25～30 氨基丙烯酸烤漆的用途和使用说明
文章编号:10044736(2003)02000603 水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆研制 闫福安 1,2 ,官文超 1 (1.华中科技大学化学系,湖北武汉430074;2.武汉化工学院化工与制药学院,湖北武汉430073) 摘 要:由甲基丙烯酸甲酯(M M A)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸β羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸(M A A)为单体,通过自由基溶液共聚合合成了丙烯酸酯四元共聚物,以二甲基乙醇胺(DM A E)中和制得了丙烯酸酯共聚物水溶液.该树脂同六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HM M M )复配成的烘漆具有优秀性能.讨论了工艺条件对水溶胶性质及涂膜性能的影响. 关键词:水性丙烯酸树脂;合成;六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂;烘漆 中图分类号:T Q 433.4+ 32 文献标识码:A 收稿日期:20030312 基金项目:国家自然科学基金资助项目(20074012) 作者简介:闫福安(1964),男,河南人,博士生,副教授,主要从事水性功能高分子的研究与开发. 0 引 言 丙烯酸树脂是一种优秀的涂料树脂,由其配制的塑料漆、聚氨酯漆、氨基烘漆近年来发展很快[1] .但常规的丙烯酸树脂是溶剂型的,随着其施工、应用,有大量的芳烃、酯或酮类溶剂进入大气,造成严重的环境污染. 现在,世界各国的环保法规日益严格,人们的环保意识也日益加强,因此,涂料的“高固体化、粉末化、辐射可固化及水性化”趋势愈来愈明朗,该“四化”标志着涂料的发展方向.由于粉末涂料、辐射可固化涂料因施工工艺特殊,其应用受到一定条件的限制;高固体份涂料由于理论、技术水平的制约,其发展也比较缓慢.近年来,水性涂料树脂合成用功能单体发展很快,已有大量的水性单体投放市场,因此水性涂料成为涂料工业中发展最快的环保产品,在美、欧发达国家水性漆已经占到涂料产量的一半左右,而且发展势头迅猛.近年来,我们对水性醇酸[2]、水性聚酯[3]及水性聚氨酯树脂[4]的合成进行了一些研究工作,本文主要介绍水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆的研制,由其在工业涂料方面取代溶剂型相关产品,具有重要意义. 1 实验部分 1.1 实验原料及处理 甲基丙烯酸甲酯(M M A)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸β羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸(M AA)均为化学纯,N 2气氛下,在对苯二酚(M AA 用 CuCl)存在下减压蒸馏后使用;过氧化苯甲酰(BPO)为分析纯,经重结晶后使用;巯基乙醇(链转移剂)、丙二醇丁醚、二甲基乙醇胺(DM AE )均为化学纯,直接使用;六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HMM M;固含量≥97%,mass ratio),工业品(美国,氰特工业公司),直接使用.1.2 丙烯酸酯共聚物的合成原理 丙烯酸酯共聚物的合成原理[5]可用图1所示的聚合反应方程式表示. 1.3 丙烯酸酯共聚物的合成工艺 在装有搅拌装置、冷凝器、温度计和恒压滴液漏斗的四口反应瓶中,加入一定量的溶剂;将单体(单体以80%固含量计,mass ratio )、引发剂、链转移剂配成混合溶液,取1/3加入四口瓶;N 2保护下,在80℃下进行溶液共聚合;另外2/3单体溶液加入恒压滴液漏斗,同时滴加,约2h 滴完,继续反应2h,得到淡黄色透明丙烯酸酯共聚物粘稠溶液.降温至60℃,强烈搅拌下,按一定中和度滴加二甲基乙醇胺中和,然后滴加蒸馏水,调节固含量为40%,即得到淡黄色透明丙烯酸酯共聚物水溶液. 1.4 产品技术指标 外观 淡黄色半透明水溶液固体含量/% 40pH 值 7.0～7.5粘度(涂4杯)/s 70～100 羟值(每克固体树脂中KOH 毫克数) 100 1.5 水性丙烯酸氨基烘漆的配制 1.5.1 实验配方 以水性丙烯酸树脂和HMM M 第25卷第2期 武 汉 化 工 学 院 学 报 V o l.25 N o.2 2003年6月 J . W uhan Inst. Chem. Tech. Jun. 2003
实验五丙烯酸树脂的合成与涂料的制备 一、实验目的和要求 1 掌握树脂的合成方法 2掌握涂料的制备方法 二、实验原理 丙烯酸树脂是是一种常用的乙烯基树脂皮革涂饰（皮革涂饰是指在干燥和整理后的皮革表面施涂一层有色或无色的天然或合成高分子薄膜的操作过程，是美化皮革外观质量的重要操作）成膜剂，它与皮革的粘结力强，具有良好的成膜性能，成膜透明、柔软有弹性，与其它成膜剂的相溶性好，广泛应用于各种皮革的涂饰生产过程中。 丙烯酸涂料是由丙烯酸树脂、溶剂和颜料、填料以及助剂组成。丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯等单体聚合而成。热固性丙烯酸树脂涂料多采用氨基树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯低聚物等作为固化剂进行交联固化，从而得到改性。 三、实验仪器和药品 仪器：恒温水浴；铁架台；搅拌器；三口烧瓶；回流冷凝管；大烧杯；搅拌棒；分析天平；0.090mm（180目）过滤筛；砂磨机。 药品：甲苯；甲基丙烯酸丁酯；苯乙烯；甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸；偶氮二异丁腈（AIBN）；环氧树脂；正丁醇；钛白粉；群青；中铬黄；酞青蓝。 四、实验步骤
1 丙烯酸树脂的合成 取苯乙烯18.74mL，甲基丙烯酸甲酯21.23mL，丙烯酸2.86mL，于烧杯中并搅拌均匀。 将36mL甲苯和8mL甲基丙烯酸丁酯配成混合溶液后加入到三口烧瓶中，装好搅拌器、回流冷凝管，打开恒温水浴，使液面控制在烧瓶的2/3处；待水温升至80℃后，将已经混合均匀的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、AIBN溶液？放入分液漏斗中，之后滴加到三口烧瓶中，控制滴速，在2h左右滴加完毕，保持水浴温度80℃不变，继续反应4h，停止加热即得羧基丙烯酸树脂。 2 树脂黏度的降低 在80℃条件下加入25mL正丁醇搅拌10min，停止加热继续加入35mL正丁醇搅拌20min，继续加入正丁醇10mL，搅拌10min。 3 涂料的制备 配制漆时，按下表中比例把钛白粉、群青、中铬黄、酞青蓝、软质炭黑和树脂配好，在砂磨机中充分研磨，然后加入甲苯调匀并在20℃左右条件下将黏度稀释至23s。 五、思考题 1、在制备树脂过程中，影响树脂黏度的因素有哪些？ 2、写出丙烯酸树脂的合成反应？ 3、配置色漆时如不进行充分研磨会产生怎样的后果？
南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 学院（系）：生物与化学工程学院专业：化学工程与工艺专业学生： 指导教师： 完成日期 2015 年 5 月
南阳理工学院本科生毕业设计（论文）改性丙烯酸树脂的合成与研究Study on the synthesis and modification of acrylic resin 总计：17 页 表格：3个 插图： 3 幅
南阳理工学院本科毕业设计（论文） 改性丙烯酸树脂的合成与研究 Study on the synthesis and modification of acrylic resin 学院（系）：生物与化学工程学院 专业：化学工程与工艺专业 学生姓名：郭理云 学号：1301314010 指导教师（职称）：李朝艳 评阅教师： 完成日期： 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology
改性丙烯酸树脂的合成与研究 化学工程与工艺专业郭理云 【摘要】影响印刷质量的重要因素之一是预涂感光版(PS版)的性能，而PS版的质量又与所用树脂结构和性能密切相关。此文在合成N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺(ASPAA)单体基础之上，以N-N二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，偶氮二异丁腈(YFO)为引发剂，采用自由基溶液聚合合成了ASPAA/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸三元共聚物，通过测三元共聚物的酸值，考察了反应温度、反应时间、引发剂浓度对产物接枝的影响，实验表明，反应温度为80℃，反应时间为4h，引发剂浓度为1.5%时，效果较佳。 【关键字】N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺；三元共聚；PS版；合成工艺；酸值。
水溶性丙烯酸树脂 ——酒瓶漆
丙烯酸树脂是由丙烯酸及丙烯酸酯类单，在一定条件下共聚而成的线性高分子树脂。 水溶性丙烯酸树脂之所以具有水溶性，是因为在树脂合成过程中，引进了亲水性基团—羧基、羟基、氨基、酰胺基等。为了进一步增加树脂的水溶性，加胺中和成盐而获得水溶性，然后加水稀释得到水溶性丙烯酸树脂。 与传统的溶剂型涂料相比，水溶性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水溶性丙烯酸烯树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。 水溶性丙烯酸树脂是制备环保型水溶性丙烯酸酯涂料、水性油墨、水性胶黏剂等的基础树脂材料，可作为成膜连接料，可广泛用于水性涂料、纸张、纺织品（天然和人工合成）表面处理剂、皮革上光剂、胶黏剂等配置的主要原料。在施工过程中，可采用喷涂、辊涂、刷涂等方式涂装。 （1）聚合反应：丙烯酸及其酯在引发剂作用下聚合成嵌段丙烯酸树脂共聚物。 （2）成盐反应：嵌段丙烯酸树脂共聚物用氨水或有机胺中和，生产嵌段丙烯酸树脂的铵盐 （3）聚合物玻璃化温度：无定形或半结晶聚合物从黏流态或高弹态（橡胶态）向玻璃态转变（或相反的转变）称玻璃化转变。发生玻璃化转变温度范围近似中点称为玻璃化温度。 对于涂料用丙烯酸树脂，其玻璃化温度的设计是非常重要的。因为其玻璃化温度直接影响涂料的最终性能。一般而言，玻璃化温度高的硬度和光泽就高，但往往也比较脆。为了使聚合物有较好的的施工和涂膜性能，需要对聚合物的配方进行设计。一个由不同单体构成的聚合物，其玻璃化温度可以由其多组分的玻璃化温度加和而成。通过设涂料树脂的玻璃化温度，就可以确定软硬单体的配比。 酒瓶漆是近年来发展较快的涂料品种，其要求耐醇、耐碱、耐水煮、硬度高、装饰性好，目前国内常用酒瓶漆树脂为环氧树脂和羟基丙烯酸树脂，基本属于溶剂型，不仅污染环境，也会影响操作人员健康。随着环保法规的不断强化，促使涂料向“4E”方向发展，尤其是以水为分散介质和稀释剂的水性涂料是涂料发展的一个重要方向。 羟基丙烯酸树脂固化后具有硬度高、漆膜丰满、附着力好、耐性突出的特点，是一种性能优良，用途广泛的保护和装饰性涂料，特别是在金属、木器、塑料、玻璃等领域。少部分以水为溶剂的羟基丙烯酸树脂存在固含低、耐性差、漆膜装饰性不好等问题，不能够大量替代溶剂型羟丙树脂，因此提高水性羟基丙烯酸树脂的耐性和固含量以及装饰性是目前亟待解决的问题。
丙烯酸树脂的合成及应用 以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及苯乙烯（St）等乙烯基单体为主要原料合成的共聚物称为丙烯酸酯树脂（简称AR）。该类树脂具有色浅、保色、保光、耐候、耐腐蚀和耐污染等特点，已广泛应用于汽车、飞机、机械电子、家具、建筑、皮革、木材、造纸、印染、工业塑料及日用品涂饰等领域。其主要类型有溶剂型AR、水性AR、高固体组分AR和粉末型AR等。 通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用领域的丙烯酸树脂，丙烯酸树脂根据结构和成膜机理的差异又可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制备铝粉漆时铝粉的白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。热固性丙烯酸树脂是指在树脂结构中带有一定的官能团，在制漆时通过加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等树脂中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐侯性、在高温烘烤时不变色、不返黄。最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。1．水溶性丙烯酸树脂 随着人类对环境及健康的日益重视，水性涂料已获得了愈来愈广泛的应用。国内工业涂料的水性化水平和工业发达国家相比存在着很大差距。水性涂料面临的主要难题是在成本可接受的前提下如何提高产品的性能，使之达到与溶剂型漆相同或接近的水平，并进一步降低VOCs的排放量。水性涂料代表着低污染涂料发展的主要方向。为了不断改善其性能，扩大其应用范围，近半个世纪以来国内外对水性涂料进行了大量的研究。 水性丙烯酸酯树脂涂料在近几十年内得以迅速发展，除了它具有水性涂料的优缺点外，还与丙烯酸酯单体的结构有密切的关系。丙烯酸酯类单体中具有的碳碳不饱和双键经聚合反应生成丙烯酸树脂，该树脂的主链为碳-碳链，有很高的光、热和化学稳定性。因此由丙烯酸酯树脂制备的涂料具有很好的耐候性、耐污
丙烯酸树脂分类详解 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
丙烯酸树脂分类详解 一、油性丙烯酸树脂(油性固体丙烯酸树脂/油性液状丙烯酸树脂) A油性液状丙烯酸树脂指树脂固含量为30-80%的丙烯酸树脂，这类树脂是经乳液聚合反应而成的含有有机溶剂的丙烯酸树脂，而当因含量在大于60%以上时！就称为：高固体分丙烯酸树脂，这类树脂粘度低！低VOC含量！ 当固含量是在50%左右的，有热塑性和热固性丙烯酸树脂，也就是我们涂料行业通常在应用上面说的单组分和双组分。 1、单组分涂料一般也叫自干型的涂料，也就是以热塑性丙烯酸树脂为成膜物的涂料。 2、热固性丙烯酸树脂一般配上氨基树脂时，因两者之间的氨基和羟基反应，按理说应算是双组分涂料用的，也就是通常所说的烤漆，一般应用在金属上面用的烤漆，一般烤的温度在100度以上，这类应用是最为古老，最为早的，生活中常可看到。 3、热固性丙烯酸树脂一般配用固化剂（一般是异氰酸酯），再加入其它料，也就成为涂料行业中所说的双组分涂料了，既有主剂（丙烯酸树脂）、固化剂、稀释剂了，这类性能较热塑性丙烯酸树脂为稳定，且性能也较为优越。 B油性固体丙烯酸树脂：（普通油性热塑性固体丙烯酸树脂/特殊功能油性固体丙烯酸树脂） 固体丙烯酸树脂，现在市面上主要的还是以热塑性固体丙烯酸树脂为主！这类热塑性固体丙烯酸树脂，也叫溶剂型固体丙烯酸树脂。因为他们一般都是溶于溶剂的，如苯类、酯类、酮类、氯化类、醚类、醇类等！根据合成的不同溶解性就有不同！ 固体丙烯酸树脂，最通常用到的牌号一般都是由MMA和BMA，也就是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等合成。因带甲基的丙烯酸酯单合成的单体玻璃化温度较高！树脂的性能一般都是由生产工艺中单体的配方原料性能而决定的！当所合成单体全用MMA时！它的硬度就会很高！也就我们常说的压克力、有机玻璃了！但此类树脂不易做为涂料上面使用！一般应用于塑料板材上面！普通的固体丙烯酸树脂一般就是由MMA、BMA以不同比例进配方中合成不同指标性能的固体丙烯酸树脂！通常的玻璃化温度在50-100之间！软化点也在150-200度之间！分子量由其它合成助剂取决！这类树脂在应用上面是最普遍的，液体的热塑性丙烯酸树脂有应用到的！它一般也都应用得到！只是有些达不到液体性能的效果。 在用途上可应用很广，比如： 1、普通油性热塑性固体丙烯酸树脂用途： 最早的固体丙烯酸树脂是由英国ICI旗下的公司研发出来并投入市场的！最为通用型牌号为2013、2016，此二种型号为油溶性的丙烯酸树脂，可应用于各种塑料涂料、金属涂料、且应用于印刷油墨等多种涂料，多且应用于高档油墨上面！经调整过的型号欲有其它的功效！比如耐汽油、高光、高硬度等！再经市场投放后又研发了其它的应用于，比如皮革上面用的，再后来的较难附着的铝材、陶瓷、玻璃等底材上面应用！后因ICI旗下的几家公司分家！就有原主体公司（现中国地区名为英国路彩特公司）继承了原ICI的该树脂事业部！另几家也就是很有名的公司捷利康公司！其主要的牌号与ICI的牌号产品指标基本上相同！举此类树脂最常应用的几种地方： 丝网印刷油墨： 各种普通塑料底材涂料及油墨： 金属船舶涂料： 纸张木材涂料： 一般玻璃化温度在50-80度，软化点在160左右，分子量在35000-80000。及原料单体的不同很多都决定了它的应用！比如玻璃化温度，就一般而言，TG越高故它的硬度也就越高，成品也就越容易脆；TG越低它的柔韧性就越好，成品也就更易于应用到底材为软质的材料上面。而软化点一般而言在自干型涂料中是够耐常温度的，但一些要求高耐温度的应用就无法满足了！分子量主要是影响了产品的粘度，但也不是粘度的主要取决原因，但大体上来说影响了粘度的高低，一般而
丙烯酸树脂分类详解 1、 油性丙烯酸树脂(油性固体丙烯酸树脂/油性液状丙烯酸树脂) A油性液状丙烯酸树脂 指树脂固含量为30-80%的丙烯酸树脂，这类树脂是经乳液聚合反应而成的含有有机溶剂的丙烯酸树脂，而当因含量在大于60%以上时！就称为：高固体分丙烯酸树脂，这类树脂粘度低！低VOC含量！ 当固含量是在50%左右的，有热塑性和热固性丙烯酸树脂，也就是我们涂料行业通常在应用上面说的单组分和双组分。 1、单组分涂料一般也叫自干型的涂料，也就是以热塑性丙烯酸树脂为成膜物的涂料。 2、热固性丙烯酸树脂一般配上氨基树脂时，因两者之间的氨基和羟基反应，按理说应算是双组分涂料用的，也就是通常所说的烤漆，一般应用在金属上面用的烤漆，一般烤的温度在100度以上，这类应用是最为古老，最为早的，生活中常可看到。 3、热固性丙烯酸树脂一般配用固化剂（一般是异氰酸酯），再加入其它料，也就成为涂料行业中所说的双组分涂料了，既有主剂（丙烯酸树脂）、固化剂、稀释剂了，这类性能较热塑性丙烯酸树脂为稳定，且性能也较为优越。 B油性固体丙烯酸树脂：（普通油性热塑性固体丙烯酸树脂/特殊功能油性固体丙烯酸树脂） 固体丙烯酸树脂，现在市面上主要的还是以热塑性固体丙烯酸树脂为主！这类热塑性固体丙烯酸树脂，也叫溶剂型固体丙烯酸树脂。因为他们一般都是溶于溶剂的，如苯类、酯类、酮类、氯化类、醚类、醇类等！根据合成的不同溶解性就有不同！ 固体丙烯酸树脂，最通常用到的牌号一般都是由MMA和BMA，也就是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等合成。因带甲基的丙烯酸酯单合成的单体玻璃化温度较高！树脂的性能一般都是由生产工艺中单体的配方原料性能而决定的！当所合成单体全用MMA时！它的硬度就会很高！也就我们常说的压克力、有机玻璃了！但此类树脂不易做为涂料上面使用！一般应用于塑料板材上面！普通的固体丙烯酸树脂一般就是由MMA、BMA以不同比例进配方中合成不同指标性能的固体丙烯酸树脂！通常的玻璃化温度在50-100之间！软化点也在150-200度之间！分子量由其它合成助剂取决！这类树脂在应用上面是最普遍的，液体的热塑性丙烯酸树脂有应用到的！它一般也都应用得到！只是有些达不到液体性能的效果。
第23卷第3期2002年9月 青 岛 化 工 学 院 学 报 Jou rnal of Q ingdao In stitu te of Chem ical T echno logy V o l.23N o.3 Sep.2002 文章编号:1001-4764-(2002)03-0020-03 涂料用水溶性丙烯酸树脂的合成 唐林生1,杨晶巍1,陈恩平2 (1.青岛化工学院化工与制药工程学院,山东青岛266042;2.沂源化肥厂,山东淄博256100) 摘 要:考查了几种因素对丙烯酸树脂水溶性、树脂水溶液的粘度及粘度峰值现象的影响。结果表明:影响树脂水溶性的主要因素是AA单体的用量和—COO H的中和程度;影响树脂水溶液粘度的主要因素是分子量调节剂和助溶剂的种类及用量;影响粘度峰值现象的主要因素是AA用量、—COO H的中和程度和助溶剂的种类。 关键词:水溶性丙烯酸树脂;合成;涂料 中图分类号:TQ630 文献标识码:A Syn thesis of W a ter-soluble Acryl ic Resi n s for Pa i n ts TAN G L in-sheng1,Y AN G J ing-wei1,CH EN En-p ing2 (1.Co llege of Chem ical Engineering and Pharm aceutics Engineering,Q ingdao Institute of Chem ical T echno logy,Shandong Q ingdao266042;2.Yiyuan Facto ry of Fertilizers,Shandong Zibo256100) Abstract:T he effects of vari ou s facto rs on the w ater2so lub ility and visco sity of acrylic resin s w ere investigated.T he w ater2so lub ility of the resin s m ain ly dep ends on the con2 ten t of AA in the resin s and the ex ten t of neu tralizing—COO H.T he visco sity of the aqueou s so lu ti on of the resin m ain ly dep ends on do sages and typ es of m o lecu lar w eigh t m odifiers and co so lven ts.T he‘visco sity2p eak p henom enon’m ain ly dep ends on the con2 ten t of AA,the ex ten t of neu tralizing—COO H and typ es of co so lven ts. Key words:w ater2so lub le acrylic resin;syn thesis;p ain t 涂料的粘度对涂料的施工极为重要。水溶性树脂的粘度往往过高,且用水稀释时,其粘度随固含量的变化出现异常,在固含量30%附近出现峰值(以下简称峰值现象)[1～4]。因此,用它作基料配制的涂料,施工性能不好,不利于该类低污染涂料的推广应用。水溶性丙烯酸涂料是最重要的水溶性涂料之一。故本研究详细考查了各种因素对丙烯酸树脂水溶性及粘度特性的影响。 1 实验方法 1.1 单体配方(见表1) 表1 水溶性丙烯酸树脂的单体组成 T able1 M onom er compo siti on of w ater2so luble acrylic resins 单体规格质量分数 % 甲基丙烯酸甲酯(MM A)工业品23.0～29.0 丙烯酸丁酯(BA)工业品43.0～47.0 苯乙烯(St)工业品10.0 丙烯酸(AA)工业品4.0～8.0 丙烯酸羟乙酯(H EA)工业品7.5～15.0 收稿日期:2001209203 作者简介:唐林生(1962～),男,研究员