水溶性丙烯酸树脂涂料的研制

I水性涂料用丙烯酸树脂的制备摘要与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、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。

本实验采用溶液聚合法，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸（AA）为单体，以正丁醇为溶剂，过氧化苯甲酰（BPO）为热引发剂，制得了水性丙烯酸树脂。

分析了反应温度、时间，单体、引发剂和中和剂用量对水性丙烯酸树脂性能的影响。

结果表明合成水性丙烯酸树脂的最佳工艺条件为：丙烯酸AA为单体总摩尔质量的12.5%，甲基丙烯酸甲酯（MMA）:丙烯酸丁酯（BA）为1:1，引发剂用量为单体总摩尔质量的0.5%，反应温度为100℃，反应时间为3h，中和度为90%。

关键词：丙烯酸树脂，单体，涂料，溶液聚合，合成II The Preparation of Water-based Coating withAcrylic ResinABSTRACTCompared with the traditional solvent coating, coating with low price The use of safe, save resources and energy, reduce environmental pollution and pollution etc, and thus has become the current development of coating industry the main direction of water-borne acrylic PVC resin paint is water-based coating the fastest growing most varieties in no polluting coatings.This experiment by solution polymerization, with methyl methacrylate （MMA）, butyl acrylate （BA）and acrylic acid （AA）as the monomer, with butyl alcohol as the solvent and benzoyl peroxide （BPO）as the thermal initiator, with water based acrylic resin.Analyzed the reaction temperature, time, monomer initiator and neutralizing agent dosage on the properties of water-based acrylic resin. The results showed that the best process conditions for synthesis of waterborne acrylic resin: Acrylic AA 12.5% of the total molar mass of monomer, methyl methacrylate （MMA）, butyl acrylate （BA）as 1:1, initiator dosage is 0.5% of the total molar mass of monomer, reaction temperature of 100, the reaction time is 3 h, neutralization degree of 90%.KEYWORDS：acrylic resin，monomer，coating，solution polymerization，synthesis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 水性涂料 (1)1.2 水性丙烯酸树脂简介 (2)1.2.1 水性丙烯酸树脂的概念 (2)1.2.2 水性丙烯酸树脂的特点 (3)1.2.3 水性丙烯酸树脂的分类 (3)1.3 水性丙烯酸树脂的主要合成方法 (5)1.4 水性涂料用丙烯酸树脂的研究现状 (6)1.5 水性丙烯酸树脂反应机理 (8)1.5.1 水性丙烯酸树脂的聚合机理 (8)1.5.2 丙烯酸树脂水性化方法 (10)1.6 丙烯酸树脂的运用 (11)1.7 本课题研究的目的意义及内容 (11)2 实验部分 (13)2.1 实验药品及仪器 (13)2.1.1 实验药品 (13)2.1.2 实验仪器 (13)2.1.3 实验装置 (13)2.2 树脂的合成反应原理 (14)2.3 实验原料的选择 (14)2.3.1 单体的选择 (14)2.3.2 引发剂的选择 (14)2.3.4 溶剂的选择 (15)2.3.5 中和剂的选择 (15)2.4 水性丙烯酸树脂的制备工艺 (15)2.5 水性丙烯酸树脂的性能测试 (15)2.5.1 外观的检测 (15)2.5.2 固含量的测定 (15)2.5.3 反应转化率的测定 (16)2.5.4 黏度的测定 (16)2.5.5 水溶性的测定 (16)2.5.6 透光率的测定 (16)3 结果与讨论 (17)3.1 不同单体用量对树脂性能的影响 (17)3.1.1 软硬单体比例对树脂性能的影响 (17)3.1.2 AA用量对丙烯酸树脂性能的影响 (17)3.1.3 引发剂用量对树脂性能的影响 (18)3.2 反应温度对树脂性能的影响 (20)3.3 反应时间对树脂性能的影响 (22)3.4 中和剂对树脂性能的影响 (23)4 结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)水性涂料用丙烯酸树脂的制备 11 绪论1.1 水性涂料涂料，旧称油漆，是指可涂覆于物件表面，与基体结合牢固、形成具有一定强度固态薄膜的物质。

水性丙烯酸树脂工艺与配方设计1.引言2.水性丙烯酸树脂工艺流程2.1原料准备2.2乳化制备将丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体和二甲基丙烯酸丁酯加入反应釜中，并加入适量的稳定剂和乳化剂。

启动搅拌器并加热至适当温度，使得乳液发生聚合反应。

此过程需要控制反应温度和搅拌速度，确保聚合反应的完全进行。

2.3放冷却将聚合后的乳液放置在冷却器中，以降低温度。

此步骤是为了控制聚合反应的速度，并确保产物的质量。

冷却过程通常需要一段时间，直到乳液达到适合继续处理的温度。

2.4过滤将冷却后的乳液通过过滤器进行过滤，以去除其中的杂质物质。

过滤器可选择合适的孔径，以确保过滤效果良好。

2.5增稠根据需要，可添加增稠剂来改变水性丙烯酸树脂的粘度。

增稠剂的添加量应根据产品的使用要求进行调整。

2.6包装最后，将处理好的水性丙烯酸树脂产品装入适当的包装容器中，并密封保存。

包装应符合相关标准要求，并严密防止产品受潮。

3.水性丙烯酸树脂配方设计在水性丙烯酸树脂配方设计中，需要考虑以下几个方面：3.1功能要求根据产品的使用要求和功能需求，确定所需的性能指标，如附着力、耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等。

选择合适的原料和添加剂，以实现这些性能指标。

3.2基体料和固化料选择根据产品的具体要求，选择合适的丙烯酸树脂基体料和固化料。

具体选择需要考虑产品的使用环境、所需涂膜的硬度和柔软度等因素。

3.3添加剂的选择和调整根据产品的需要，选择合适的稳定剂、乳化剂和增稠剂，并调整其添加量和比例，以达到最佳工艺效果。

此外，还可以添加一些特殊功能的添加剂，如防腐剂、消泡剂等，以满足特定的产品要求。

3.4配方优化通过试验和实验室调整，优化水性丙烯酸树脂的配方。

根据实际情况，调整原料的添加量和比例，以获得具有良好性能的成品。

4.结尾本文介绍了水性丙烯酸树脂的工艺流程和配方设计，这是一种简单且实用的方法用于生产该类型产品。

通过合理选择和调整原料，可以生产出具有良好性能的水性丙烯酸树脂。

水溶性丙烯酸树脂The document was prepared on January 2, 2021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.本文先采用溶剂聚合的方式、以叔碳酸缩水甘油酯E－10P调节粘度、以环氧树脂改善其性能,通过后期加水合成了高固含量的水性羟基丙烯酸树脂,并在水性酒瓶漆领域获得了良好的应用.1 实验部分原材料甲基丙烯酸甲酯MMA、苯乙烯St、甲基丙烯酸羟乙酯HEMA、丙烯酸丁酯BA、丙烯酸AA、巯基乙醇、二丙二醇甲醚、N,N’－二甲基乙醇胺均为化学纯,国药集团化学试剂有限公司,叔碳酸缩水甘油酯E－10P,工业级,迈图高新材料集团;环氧树脂E－20,环氧值eq/100g为～,工业级,无锡树脂厂;氨基树脂Cymel－325,甲醚化氨基树脂,固体质量分数80%,美国氰特公司;二叔丁基过氧化物DTAP,化学纯,上海比尤化工有限公司,分散剂Tego745、润湿剂Tego245、消泡剂Tego810均为工业品,德国盈创工业集团.实验仪器IKA欧洲之星电子搅拌器,江西鼎技科学仪器有限公司;DiamondDSC,美国Perkin-Elmer公司;NDJ－3旋转粘度计,广州标格达实验仪器公司;GPC测定仪,Waters公司;光泽仪A－4528,毕克公司.水性羟丙烯酸树脂的制备在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入一定量的二丙二醇甲醚、正丁醇、环氧树脂E－20,升温至140℃,然后在4h内滴加混合单体和引发剂,滴加完毕后保温1h,然后补加少量引发剂,保温1h,降温,中和,加水过滤出料.漆膜的配制将合成的水性羟基丙烯酸树脂与氨基树脂按一定比例混合,加入钛白和其他助剂砂磨2h,在玻璃板上用100μm的涂布器涂布,先在80℃的烘箱中预烘5min,然后升至170℃烘20min,得到的漆膜进行下一步测试.性能检测1树脂粘度测试在25℃下使用NDJ－3旋转粘度计测定.2树脂分子质量检测采用Waters公司的GPC测定仪测定,四氢呋喃做淋洗液,标准聚苯乙烯做校正曲线,柱温25℃,流速min.3漆膜性能检测漆膜性能按照国家相关标准测试.2·结果与讨论引发剂用量对树脂的影响引发剂用量不仅影响树脂的水溶性,而且对合成树脂的分子质量和分子质量分布具有很大影响,本实验选择对分子质量分布控制较好的DTAP为本次实验的引发剂.从表1可以看出,提高引发剂用量会降低树脂的粘度和树脂分子质量,分子质量分布变宽,同时也会提高树脂的水溶性;但是引发剂过多,不仅会造成树脂分子质量分布变宽,影响树脂的最终性能,而且生产过程放热剧烈,影响聚合过程稳定性,此外制备的树脂气味大,生产成本过高.在保证树脂水溶性的前提下,引发剂的质量分数在%左右比较合适.表1 引发剂用量对水性羟丙树脂性能的影响E－10P对树脂粘度的影响E－10P在高温下可以和丙烯酸发生酯化反应,从而形成一个庞大而疏水的叔碳酸酯结构,该结构能对交联提供位阻保护效应,从而防止水解,赋予聚合物优异的性能,如低粘度、耐酸碱、高光泽、漆膜韧性和饱满度等.从图1中可以看出,随着E－10P用量的增加,树脂的粘度不断下降,考虑到价格的因素,E－10P质量分数在15%较合适.图1 E－10P 对树脂水性羟丙树脂粘度的影响环氧树脂用量对树脂性能的影响环氧树脂的引入不仅能够提高树脂的附着力,而且会大幅度提高树脂的各种耐性,考虑到树脂的水溶性和耐性的平衡关系,本实验选择环氧树脂E－20来改性羟丙树脂.从表2可以看出,随着环氧树脂E－20用量的增加,水性树脂的粘度在不断增加,树脂涂膜对玻璃的附着力和硬度也在不断增加,但水溶性降低,且用量过大时,漆膜在高温烘烤时黄变严重,这是因为环氧树脂E－20分子质量较大,可形成的接枝反应点相对较多,用量过多,接枝不完全,会发生树脂的相分离,产生不透明现象,另外E－20用量过大,和氨基树脂交联密度过大,交联过度,会造成涂膜变脆,因此综合考虑,环氧树脂E－20的质量分数在10%时所制备的涂膜性能较好.表2 E-20用量对水性羟基丙烯酸树脂性能的影响链转移试剂巯基乙醇对树脂性能的影响链转移试剂通过链自由基的转移和终止来降低聚合度,不仅降低分子质量及其分布,而且能够提高树脂的水溶性.图2是引发剂质量分数相同%的条件下链转移试剂ME用量对水性羟丙树脂粘度的影响.图2 巯基乙醇对水性羟基丙烯酸树脂的影响从图2可以看出,随着ME用量的增加,树脂的粘度不断降低,当其质量解不超过%时,粘度下降幅度减缓,同时ME用量的增加会导致树脂味道过大,同时链转移碎片增加,固化不完全,将导致漆膜性能下降,耐性降低.综合考虑,ME质量分数为%较好.水性羟基丙烯酸树脂的技术指标及水性酒瓶玻璃漆的制备按照以上要求制备的水溶性羟基丙烯酸树脂的技术参数见表3.表3 水性羟基丙烯酸树脂的技术指标将制备的树脂和固化剂氨基树脂配合,按照参考配方制备水性酒瓶玻璃漆.水性玻璃漆的参考配方:水性树脂,55g;二丙二醇丁醚,6g;分散剂Tego745,;钛白粉,25g;氰特Cymel－325,9g;润湿剂Tego245,;消泡剂Tego810,;水,;总计,100g.水性羟基丙烯酸酒瓶漆烘烤涂料的性能将制备的水性玻璃漆用100μm的涂布器在玻璃板上涂布,玻璃板事先除尘出油.先在80℃的烘箱中预烘5min,然后升至170℃烘20min,对得到的漆膜进行性能测试,测试结果见表4.表4 水性玻璃漆涂层性能检测从表4可以看出,用制备的水性树脂配制的水性酒瓶漆各种耐性好、光泽高、附着力优异、耐水煮,完全达到玻璃酒瓶漆的应用要求.3·结论1确定了制备环氧改性羟基丙烯酸水分散体的工艺配方,即引发剂质量分数%,链转移试剂%,E－10P质量分数15%,E－20质量分数10%.2通过引入E－10P和环氧树脂改性羟基丙烯酸树脂,不仅能够控制树脂的粘度,而且能够得到性能优越的水性树脂,所配制的水性玻璃酒瓶漆具有优异的性能,完全可以替代目前大范围使用的溶剂型玻璃涂料.。

水性丙烯酸树脂的制备研究姓名班级[摘要]：水性丙烯酸树脂在我国的应用很广泛，其固体丙烯酸树脂具有高光泽、分散性好，优异的耐水耐磨擦性，干燥速度快、透明度好及良好的抗粘连性等。

广泛应用于柔版、凹版水性油墨，水性上光油，水性压光油（磨光）。

本文介绍了丙烯酸树脂的用途、市场需求及合成方法，主要研究了水性丙烯酸树脂的合成工艺，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为主要单体，以过氧化苯甲酰为引发剂，通过引入亲水性基团羧基和羟基，制备了水性丙烯酸树脂。

考察了HPA用量的影响，AA用量的影响，温度的影响，得出结果：AA、HPA在单体中的质量分数分别在12.5％左右和l2.5％～15％，即能使制得的水性树脂具备足够的水溶性和较高的透光率，溶剂/单体质量比为1:1、反应时间6 h、反应温度100℃左右、引发剂用量在1.75％左右即能制得性能良好、转化率较高的水性树脂.[关键词]：丙烯酸树脂水性过氧化苯甲酰Study on Synthesis of Acrylic Resin姓名班级Abstract:Water acrylic in a wide range of our application, the solid acrylic high luster, the water resistant to wear clean and fast dying speed, transparency and good will of sticking to such. Widely used in this version of an ink and water, water, and polish on the water. oil （polished ）.Introduced acrylic the use of synthetic methods, market demand and, Mainly expounds the water of the synthesis process acrylic.To the methyl methacrylate and butyl acrylate is the main monomers,to benzoperoxide for a evocator.By introducing the hydrophily perssad carboxyl and hydroxyl of the preparation of the water acrylic. Reviewed the effects of the hpa usage, the aa usage, the temperature, what: Aa and admixture of the quality of the hpa in the grade in 12.5 ％with l2. about five ％～15 ％that the system of water; have plenty of water soluble was light and higher rate than for a solvent monomers quality response time: 1, 6 h, and the temperature of around 100 ℃and a dose of usage in ％are about it can make good performance, yield a high water resin.Key words: acrylic resin；synthesis；hydrophily perssad；benzoperoxide1．文献综述丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及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。

水性丙烯酸树脂的生产工艺1. 概述水性丙烯酸树脂是一种新型的涂料材料，具有无毒、无味、无污染、色泽鲜艳、耐候性好等优良特性。

它是以丙烯酸乳液为基础，加入改性剂、助剂等辅助剂，经过分散、乳化、稳定、调整PH值等步骤而成。

本文将介绍水性丙烯酸树脂的生产工艺。

2. 原料与设备水性丙烯酸树脂的主要原料为丙烯酸乳液，而丙烯酸乳液的原料为丙烯酸酯。

丙烯酸酯是一种透明的液体，在常温下易挥发，需要采取一些措施来进行保存和运输。

其他辅助原料包括改性剂、助剂、分散剂等。

设备包括反应釜、搅拌器、分散机、加压泵、调节阀等。

3. 生产工艺3.1 制备丙烯酸乳液丙烯酸乳液是制备水性丙烯酸树脂的基础。

具体工艺如下：1.在反应釜中加入适量的丙烯酸酯、新乳化剂和硬脂酸钠，搅拌均匀。

2.将氮气注入反应釜中，晃动反应釜，将反应釜加热至80℃，并保持2小时。

3.在稀酸性条件下（pH = 3.5-4），加入适量的乳化剂，继续晃动反应釜，并将其加热至80℃-85℃。

4.增加乳液的分散度，可使用高速分散机进行分散。

3.2 加入辅助原料在丙烯酸乳液中，加入适量的辅助原料。

例如，加入改性剂可以提高丙烯酸树脂的耐磨性和耐光性。

加入助剂可使树脂具有更好的附着力。

3.3 调节pH值为了保证丙烯酸树脂的稳定性，需要将其pH值调节在不同的范围内。

调节pH 值需要在稀酸性条件下进行。

具体的工艺视情况而定。

3.4 提高稳定性为了提高丙烯酸树脂的稳定性，需要将其稀释并使用高速搅拌机进行再次分散。

分散完成后，将丙烯酸树脂过滤并储存在容器中，以备使用。

4. 结论生产水性丙烯酸树脂是一项复杂的过程，在制备过程中需要仔细处理各种原料，按照一定的工艺条件进行混合和分散。

通过本文的介绍，希望对水性丙烯酸树脂的生产工艺有一个初步的了解。

一种水溶性丙烯酸树脂涂料的化学分析方法胡飞龙，景欣欣禾川化学技术服务，，213000摘要：本文介绍一种水溶性丙烯酸树脂涂料的化学分析方法，主要利用多种化学分析仪器（红外分光光度计、气相色谱质谱联用仪、热裂解气相色谱质谱联用仪、布鲁克核磁共振仪等）对一款水溶性丙烯酸树脂涂料中的各种物质进行定性及定量分析。

关键字：水性涂料；丙烯酸树脂；分析方法A Chemical Analysis Method of Water-soluble acrylic resin coatingHu Fei-long, Jing Xin-xinSu Zhou He-Chuan Chemical Technology Service Co., Ltd.,Suzhou 215000,ChinaAbstract: In this article, we present a chemical analysis method of Water - soluble acrylic resin coating using multiple chemical analysis instruments(IR, Py-GCMS, GCMS , NMR.etc)for qualitative quantitative analysis of the position.Key words: Water-soluble coating; acrylic resin; analytical method前言随着涂料工业的发展，制备耐久性、耐酸性、保光性等高性能的涂料树脂已成为国外涂料研究的工作重心。

近年来，由于环境立法对挥发性有机物（VOC）排放的限制，水性涂料得到了很大的发展【1-2】。

丙烯酸树脂具有防腐蚀，耐光、耐候性佳，成膜性及保色性好，使用安全等优点，水性丙烯酸树脂更是研究热点之一【3-5】。

水性丙烯酸树脂原材料易得，制备工艺简单，可通过在聚合时选择含有羧基、磺酸基等官能团的不饱和单体，与丙烯酸酯类单体进行共聚，获得性能不同的水性丙烯酸树脂。

水性丙烯酸树脂研发工艺流程英文回答：The development process of water-based acrylic resin involves several steps, including formulation design, raw material selection, synthesis, testing, and scale-up production.Formulation design is the first step in the process. It involves determining the desired properties of the resin, such as film formation, adhesion, and durability. This step also includes selecting the appropriate monomers, crosslinkers, and additives to achieve the desired performance.Once the formulation is designed, the next step is raw material selection. This involves sourcing the necessary monomers, crosslinkers, and additives from suppliers. It is important to choose high-quality materials that meet the desired specifications and are compatible with water-basedsystems.After the raw materials are obtained, the synthesis of the resin can begin. This step typically involves polymerization reactions, where the monomers react to form polymer chains. The reaction conditions, such as temperature, pressure, and catalysts, need to be carefully controlled to ensure the desired molecular weight and polymer structure.Once the resin is synthesized, it is important to test its performance. This includes evaluating its physical and chemical properties, such as viscosity, solid content, pH, and film formation. Various testing methods, such as rheology measurements and film-forming tests, can be used to assess the resin's performance.If the resin passes the testing phase, it can then be scaled up for production. This involves optimizing the synthesis process to ensure consistent quality and yield. The manufacturing equipment, such as reactors and mixers, need to be properly maintained and operated to achieve thedesired production volume.In summary, the development process of water-based acrylic resin includes formulation design, raw material selection, synthesis, testing, and scale-up production. Each step plays a crucial role in ensuring the final resin meets the desired performance requirements.中文回答：水性丙烯酸树脂的研发工艺流程包括配方设计、原材料选择、合成、测试和扩大生产等几个步骤。