基于Cardura E10P水性羟基丙烯酸树脂和聚氨酯分散体的合成和应用
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高光泽羟基丙烯酸分散体树脂的制备及性能研究以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)等为主要单体,引入丙烯酸(AA)、叔碳酸缩水甘油酯(Cardura E10P)、甲基丙烯酸羟基乙酯(HEMA)与甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)等作为功能单体,通过半连续溶液聚合工艺,并通过有机碱中和,最后加水分散制得水性羟基丙烯酸树脂。
利用红外、凝胶色谱分析、粒径仪及光泽仪分析研究了中和剂的种类、用量,以及助溶剂的配比对树脂性能以及固化后涂膜光泽的影响。
结果表明:当中和剂选择三乙醇胺,中和度为85%,助溶剂比例为二丙二醇丁醚:100#溶剂油1:1时,固化后涂膜的光泽最高,60°光泽为94。
标签:羟基丙烯酸树脂;高光泽;水性涂料一、前言溶剂型涂料由于造成严重环境和健康问题,使用受到限制,环境友好的水性涂料已经成为涂料行业发展的趋势,水性涂料主要分为乳液型和水分散体型,其环保性主要体现为涂料体系中无溶剂或少溶剂,而溶剂的主要来源为树脂,各类水分散型树脂在市场上都可见到[1-3]。
水性羟基丙烯酸树脂由于其光泽高、耐候性好、保色保光性优异,广泛用于水性氨基烤漆面漆和双组分聚氨酯自干面漆,但国内的水性羟基丙烯酸树脂多为乳液型或粘度很大的树脂水分散体。
前者由于有乳化剂,存在光泽低,耐水性能差,防腐蚀不好等问题;后者粘度大,不易施工,难以推广使用。
相关文献的研究表明高光泽羟基丙烯酸树脂的制备工艺繁琐,且所选用的溶剂均求较高沸点,其价格昂贵,限制了分散体的制备[4-10]。
本文研究影响光泽的不同因素,成功制备了性能优异的羟基丙烯酸树脂分散体,并与市场上拜耳公司的异氰酸酯固化剂固化成膜,得到了性能优异,光泽较高的聚氨酯涂膜。
二、实验部分(一)实验原料甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、叔碳酸缩水甘油酯(Cardura E10P)、甲基丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)、二丙二醇丁醚(DPNB)、100#溶剂油:工业级,吉化公司;引发剂二叔戊基过氧化物(DTAP):工业级,阿克苏(天津)过氧化物有限公司;基于六亚甲基二异氰酯(HDI)的亲水性脂肪族聚异氰酸酯(Bayhydur XP 2487,固含量90%,-NCO含量为20.6%):工业级,上海阳泰聚合物有限公司;N,N-二甲基乙醇胺(DMEA):工业级,北京化工厂;三乙醇胺(THA):工业级,北京化工厂;氨水:工业级,北京化工厂;十二烷基硫醇(链转移剂):分析纯,Aladdin;去离子水:实验室自制。
水性羟基丙烯酸树脂乳液制备及作为真石漆黏合剂的应用成航航;沈一丁;马国艳;折利军;杨凯【摘要】以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)作为功能单体,通过半连续溶液及转相乳液聚合,制得具有核壳结构的水性羟基丙烯酸树脂.利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、激光粒径散射仪(DLS)及透射电镜(TEM)研究羟基丙烯酸树脂共聚物结构、热稳定性、乳胶粒的大小及形貌,探讨了MAA及HPA用量对水性羟基丙烯酸树脂性能及清漆膜硬度、耐水、剥离强度等的影响.结果表明:调整MAA的质量分数为6%,HPA的质量分数为10%,制备的共聚物乳液粒为119.8 nm,黏度为221.7 mPa·s,成膜耐水时间为40 h、硬度为53.4°,附着力1级,配制的真石漆黏结强度0.97 MPa、耐温变36次,均优于真石漆黏合剂行业标准.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2019(019)013【总页数】7页(P186-192)【关键词】羟基丙烯酸树脂;溶液聚合;建筑涂料;真石漆【作者】成航航;沈一丁;马国艳;折利军;杨凯【作者单位】陕西科技大学化学与化工学院,陕西省轻化工助剂重点实验室,西安710021;陕西科技大学化学与化工学院,陕西省轻化工助剂重点实验室,西安710021;陕西科技大学化学与化工学院,陕西省轻化工助剂重点实验室,西安710021;中国石油长庆油田分公司第一采油厂,延安716000;陕西科技大学化学与化工学院,陕西省轻化工助剂重点实验室,西安710021【正文语种】中文【中图分类】TQ325.7真石漆采用合成树脂乳液为黏合材料、天然彩砂或人工砂为骨料及少量助剂配制而成的一种可以展现出逼真大理石、花岗岩状效果的厚涂材料[1],但其成本只有天然石材的1/4,并且具有防火、防水、耐酸碱、耐污染、黏接力强,永不褪色等优点,能有效地阻止外界恶劣环境对建筑物侵蚀,延长建筑物的寿命,防止真实瓷砖掉落造成安全隐患。
羟基丙烯酸乳液的制备及应用技术研究进展羟基丙烯酸乳液的制备及应用技术研究进展史立平,刘银,蔡青青,孔志元(中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏常州 213016)0 引言水性双组分聚氨酯涂料既具有溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能,又兼有水性涂料的环保优势,已成为涂料水性化技术研究的热点。
水性双组分聚氨酯涂料由水性羟基树脂和水性异氰酸酯固化剂组成,其中水性羟基树脂是决定涂膜性能的关键因素之一。
目前,应用于水性双组分聚氨酯涂料的水性羟基树脂主要有羟基丙烯酸分散体和羟基丙烯酸乳液两大类,其性能各具特点。
羟基丙烯酸分散体的相对分子质量较低,一般只有几千,体系中通常含有一定量的有机溶剂,对水性异氰酸酯固化剂有着良好的分散性和相容性,由其所制备的涂料表干速度较慢,往往超过1 h,但涂膜的光泽及丰满度较好。
由于水性异氰酸酯固化剂价格远高于溶剂型异氰酸酯,且分散体的羟基含量通常超过3%,固化剂用量较大,涂料的综合使用成本高,因而羟基丙烯酸分散体往往用于需要高光泽、高装饰性的场合。
而羟基丙烯酸乳液的相对分子质量可达几万甚至十几万,即使不使用固化剂,涂膜干燥后也已具备一定的性能,同时还具有可施工时间长、湿膜厚度达300 μm 时仍不会起泡、体系的VOC(挥发性有机化合物)含量低、涂膜干燥速度快等优点,并可通过调节制备羟基丙烯酸乳液的单体组成,使涂膜既柔韧又坚硬。
另外,羟基丙烯酸乳液的羟基含量通常在3% 以下,固化剂用量少,因而有较强的使用成本竞争优势,羟基丙烯酸乳液已在地坪涂料、木器涂料、内外墙涂料等多个领域得到广泛应用。
近年来,随着市场对水性双组分聚氨酯涂料性能要求的不断提升,涌现出大量有关羟基丙烯酸乳液制备的新技术、改性及应用技术的研究报道。
1 羟基丙烯酸乳液的聚合技术进展随着常规乳液的制备技术进展,微乳液聚合、核壳乳液聚合、无皂乳液聚合等新型乳液聚合技术在研制羟基丙烯酸乳液时也得以应用。
1.1 微乳液聚合采用微乳液聚合技术制备的乳液,其乳液粒径小,表面张力低,且具有良好的渗透性、润湿性、流平性和流变性。
高性能羟基丙烯酸水分散体的制备及在氨基烤漆中的应用通过引入叔碳酸缩水甘油酯(Cardura E10P)作为功能单体与丙烯酸酯类单体混合进行自由基共聚合,再通过碱中和分散,制得综合性能非常优异的羟基丙烯酸水分散体。
利用羟基丙烯酸水分散体制备的氨基烤漆在耐冲击性、耐溶剂性、光泽以及耐候性等方面都有比较大的改善。
本实验研究了E10P的用量、中和剂的种类和用量对树脂性能以及固化后氨基烤漆漆膜的影响。
研究表明E10P的使用量占单体总量的12%,混合中和剂用量THA与DMEA配比1:3时,由该水分散体制备的氨基烤漆性能最佳。
标签:羟基丙烯酸水分散体;叔碳酸缩水甘油酯;中和分散;氨基烤漆;综合性能一、前言丙烯酸氨基烤漆应用领域非常广泛,它在硬度、附着力、耐候性、保光性,还有漆膜丰满度方面都有较强的优势。
目前国内使用最多的丙烯酸氨基涂料为乳液型,但随着市场上丙烯酸氨基涂料的需求日益增多,乳液型氨基涂料的很多问题都暴露出来,如在耐水,耐溶剂擦拭和硬度等方面很难满足要求。
因此,研制一种综合性能优异的羟基丙烯酸水分散体型氨基烤漆不仅可以促进某些特殊行业的发展,而且对于涂料涂装行业的发展也具有重大意义[1-3]。
二、实验部分2.1原材料甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA):均为工業级,济南澳辰化工有限公司;叔碳酸缩水甘油酯(Cardura E10P):工业级,美国汉森;二叔戊基过氧化物(DTAP):工业级,阿克苏(天津)过氧化物有限公司;二丙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、100#溶剂油:工业级,吉化公司;十二烷基硫醇(C12SH):分析纯,阿拉丁试剂有限公司;氨水、N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)、三乙醇胺(THA):工业级,北京化工厂;去离子水:实验室自制;甲醚化氨基树脂325:工业级,氰特化工;2.2羟基丙烯酸分散体的合成将装有温度计、搅拌桨、回流冷凝装置、恒压滴液漏斗,釜底为E10P与溶剂的四口瓶放置于油浴锅内。
羟基丙烯酸酯共聚物偶联剂的合成及应用王志玲;王正;张书香【期刊名称】《北京林业大学学报》【年(卷),期】2006(28)6【摘要】该文以半连续种子乳液聚合工艺合成了一种应用于麦秸/回收低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的新型偶联剂——羟基丙烯酸酯共聚物,研究了聚合温度、引发体系对单体转化率及聚合反应稳定性的影响及合成的共聚物与复合材料性能间的关系.研究表明同时引入较高比例的功能性官能团单体N-羟甲基丙稀酰胺(NMA)和丙烯酸-β-羟乙酯(HEA),用K2S2O8或K2S2O8/FeSO4热引发聚合,近100%的单体转化率和无凝胶的乳液聚合不可兼得;使用助还原剂NaSO2的K2S2O8/FeSO4引发体系,单体转化率可接近100%,而且乳液的综合性能好.将合成的羟基丙烯酸酯共聚物与异氰酸酯PAPI复合偶联麦秸/回收LDPE复合材料,其物理及力学性能提高显著,达到GB/T4897.7—2003规定的在潮湿状态下使用的增强结构用板要求.【总页数】5页(P137-141)【关键词】羟基丙烯酸酯;偶联剂;多元共聚;麦秸/回收低密度聚乙烯复合材料【作者】王志玲;王正;张书香【作者单位】济南大学化学化工学院;中国林业科学研究院木材工业研究所【正文语种】中文【中图分类】TQ433.436【相关文献】1.RAFT聚合法合成甲基丙烯酸酯共聚物及其在负性光致抗蚀剂中的应用 [J], 林立成;徐文佳;刘敬成;刘仁;穆启道;刘晓亚2.可辐射固化异氰酸酯硅氧烷改性丙烯酸酯偶联剂的合成及其在防腐蚀涂料中的应用 [J], 孙健;任飙3.硅烷偶联剂改性环氧丙烯酸酯的合成与应用 [J], 王晓鹏4.氟代丙烯酸酯共聚物的合成及应用 [J], 隋智慧;杨康乐;陈杰;赵欣5.Wacker开发出改良的自粘型液体硅橡胶/Wacker有机硅展示SILRES(0r)粉末涂料/甲基丙烯酸酯/聚含氢硅氧烷接枝共聚物/炭黑和白炭黑与偶联剂Si 69的相互作用/用橡胶注射机加工硅橡胶/有机硅树脂的合成及共混改性/有机硅-聚氨酯-环氧树脂三元共聚物 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
水性羟基丙烯酸树脂对工程机械用双组分水性聚氨酯面漆性能影响的研究工程机械面漆作为工程机械涂层体系的最外涂层,对外观要求比较高,要有很高的装饰性,同时还要求硬度高、附着力好、耐冲击性好、柔韧性好,并有良好的耐化学性;另外工程机械大多情况下都是露天作业,施工工况恶劣,还要求工程机械面漆涂层具有良好的耐候性。
丙烯酸树脂几乎不吸收波长300 nm 以上的紫外线及可见光,而且主链的C—C键耐水解。
另外,水性丙烯酸树脂具有较好的光泽、化学性能和稳定性高等优点,是一种低 VOC 的绿色环保型树脂。
目前工程机械主要采用 2C2B(两喷两烘)工艺,即“底漆喷涂→烘烤→面漆喷涂→烘烤” 的涂装工艺。
目前工程机械面漆的涂装工艺主要是:喷涂完面漆后流平 10 ~ 15 min,在60 ℃左右烘烤 30 min,烘烤后冷却 30 min 后下挂。
本研究根据工程机械面漆涂装工艺的要求,研究了不同水性羟基丙烯酸树脂对工程机械双组分水性聚氨酯面漆性能的影响,最终确定了符合工程机械涂装工艺的水性丙烯酸树脂的种类和复配比例。
1 实验部分1.1 试剂与仪器水性羟基丙烯酸树脂乳液(A、B、C、D)、异氰酸酯:科思创;润湿剂、分散剂、消泡剂:BYK;增稠剂:丽利工业;钛白粉:杜邦。
以上原料均为工业级。
9080F-A 喷砂机:上海嘉士多涂装设备有限公司;JSF-400 砂磨分散搅拌多用机、QCJ 漆膜冲击器、老化箱:上海现代环境工程技术有限公司;JY12002电子天平:上海双旭电子有限公司;Minnijet 4400 -120 喷枪:SATA 德国 SATA;ZB-0.11 / 7 风机:浙江永源机电有限公司;DHG - 9023A 烘箱:上海精宏实验设备有限公司;E3060°光泽计:科仕佳光仪器研究所;U9320A 扫描电镜:安捷伦科技有限公司。
1.2 实验过程双组分水性聚氨酯面漆的A组分配方如表 1所示。
表 1 主要配方双组分水性聚氨酯面漆的制备工艺如下。
耐溶剂羟基丙烯酸树脂的配方及制备方法说实话耐溶剂羟基丙烯酸树脂这事儿,我一开始也是瞎摸索。
我最开始想啊,这树脂的主要原料肯定得有丙烯酸酯类单体吧。
我就一股脑地把各种丙烯酸酯往一块儿加,像甲基丙烯酸甲酯啊我加得还挺多的,心思甲基的存在可能会让它稳定性啥的更好些。
可结果呢,做出的树脂耐溶剂性不咋地。
后来我才明白,不能光看稳定性,还得考虑官能团这些事儿。
然后我就开始研究羟基的作用。
我试过增加羟基单体的量,选了像丙烯酸羟乙酯之类的。
我就像调配饮料一样,一点点地加量,看看加到多少合适。
可是这又出来新问题了,加太多之后,树脂的其他性能又受到影响了,好比这饮料太甜了,其他味道就不均衡了。
不过我也是从这儿知道,羟基单体的量得有个度。
在聚合的引发剂这方面我也费了不少心思。
用过偶氮二异丁腈之类的。
把这引发剂的用量调好可不容易,我最初用的时候手太松了,用量多了点。
这就好比煮米饭水放多了,反应就有点不受控制了,产物的性能也变差了。
关于制备的方法嘛,采用溶液聚合的时候,溶剂的选择那可是相当重要。
我一开始选的溶剂就不太对,那感觉就像给一群大汉穿小衣裳似的,溶解性不好,树脂的聚合根本就不完全啊。
后来我筛选了一堆溶剂,发现像甲苯、二甲苯之类的在溶解性和挥发性等方面的综合表现还不错。
还有反应温度这事儿,我尝试过不同的温度区间。
温度低的时候反应太慢,就像乌龟爬一样,效率低得很。
温度高了呢,又容易发生副反应。
我试过好几个温度点,最后觉得大概在八九十度左右就比较合适,当然这个也不是确定的啊,可能根据不同的配方还得微调呢。
接着就是关于反应时间。
我经常是等不及反应完全就提前结束了实验,结果做出的树脂性能大打折扣。
后来才知道,这就像炖肉一样,时间不到这肉不软烂呀,反应时间不够产物就不行。
经过多次摸索,我发现大概反应六到八个小时能勉勉强强达到比较均衡的性能。
但这也不是绝对的,还得根据配方里其他成分的量来定。
在配方里加一些少量的交联剂我也试过。
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。
高固低黏水性羟基丙烯酸树脂的制备与性能研究王刚;曾国屏;孙复钱;胡震宇;孙韡;王永健【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2018(036)006【摘要】单独采用叔碳酸缩水甘油酯(E10P)接枝改性制备高固低黏丙烯酸树脂普遍存在合成转化率不高、树脂性能不足等问题.研究配合叔碳酸乙烯酯(VV10)以提高E10P与共聚体系的相容性,探究了最佳合成工艺及配方组合.研究表明:VV10用量3%,E10P用量为7.5%时,树脂黏度低,原料转化率高,树脂性能稳定;反应条件为反应温度92℃,滴加3.5 h,保温3 h,制备的丙烯酸树脂工艺可行;引发剂用量1.5%,链转移剂用量0.6%时,单体转化率高,树脂黏度低,气味小,储存稳定性较好,树脂漆膜性能优良.【总页数】7页(P903-908,926)【作者】王刚;曾国屏;孙复钱;胡震宇;孙韡;王永健【作者单位】江西省科学院应用化学研究所,330096,南昌;中山市红点化工有限公司,528459,中山,广东;江西省科学院应用化学研究所,330096,南昌;江西省科学院应用化学研究所,330096,南昌;中山市红点化工有限公司,528459,中山,广东;南昌大学材料科学与工程学院,330031,南昌;南昌大学材料科学与工程学院,330031,南昌【正文语种】中文【中图分类】TQ630【相关文献】1.新工艺合成高固低黏羟基丙烯酸树脂的研究 [J], 黄晓昌;程建;崔海云;谭兆强;廖广健;叶红卫;陈荣耀2.高固低黏羟基丙烯酸树脂水分散体研究进展 [J], 袁腾;王锋;胡剑青;涂伟萍;周显宏3.基于聚集诱导发光效应的高固低黏丙烯酸荧光树脂的制备及其性能研究 [J], 张鑫; 吉富华; 徐泽孝; 李为立4.高固低黏水性聚氨酯研究进展 [J], 宋利青;石红翠;毛祖秋;张博;姚卫琴;马国章5.快干型高固低黏羟基丙烯酸树脂的制备及其性能研究 [J], 徐国伟;高奎;舒金兵因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。