涂料化學(xué)—第14章 丙烯酸樹脂課件

1、涂料化學(xué)涂料化學(xué)本章要求：本章要求：1 1、掌握丙烯酸樹脂涂料的成膜反應(yīng)；、掌握丙烯酸樹脂涂料的成膜反應(yīng)；2 2、了解溶劑型丙烯酸樹脂的特點；、了解溶劑型丙烯酸樹脂的特點；3 3、了解高固體份丙烯酸樹脂、水稀釋性丙烯酸樹脂的特性。、了解高固體份丙烯酸樹脂、水稀釋性丙烯酸樹脂的特性。本章重點：本章重點：丙烯酸樹脂涂料的成膜反應(yīng)；溶劑型丙烯酸樹脂、丙烯酸樹脂涂料的成膜反應(yīng)；溶劑型丙烯酸樹脂、固體份丙烯酸樹脂、水稀釋性丙烯酸樹脂的特性固體份丙烯酸樹脂、水稀釋性丙烯酸樹脂的特性本章難點：本章難點：丙烯酸樹脂涂料的成膜反應(yīng)丙烯酸樹脂涂料的成膜反應(yīng)1 14 4.1 .1 丙烯酸單體與聚合物丙烯酸單體與聚合

2、物丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體丙烯酸樹脂的性質(zhì)丙烯酸樹脂的性質(zhì)1 14 4.1 .1 丙烯酸單體與聚合物丙烯酸單體與聚合物丙烯酸酯的共聚物與共聚單體丙烯酸酯的共聚物與共聚單體丙烯酸均聚物的性能很難滿足作為成膜物的要求丙烯酸均聚物的性能很難滿足作為成膜物的要求: : 聚甲基丙烯酸甲酯作為成膜物則太脆；聚丙烯酸丁聚甲基丙烯酸甲酯作為成膜物則太脆；聚丙烯酸丁酯則太軟太粘，可以作為粘合劑，但不宜用于涂料。酯則太軟太粘，可以作為粘合劑，但不宜用于涂料。丙烯酸樹脂的共聚物作為涂料的成膜物：丙烯酸樹脂的共聚物作為涂料的成膜物： 甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物常用用作涂料甲基丙烯酸

3、甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物常用用作涂料成膜物。甲基丙烯酸甲酯被稱為成膜物。甲基丙烯酸甲酯被稱為硬單體硬單體，而丙烯酸正丁酯，而丙烯酸正丁酯則稱為則稱為軟單體軟單體。1 14 4.1 .1 丙烯酸單體與聚合物丙烯酸單體與聚合物 共聚物中的硬單體除了共聚物中的硬單體除了甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯以外，還有以外，還有苯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸和乙酸乙烯酯甲基丙烯酸、丙烯酸和乙酸乙烯酯，軟單體除了，軟單體除了丙烯酸丁酯外，丙烯酸丁酯外，還有丙烯酸乙酯和丙烯酸還有丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基已酯乙基已酯。通常將丙烯酸酯和甲基。通常將丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯共聚物作為涂料成膜物的涂料稱為丙烯酸酯共聚物

4、作為涂料成膜物的涂料稱為全丙涂料全丙涂料，將苯乙，將苯乙烯共聚物稱為烯共聚物稱為苯丙涂料苯丙涂料；乙酸乙烯酯共聚物稱為；乙酸乙烯酯共聚物稱為乙丙乙丙(或醋丙或醋丙)涂涂料料。1 14 4.1 .1 丙烯酸單體與聚合物丙烯酸單體與聚合物各種單體對漆膜性質(zhì)的影響各種單體對漆膜性質(zhì)的影響 1 14 4.1 .1 丙烯酸單體與聚合物丙烯酸單體與聚合物丙烯酸樹脂的交聯(lián)反應(yīng)丙烯酸樹脂的交聯(lián)反應(yīng)羥甲基與羥基反應(yīng)羥甲基與羥基反應(yīng)羥甲基與羥甲基反應(yīng)羥甲基與羥甲基反應(yīng)羥甲基與羧基反應(yīng)羥甲基與羧基反應(yīng)1 14 4. .2 2 溶劑型丙烯酸樹脂溶劑型丙烯酸樹脂熱塑性丙烯酸樹脂熱塑性丙烯酸樹脂 熱塑性丙烯酸涂料主要組分

5、是聚甲基丙烯酸甲酯。它通熱塑性丙烯酸涂料主要組分是聚甲基丙烯酸甲酯。它通常由自由基溶液聚合制備，溶劑可為甲苯丙酮，引發(fā)劑可常由自由基溶液聚合制備，溶劑可為甲苯丙酮，引發(fā)劑可以是過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈，反應(yīng)溫度在以是過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈，反應(yīng)溫度在90110，一般要求聚合物重均分子量約為一般要求聚合物重均分子量約為90000，這種聚合物在室外，這種聚合物在室外使用有非常突出的保光性。使用有非常突出的保光性。1 14 4. .2 2 溶劑型丙烯酸樹脂溶劑型丙烯酸樹脂熱塑性丙烯酸樹脂熱塑性丙烯酸樹脂 單純的單純的PMMA太脆，且對底漆的附著力差，溶劑不易揮發(fā)盡，太脆，且對底漆的附著力差，溶

6、劑不易揮發(fā)盡， 原因是其玻璃化溫度高。常需加增塑劑，如鄰苯二甲酸丁酯等。原因是其玻璃化溫度高。常需加增塑劑，如鄰苯二甲酸丁酯等。 共聚合也可改善共聚合也可改善PMMA的性質(zhì)，共聚單體如丙烯酸丁酯、丙的性質(zhì)，共聚單體如丙烯酸丁酯、丙 烯酸乙酯等可以降低烯酸乙酯等可以降低Tg，可改善漆膜的脆性和脫溶劑的能，可改善漆膜的脆性和脫溶劑的能 力，以及與底漆間的附著力；也可用少量含極性基團的單力，以及與底漆間的附著力；也可用少量含極性基團的單 體，如丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸的羥乙體，如丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸的羥乙 基酯或羥丙酯等，用以改善漆膜的附著力，對顏料的親和力等?；セ?/p>

7、羥丙酯等，用以改善漆膜的附著力，對顏料的親和力等。1 14 4. .2 2 溶劑型丙烯酸樹脂溶劑型丙烯酸樹脂熱固性丙烯酸樹脂熱固性丙烯酸樹脂(TSA) 熱固性的丙烯酸涂料是將分子量較低的丙烯酸樹脂在涂布熱固性的丙烯酸涂料是將分子量較低的丙烯酸樹脂在涂布以后經(jīng)分子間反應(yīng)而形成大的體型分子。熱固性丙烯酸涂料有以后經(jīng)分子間反應(yīng)而形成大的體型分子。熱固性丙烯酸涂料有較高的固體份，而且光澤和表觀好，抗化學(xué)、溶劑及抗堿、抗較高的固體份，而且光澤和表觀好，抗化學(xué)、溶劑及抗堿、抗熱性好。缺點在于貯存時間短。熱性好。缺點在于貯存時間短。 交聯(lián)方法一般通過羥基、羧基、胺基、環(huán)氧基和交聯(lián)劑交聯(lián)方法一般通過羥基、羧基

8、、胺基、環(huán)氧基和交聯(lián)劑( (如如氨基樹脂、多異氰酸酯及環(huán)氧樹脂等氨基樹脂、多異氰酸酯及環(huán)氧樹脂等) )反應(yīng)，常見的是通過羥基反應(yīng)，常見的是通過羥基的反應(yīng)，如：的反應(yīng)，如：1 14 4. .2 2 溶劑型丙烯酸樹脂溶劑型丙烯酸樹脂熱固性丙烯酸樹脂熱固性丙烯酸樹脂(TSA) 熱固性丙烯酸樹脂和氨基樹脂結(jié)合用于涂料，即為熱固性丙烯酸樹脂和氨基樹脂結(jié)合用于涂料，即為氨基丙氨基丙烯酸樹脂涂料烯酸樹脂涂料，同，同氨基醇酸涂料氨基醇酸涂料相比，其室外穩(wěn)定性好，保光相比，其室外穩(wěn)定性好，保光性好，可用于閃光漆，但對于單色漆來說、豐滿度不如氨基醇性好，可用于閃光漆，但對于單色漆來說、豐滿度不如氨基醇酸。表面張力

9、較大，施工性能也不如氨基醇酸，易產(chǎn)生縮孔。酸。表面張力較大，施工性能也不如氨基醇酸，易產(chǎn)生縮孔。在涂料中加極少量有機硅或加丙烯酸長鏈烷基酯的聚合物可改在涂料中加極少量有機硅或加丙烯酸長鏈烷基酯的聚合物可改善施工性能。善施工性能。1 14 4. .3 3 高固體份丙烯酸樹脂高固體份丙烯酸樹脂 制備用于高固體份涂料的丙烯酸樹脂是非常困難的，如果丙制備用于高固體份涂料的丙烯酸樹脂是非常困難的，如果丙烯酸樹脂的組成為烯酸樹脂的組成為MMA ：BA ：HEMA ：AA，為了得到高固體，為了得到高固體份丙烯酸樹脂可以從兩方面著手：份丙烯酸樹脂可以從兩方面著手：u 一是增加一是增加HEMA(甲基丙烯酸羥乙酯

10、甲基丙烯酸羥乙酯)的量，如將其增的量，如將其增 至至15、則平均每個分子的羥基量可增至近、則平均每個分子的羥基量可增至近4個。個。u 二是使樹脂的分子量分布盡量窄，極性基團的分布二是使樹脂的分子量分布盡量窄，極性基團的分布 盡量要均勻。后者在高固體份涂料中是非常關(guān)鍵的。盡量要均勻。后者在高固體份涂料中是非常關(guān)鍵的。1 14 4. .3 3 高固體份丙烯酸樹脂高固體份丙烯酸樹脂1 14 4. .3 3 高固體份丙烯酸樹脂高固體份丙烯酸樹脂 基因轉(zhuǎn)移聚合的主要特點是，它是一個活的聚合，在一批基因轉(zhuǎn)移聚合的主要特點是，它是一個活的聚合，在一批單體聚合完了，加入新的單體仍可繼續(xù)聚合因此它的分子單體聚合

11、完了，加入新的單體仍可繼續(xù)聚合因此它的分子量可通過單體與引發(fā)劑的比例嚴格控制。分子量分布非常窄。量可通過單體與引發(fā)劑的比例嚴格控制。分子量分布非常窄。但只能用于但只能用于、不飽和酯、酮、腈、酰胺單體的聚合，而不飽和酯、酮、腈、酰胺單體的聚合，而且引發(fā)劑合成困難，價格昂貴。且引發(fā)劑合成困難，價格昂貴。1 14 4. .4 4 水可稀釋性丙烯酸樹脂水可稀釋性丙烯酸樹脂 首先制備水溶性聚合物，在成膜時將其轉(zhuǎn)化成抗水性的首先制備水溶性聚合物，在成膜時將其轉(zhuǎn)化成抗水性的堅韌的漆膜。堅韌的漆膜。 例如例如用氨基樹脂或用氨基樹脂或2-2-羥基烷基酰胺類交聯(lián)劑，它們可和羥基羥基烷基酰胺類交聯(lián)劑，它們可和羥基或羧基反應(yīng)，形成不溶的交聯(lián)產(chǎn)物，也可以在共聚物中引入可自或羧基反應(yīng)，形成不溶的交聯(lián)產(chǎn)物，也可以在共聚物中引入可自交聯(lián)的單體如羥甲基丙烯酰胺、它的羥甲基可和聚合物上的羥基交聯(lián)的單體如羥甲基丙烯酰胺、它的羥甲基可和聚合物上的羥基反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。還可以利用多價金屬離子作為交聯(lián)劑，例反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。還可以利用多價金屬離子作為交聯(lián)劑，例如鋅鹽，鋅鹽可用氨制成鋅氨絡(luò)離子它同用氨中和的羧端基的如鋅鹽，鋅鹽可用氨制成鋅氨絡(luò)離