水性丙烯酸树脂的制备
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丙烯酸树脂的生产工艺流程
第一步:原料准备
第二步:聚合反应
将丙烯酸单体和引发剂添加到反应釜中,控制温度和压力,在反应过
程中进行小分子单体分子的加聚反应。
同时,稳定剂可以添加到反应物中,以提高丙烯酸树脂的稳定性。
第三步:反应控制
在聚合反应过程中,需要对温度、压力、反应时间等参数进行控制,
以确保反应的顺利进行和产品的质量。
第四步:破乳与分离
完成反应后,需要进行破乳与分离操作。
通常,会将反应物转移到分
离釜中,在适当的工艺条件下进行破乳与分离处理。
第五步:中和与稳定
丙烯酸单体在反应过程中会生成一些酸性物质,需要进行中和处理。
一般采用碱性物质与酸性物质中和的方法,以提高产品的稳定性。
第六步:过滤与干燥
经过中和稳定后,丙烯酸树脂需要经过过滤和干燥处理,以去除杂质
和水分,并得到成品。
第七步:包装与储存
最后,将成品丙烯酸树脂进行包装和储存。
包装过程中需要注意防潮、防尘等要求,以确保产品质量。
以上是丙烯酸树脂的生产工艺流程的简要介绍。
在实际生产中,还需
根据具体需求进行不同的调整和改进,以适应不同产品的要求。
此外,为
了保证生产的安全性和环保要求,还需采取相应的措施,如合理设计处理
废气、废水等。
丙烯酸树脂的生产工艺
丙烯酸树脂是以丙烯酸及其酯类单体为原料,通过聚合反应制得的一类具有优良性能的树脂材料。
丙烯酸树脂的生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:将丙烯酸、丙烯酸甲酯等单体、过氧化苯甲腈等引发剂,以及调节剂等添加剂按照一定比例准备好,确保原料的质量和配比符合生产要求。
2. 反应体系配置:将上述准备好的原料按照一定的配比加入到反应釜中,同时加入适量的溶剂以调整反应体系的粘度和浓度。
3. 反应聚合:将反应釜加热至一定温度,使引发剂分解放出自由基,引发丙烯酸单体之间的聚合反应。
聚合反应可分为自由基聚合和离子聚合两种方式,其中自由基聚合是最常用的方法。
4. 控制反应条件:在反应过程中,需要控制反应温度、压力、聚合时间以及溶剂的含量等参数,以确保聚合反应的顺利进行和产物的质量良好。
5. 脱溶剂:在聚合反应完成后,通过升温或减压等方式,使溶剂从反应体系中挥发出来,得到固态的丙烯酸树脂。
6. 粉碎加工:将得到的丙烯酸树脂进行粉碎加工,使其粒径达到所需的要求。
粉碎加工可通过机械研磨、粉碎机等设备进行。
7. 包装储存:经过粉碎加工后的丙烯酸树脂,按照一定规格进行包装并进行标识,储存于密封的容器中,以防止吸湿和质量变化。
以上就是丙烯酸树脂的生产工艺的基本步骤。
生产工艺的细节和具体操作可以根据不同的生产厂家和产品要求进行调整和改进,以提高产品的质量和产能。
同时,生产过程中需要注意安全操作和环境保护,做好废物处理和排放控制工作。
丙烯酸树脂的合成原理
丙烯酸树脂是一种重要的合成树脂,其合成原理主要涉及丙烯酸单体的聚合反应。
合成过程中,首先需要准备丙烯酸单体和适量溶剂。
常用的溶剂有甲苯、二甲苯或醇酯类溶剂。
溶剂的选择需要考虑到反应的速度、反应温度以及合成树脂的性能等因素。
其次,需要选择适量的引发剂。
引发剂可以使丙烯酸单体引发自身的聚合反应。
常用的引发剂有过硫酸铵、过硫酸钾等物质。
引发剂的添加可以通过提供活性自由基来促进聚合反应的进行。
在实际操作时,先将溶剂和适量的引发剂加入到反应釜中。
然后,慢慢地将丙烯酸单体加入,同时保持适当的温度和搅拌速度,以促进反应的进行。
通常情况下,聚合反应会在较高的温度下发生,例如70-80摄氏度。
聚合反应进行一段时间后,会观察到反应物的黏度逐渐增加,并逐渐转变为树脂状物质。
待反应完全进行后,将反应产物进行冷却和过滤,即可得到丙烯酸树脂。
需要注意的是,在合成过程中需要控制反应的温度、搅拌速度和引发剂的用量等因素,以确保反应的进行和所得丙烯酸树脂的性能符合要求。
此外,还可以通过改变单体种类、添加其他功能性单体或引发剂来调控丙烯酸树脂的性能和应用领域。
丙烯酸树脂合成原理1.原料选择:丙烯酸树脂的合成主要以丙烯酸及其酯类为原料。
丙烯酸一般是通过氧化丙烯腈制备得到,丙烯腈可以通过丙烷氰化制备得到。
而酯类原料一般使用丙烯酸的酯化反应进行合成。
2.引发剂选择:丙烯酸树脂的合成需要引发剂来引发自由基聚合反应。
常用的引发剂包括过氧化物类物质,如过氧化苯甲酰、过氧化二异丙基苯酚等。
这些引发剂在正确的温度下能够分解产生自由基,从而引发丙烯酸单体的聚合反应。
3.聚合反应:丙烯酸树脂的合成是通过自由基聚合反应进行的。
聚合反应一般在合适的温度下进行,温度过高会导致副反应,温度过低则聚合反应速率较慢。
在反应过程中,自由基引发剂在加热后产生自由基,与丙烯酸单体发生反应,并逐步加入聚合物链中,形成高分子量的聚合物。
4.控制剂的添加:在丙烯酸树脂合成过程中,为了控制聚合反应的速率和分子量,常常需要添加控制剂。
控制剂可以限制聚合反应进行到一定程度,从而控制聚合物的分子量。
常用的控制剂包括过氧化物类物质,如二异丙基过氧化物和联苯砜等。
5.稳定剂的添加:丙烯酸树脂在合成过程中容易受到空气、光照等外界条件的影响,导致聚合反应进行失控。
为了提高合成过程的稳定性,通常需要添加稳定剂。
常用的稳定剂包括抗氧化剂和紫外光稳定剂等,它们可以有效地抑制聚合反应的非理想过程,从而提高丙烯酸树脂的质量。
总之,丙烯酸树脂的合成原理主要涉及原料选择、引发剂选择、聚合反应、控制剂的添加和稳定剂的添加等几个方面。
合成过程需要保持一定的温度、时间和条件,在合适的条件下进行反应,从而得到高质量的丙烯酸树脂产品。
在加压下,Co(Ⅱ)或Co(Ⅲ)-Br--TFA强酸体系在60°C催化氧化戊烷的转化率较高,但几乎未得到产物戊酮,大概是在此条件下戊烷被深度氧化了,结果见表2。
4 结论强酸大大提高了Co(Ⅲ)盐在O2气氛下氧化戊烷的活性,Co(Ⅲ)盐到强酸存在的Co (Ⅲ)盐到有强酸、溴化物存在的Co(Ⅲ)盐氧表2 Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)盐催化戊烷加压氧化结果编 号催化剂(mm ol)KBr(mmol)T FA(mmol)P空气(×105Pa)T(°C)t(h)戊酮(%) 1Co(Ⅲ)0.020.048.8 4.2660 2.5/ 2Co(Ⅲ) 1.2 1.008.5 4.2660 4.0/ 3Co(Ⅱ)Ac20.020.048.7 4.8760 4.00.58 4Co(Ⅱ)Ac20.020.048.8 4.3660 4.0/ 注:戊烷2.5mm ol化正戊烷能力渐次增强,戊烷氧化的中性产物戊酮得率增加,Co(Ⅲ)-Br--T FA-HAc 体系效果最好。
参考文献1 Shilov A E.Act ivat ion of Satur ated Hydr ocar bons by T ransition Metal Complexes,Reidel,Dor dr ee-ht,19842 Sheldon R A.Kochi J K.Metal-cat alyzed Oxida-tion of Or ganic Compounds,Academic Pr ess,New York:19813 Kamiya Y J.Catal1974;33:4804 Sen A,Gret z E,Oliver T F.New J Chem,1989;13:7555 Var ga ftik M N,Stolar ov I P,Moiseev I I.J Chem Soc Chem Commun,1990;10496 Onopchenko A,Schulz Johann G D.J Org Chem, 1975;40(23):3338修稿日期:1998.4.15水溶性丙烯酸树脂涂料的研制周艺峰 聂王焰 沙鸿飞(安徽大学高分子材料研究所 合肥 230039)摘 要 采用加胺中和成盐法成功地制备出水溶性很好的丙烯酸树脂,以此基体树脂添加水溶性HMMM制备出性能良好的水溶性涂料。
2005年6月 水性丙烯酸村脂的制备 71
水性丙烯酸树脂的制备
孟江燕 肖慧萍 张玉彬 吴小娟
(南昌航空工业学院材料科学与工程系,江西南昌330034)
摘 要:本实验采用溶液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯和丙
烯酸为单体,以正丁醇和水为环保溶剂,过氧化苯甲酰为热引发剂,制得了水性丙烯酸树
脂。并改变其中不同组分多次重复实验,得到了不同的试样。进行成膜实验,分别比较其
粘度及成膜效果等方面的差异,研究其中各组分对反应的影响,从而得到较理想的配方。
关键词:水性丙烯酸树脂单体 配方
制备水性涂料用的水溶性丙烯酸树脂有两种方
法:[1 ]丙烯酸酯在溶液中共聚成粘稠状的聚丙烯酸
酯,然后部分醇解;丙烯酸酯和含有不饱和双键的羧
基、羟基、氨基、酰胺基等单体(如甲基丙烯酸、丙烯酸、
顺丁烯二酸酐等)在溶液中共聚成酸性聚合物;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。这种合成方法最常用。此外树脂侧链上还可 通过选用适当单体以引入一OH羟基、一CONH2酰氨基 或一0一醚键等亲水基团,以增加树脂的水溶性。中和 成盐的丙烯酸树脂能溶于水,但其水溶性并不理想,常 常形成乳浊状的液体或黏度很高的溶液,所以必须加 入一定比例的亲水性助溶剂来增加树脂的水溶性。 1.实验部分 1.1主要药品及设备 1.1.1.主要药品 甲基丙烯酸甲酯,分析纯;丙烯酸丁酯,分析纯;丙 烯酸羟乙酯,化学纯;丙烯酸,分析纯;正丁醇,分析纯; 过氧化苯甲酰,分析纯;29%氨水,化学纯;氯化亚铜,化 学纯;无水硫酸钠,化学纯;氢氧化钠,化学纯;乙醚,分 析纯;醇胺。化学纯。 1.1、2实验仪器 250mI三口瓶,分液漏斗,滴液漏斗,球形冷凝管, 真空泵。 1.2水溶性丙烯酸树脂的合成 1.2.1药品的提纯 甲基丙烯酸甲酯的提纯:在分液漏斗中加入甲基 丙烯酸甲酯20mL,然后加入等量的10%的NaOH溶液 按常规方法洗涤至液体无色为止。然后用去离子水洗 至中性。加入适量无水硫酸钠吸水静置后,过滤。将 三口瓶、搅拌器、球形冷凝管、温度计、真空泵组装起 来。将洗净的单体置于三口瓶中,加入氯化亚铜0.1g。 开泵抽真空。加热搅拌,收集40 ̄C~41 ̄C的馏分得到纯 净的甲基丙烯酸甲酯。 丙烯酸羟乙酯的提纯:用上述方法减压蒸馏得纯 净的丙烯酸羟乙酯。 丙烯酸丁酯的提纯:用10%的NaOH清洗获得纯净
的丙烯酸丁酯。
丙烯酸的提纯:减压蒸馏得纯净的丙烯酸。
1.2.2聚合过程
将经提纯的适量甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、
丙烯酸丁酯和丙烯酸混合,加入少量过氧化苯甲酰,搅
拌均匀得到组分1,装入滴液漏斗;将正丁醇加入三口
瓶中,搅拌,加热,升温至大约108 ̄C时,溶剂开始回流.
保持恒温110 ̄C左右,开始缓慢滴加组分1,3小时均匀
滴加完毕。滴加完毕后,在回流温度下继续反应3小时
后,降温到75℃左右,进行减压蒸馏,脱除回收部分溶
剂和未反应的单体。使共聚物组成单体含量>80%,得
到粘稠状液体。保温70—80 ̄C加入适量蒸馏水稀释,
用29%的氨水调节pH=7—7.5。补充适量蒸馏水,得
到透明的水性丙烯酸树脂。将其均匀涂刷于有机玻璃
板表面,分别放人真空烘箱中和在常温下各二份干燥,
观测其成膜效果。
分别采用不同的丙烯酸用量,不同的中和剂,采用
乙醚作溶剂重复上述聚合过程,将得到的水性丙烯酸
树脂成膜比较。
2.结果及讨论
2.1丙烯酸用量对树脂水溶性的影响
方面,必须均匀地加入足够量的一C00H而获得
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72 江西化工 2005年第2期
水溶性;另一方面,-COOH的引入量也直接影响涂层 的性能。所以,-COOH的引入量必须在满足水溶性的 前提下加以控制。以下是不同的从用量对树脂水溶 性的影响: 表1 丙烯酸用量对树脂水溶性的影响 从(质量%) 树脂的水溶性 l5 l1 8 5 树脂透明均一,对水无限稀释 树脂透明均一,对水无限稀释 树脂可用水稀释,但出现乳光 树脂半透明,稀释有絮状物 2.2中和剂的影响 为了实现树脂的水溶性,高分子链中应引入一 COOH、一0H等亲水基团,并通过氨类中和高分子链中 的一C00H,使树脂达到水溶性的效果。氨水的用量对 所配涂料的粘度有很大的影响。实验中增加氨水的用 量,随着中和度的增加,亲水链段数量增多,使得涂料 体系的粘度增大。且实验发现,单纯用氨水中和,虽说 经济可行,但对树脂的长久储存不利。氨水极易挥发, 导致体系值下降,而氨基树脂的稳定条件是 在7以 上,所以用氨水中和后不宜久放,否则将导致树脂粘度 增加乃至结块。而采用氨水和醇胺混合碱作为中和 剂,效果很好。 2.3不同溶剂的影响 水性丙烯酸树脂合成过程中常采用少量的有机溶 剂,要求可挥发有机物含量少于10%,一般选用亲水性 醇醚及小分子醇有机溶剂,它们对配制涂料的粘度有 较大的影响。实验考察了不同的溶剂对涂料粘度的影
响。发现当使用乙醚作溶剂时,树脂需要在较低的中
和度范围才能得到粘度适中的涂料。其中的原因可能
是两种溶剂的链转移系数不同,使相同的配方所得的
丙烯酸树脂的分子量有较大的差别,从而影响了相应
涂料的粘度。也可能是乙醚对所制备树脂的溶解性更
好,使涂料中树脂聚集体较丁醇体系松散,从而乙醚体
系有较大的粘度。
2.4水性丙烯酸树脂成膜过程中的问题及解决方法
水溶性丙烯酸树脂烘干成膜时气泡问题比较严
重,特别是涂层比较厚时。其原因相当复杂,一般是由
于涂层上部水挥发后粘度迅速上升,下层水不易挥发
出去,温度升高时便可突发性的气化形成气泡冒出并
在表面被稳定和截流。笔者认为可以采取延长进烘箱
前干燥的时间、控制漆膜厚度、涂刷前静置、选择挥发
比较慢的共溶剂、控制好氨的挥发速度等措施来改善。
该合成方法制备水性丙烯酸树脂所采用的溶剂不
含有毒性,该树脂是环保型的树脂。另外,该合成方法
制备的水性丙烯酸树脂采用的均为常用的丙烯酸及其
酯类,成本低。因此,该法制备的水性丙烯酸树脂为低
成本环保型的,将有很广泛的使用价值。
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The Preparation of Low Cost and Environment——protecting
Water borne Acrylic Resin
Meng Jiangyan,Xiao Huiping,Zhang Yubin,Wu Xiaojuan
(Dept.ofMaterial Science and Engineering,Nanchang Institute ofAeronautical Technology,Nanchang,JMngxi 330034)
Abstract:Water borne resin is prepared via solution polymerization in which methyl mcthacrylate,butyl acrylate,and acrylic acid
ale used as monomers,n—butanol and water as solvent,and BPO as the initiator.The experiment is repeated ̄veral times using
diferent formulation to get diferent samples.By comparing the viscosity and the effect of film of the resin and analyzing the effect
of different monomers on the product,the ideal lbrmulation is decided.
Key words:Water home acrylic resin Monomers Formulation
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