丙烯酸樹脂基礎(chǔ)知識(shí)

1、丙烯酸樹脂基礎(chǔ)知識(shí)丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類幾其它烯屬單體共聚制成的 樹脂，通過(guò)選用不同的樹脂結(jié)構(gòu)、不同的配方、生產(chǎn)工藝及溶劑組成，可合成 不同類型、不同性能和不同應(yīng)用場(chǎng)合的丙烯酸樹脂，丙烯酸樹脂根據(jù)結(jié)構(gòu)和成 膜機(jī)理的差異又可分為熱塑性丙烯酸樹脂和熱固性丙烯酸樹脂。熱固性丙烯酸樹脂是指在結(jié)構(gòu)中帶有一定的官能團(tuán)，在制漆時(shí)通過(guò)和加入 的氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等中的官能團(tuán)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熱固性樹脂 一般相對(duì)分子量較低。熱固性丙烯酸涂料有優(yōu)異的豐滿度、光澤、硬度、耐溶 劑性、耐侯性、在高溫烘烤時(shí)不變色、不返黃。最重要的應(yīng)用是和氨基樹脂配 合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽車、摩托車、

2、自行車、卷鋼等產(chǎn)品上應(yīng)用十 分廣泛。按生產(chǎn)的方式分類可以分為：1、乳液聚合：是通過(guò)單體、引發(fā)劑及其反應(yīng)溶劑一起反應(yīng)聚合而成，一般所成樹脂為固 體含量為50%的樹脂溶液，具一般反應(yīng)用的溶為苯類（甲苯或是二甲苯）、酯 類（乙酸乙酯、乙酸丁酯），一般是單一或是混合。固乳液型的丙烯酸樹脂一 般會(huì)因溶劑的選擇不同而使產(chǎn)品性能不一樣。一般玻璃化溫度較低，因?yàn)槭怯?不帶甲基的丙烯酸酯下去反應(yīng)。該類型的樹脂可以有較高的固含量，可達(dá)到 80%,可做高固體分涂料。2、懸浮聚合：是一種較為復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，是做為生產(chǎn)固體樹脂而采用的一種方法。固 體丙烯酸樹脂一般都采用帶甲基的丙烯酸酯的反應(yīng)聚合。不帶甲基的丙烯酸酯 在

3、反應(yīng)澎中聚合反應(yīng)不易控制，容易發(fā)粘而至爆鍋。工藝流程是將單體、引發(fā) 劑、助劑投入反應(yīng)斧中然后放入蒸溜水反應(yīng)。在一定時(shí)間和溫度反應(yīng)后再水 洗，然后再烘干過(guò)濾等。其產(chǎn)品的生產(chǎn)控制較為嚴(yán)格，如在中間的哪一個(gè)環(huán)節(jié) 做得不到位，其出來(lái)的產(chǎn)品就會(huì)有一定的影響，體現(xiàn)在顏色上面和分子量的差 別。3、本體聚合：是一種效率較高的生產(chǎn)工藝，一般是將原料放到一種特殊塑料薄膜中，然 后反應(yīng)成結(jié)塊狀，拿出粉碎，再過(guò)濾而成，該種方法生產(chǎn)的固體丙烯酸樹脂其 純度是所有生產(chǎn)法中可以最高的，產(chǎn)品穩(wěn)定性也最好，缺點(diǎn)是苯體聚合而成的 丙烯酸樹脂對(duì)溶劑的溶解性不強(qiáng)，有時(shí)相同的單體相同的配比比用懸浮聚合要 難溶解好幾倍，而且顏料的分散性

4、也不如懸浮聚合的丙烯酸樹脂。4、其它聚合方法：溶劑法反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)與溶劑一起下去做中介物質(zhì)！經(jīng)反應(yīng)好后再脫溶劑。丙烯酸樹脂的分類如下：油溶性丙烯酸樹脂、水溶性丙烯酸樹脂、UV光固化丙烯酸樹脂、粉末涂料丙烯酸樹脂、其它丙烯酸樹脂。一、油性丙烯酸樹脂，一般分類為油性固體丙烯酸樹脂、油性液狀丙烯酸 樹脂。油性液狀丙烯酸樹脂一般是指樹脂固含量為 30-80%的丙烯酸樹脂，這類 樹脂是經(jīng)乳液聚合反應(yīng)而成的含有有機(jī)溶劑的丙烯酸樹脂，而當(dāng)因含量在大于 60%以上時(shí)！ 一般就稱為：高固體分丙烯酸樹脂，這類樹脂因?yàn)檎扯鹊?！?VOC含量。所以較之普通 的丙烯酸樹脂有很多發(fā)展空間，現(xiàn)市場(chǎng)需求也是很大。而油性固體丙烯

5、酸樹脂分為如下：1、極性溶劑型固體丙烯酸樹脂，這類樹脂是所有樹脂中最為普遍的。它們 一般是指溶于苯類、酯類、醍類、酮類、氯化溶劑等溶劑的丙烯酸樹脂。它們 應(yīng)用很廣泛！有很多年的發(fā)展歷史。2、醇溶性固體丙烯酸樹脂，是醇類溶劑可溶的丙烯酸樹脂。而醇類溶劑是 和水性質(zhì)較接近的溶劑，醇類溶劑可溶于水中，但這類固體丙烯酸樹脂溶于醇 類溶劑、溶劑油等溶劑，同時(shí)它們又可溶于極性的溶劑。這正是它們歸為油性 固體丙烯酸樹脂之列的原因。這類樹脂工藝較難，不像普通的固體丙烯酸樹脂 那樣，但它們有很大的前景，因?yàn)橛盟鼈儾粋撞模h(huán)保。二、水性丙烯酸樹脂水性丙烯酸樹脂一般分為水性乳液型的丙烯酸樹脂和水性固體丙烯酸樹 脂

6、。1、水性乳液丙烯酸樹脂，一般可看到的都是水性乳液型的丙烯酸樹脂，也 就是常說(shuō)的丙烯酸乳液。其實(shí)就是乳液型的丙烯酸樹脂。這類產(chǎn)品多以不帶甲基的丙烯酸酯單體下 去反應(yīng)，所以這類樹脂聚合而成肯定是較固體丙烯酸樹脂玻璃化溫度為低。它 們的有較低的TG,所以在一些底材（軟質(zhì)）應(yīng)用是其它固體丙烯酸樹脂無(wú)法相 比。特別是紙張啊、皮革啊等較為軟質(zhì)的底材應(yīng)用是最好的體現(xiàn)。當(dāng)把它們苯化、醋化后也就成了苯丙烯酸乳液、醋丙烯酸乳液也就是我們 ?？吹降谋奖橐?、醋丙乳液、純丙乳液。其實(shí)只是指在乳液聚合時(shí)加入苯乙 烯、醋乙烯等的單體，讓它們有其它的更多的性能。而以單純的丙烯酸酯下去反應(yīng)時(shí)就叫純的丙烯酸樹脂，也叫純丙乳液

7、了。 這些樹脂另一個(gè)最大的應(yīng)用就是建筑涂料了，占了市場(chǎng)很大分額。2、水性固體丙烯酸樹脂，這類樹脂我們國(guó)內(nèi)發(fā)展較慢！就我本人小看法！ 還沒有看到有國(guó)內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)，這類樹脂主要還是像德國(guó)、韓國(guó)、日本、臺(tái)灣 等少數(shù)幾家在生產(chǎn)，他們目前的應(yīng)用的是紙張上光油和印刷油墨等。還有其它 的用途在等著新的開發(fā)。三、UV光固化丙烯酸樹脂一般UV光固化丙烯酸樹脂都是以稠狀液體形式存在的，按性狀來(lái)分：1、純的UV光固化丙烯酸樹脂，這類樹脂是不含有活性稀釋劑（特殊的一 類丙烯酸酯單體），在UV涂料用時(shí)得上紫外線吸收劑、其它原料，再加上活性 稀釋劑，方能成為涂料。2、已稀釋好的UV丙烯酸樹脂，其它也就是已經(jīng)通過(guò)活性稀釋劑

8、稀釋過(guò)了 的丙烯酸樹脂按原料來(lái)分：1、環(huán)氧丙烯酸樹脂，一般是用雙酚 A型的環(huán)氧樹脂與丙烯酸樹脂反應(yīng)而成 的。但在使用中，其實(shí)也可以用環(huán)氧樹脂配丙烯酸樹脂到配方中直接使用的， 只是性能不如合成的環(huán)氧丙烯酸樹脂。還有一種就是環(huán)氧大豆油丙烯酸樹脂， 原理上是和環(huán)氧丙烯酸樹脂是相同，這類樹脂有成本低、原料容易得等特點(diǎn)。 但性能不如聚酯丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸低聚物。2、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸低聚物，因?yàn)樗麄兊姆肿恿康头Q為低聚 物，也可稱為樹脂。但市面上常以聚酯丙烯酸酯及聚氨酯丙烯酸酯稱之，很容 易把他們當(dāng)成特殊的丙烯酸酯單體，這類樹脂性能優(yōu)越但成本過(guò)高。我國(guó)主要 還是依靠進(jìn)口。四、粉末涂料用固體丙

9、烯酸樹脂丙烯酸粉末涂料用丙烯酸樹脂根據(jù)所用的固化劑不同可分為：羥基型丙烯酸樹脂，竣基型丙烯酸樹脂，縮水甘油基丙烯酸樹脂，酰氨基 丙烯酸樹脂，其中縮水甘油基丙烯酸樹脂是用得最多的樹脂。可以用多元羥 酸、多元胺，多元醇、多元羥基樹脂，羥基聚酯樹脂等固化劑成膜。由于價(jià)格 昂貴，所以一般情況下廠家都是用來(lái)制造特殊無(wú)光粉末涂料的多。其中羥基型丙烯酸樹脂、竣基型丙烯酸樹脂、酰氨基丙烯酸樹脂等樹脂主 要是指帶用各種基團(tuán)的丙烯酸樹脂，比如環(huán)氧、聚氨酯、氨基等。這類樹脂不 算為是純的丙烯酸樹脂，用得最多的當(dāng)屬縮水甘油基的丙烯酸樹脂。一般是指 經(jīng)甲基丙烯酸縮水甘油酯或是丙烯酸縮水甘油酯單體聚合而成的丙烯酸樹脂，

10、因所聚合而成的丙烯酸樹脂一般為固體所以，通常選擇帶甲基的甲基丙烯酸縮 水甘油酯，也就是通常所說(shuō)的甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，簡(jiǎn)稱GMA,這個(gè)單體有很好的性能及具有多官能團(tuán)的單體。縮水甘油基丙烯酸樹脂在市場(chǎng)上的發(fā)展還算晚，國(guó)外開始于對(duì)該類樹脂的 研究在九十年代末，經(jīng)GMA聚合而成的丙烯酸樹脂，其生產(chǎn)的粉末涂料有很多 的特點(diǎn)是其它樹脂所不及的，但因成本高、原料來(lái)源較為困難，還未有太大的 應(yīng)用。國(guó)內(nèi)也有少量幾家生產(chǎn)，但主要用還只是做為聚酯樹脂、聚氨酯樹脂的 固化劑、消光劑等用途。而最早研究出的德國(guó)，最就把該類樹脂應(yīng)用于品牌汽車的粉末噴涂上面， 其中就我所知就用五大家品牌汽車已基本上上丙烯酸樹脂粉末面漆。國(guó)際

11、上做 得最大的應(yīng)該屬UCB公司，但售價(jià)相當(dāng)高，在每公斤近 200元的單價(jià)。其它的丙烯酸樹脂，比如那種液態(tài)的丙烯酸樹脂一般就是以乳液聚合而成 的丙烯酸樹脂，通常的固含量是在 50%左右的，有熱塑性和熱固性丙烯酸樹 脂，也就是涂料行業(yè)說(shuō)的單組分和雙組分。單組分涂料一般也叫自干型的涂 料，也就是以熱塑性丙烯酸樹脂為成膜物的涂料。1、熱固性丙烯酸樹脂一般配上氨基樹脂時(shí)因兩者之間的氨基和羥基反應(yīng)， 按理說(shuō)應(yīng)算是雙組分涂料用的，也就是通常所說(shuō)的烤漆，一般應(yīng)用在金屬上面 用的烤漆。一般烤的溫度在100度以上。2、熱固性丙烯酸樹脂一般配用固化劑（一般是異富酸酯），再加入其它料 也就成為涂料行業(yè)中所說(shuō)的雙組分涂

12、料了。這類性能較熱塑性丙烯酸樹脂穩(wěn) 定、優(yōu)越。固體丙烯酸樹脂主要的還是以熱塑性固體丙烯酸樹脂為主，主要的應(yīng)用是 涂料行業(yè)。當(dāng)然也有塑料、工藝品、模塑、齒科等行業(yè)的應(yīng)用。這類熱塑性固 體丙烯酸樹脂，也叫溶劑型固體丙烯酸樹脂。因?yàn)樗麄円话愣际侨苡谌軇┑模?如苯類、酯類、酮類、氯化類、醍類、醇類等，根據(jù)合成的不同溶解性就有不 同。固體丙烯酸樹脂，最通常用到的牌號(hào)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。因帶甲基的丙烯酸酯單合成的單體玻 璃化溫度較高！樹脂的性能一般都是由生產(chǎn)工藝中單體的配方原料性能而決定 的。當(dāng)所合成單體全用 MMA時(shí)它的硬度就會(huì)很高。也就是常說(shuō)的壓克力、

13、有機(jī) 玻璃了。但此類樹脂不易做為涂料上面使用，一般應(yīng)用于塑料板材上面。普通 的固體丙烯酸樹脂一般就是由 MMA、BMA以不同比例進(jìn)配方中合成不同指標(biāo)性能的固體丙烯酸樹脂。通常的 玻璃化溫度在50-100之間，軟化點(diǎn)也在150-200度之間。這類樹脂在應(yīng)用最普 遍的，液體的熱塑性丙烯酸樹脂有應(yīng)用的它一般也都應(yīng)用得到。在用途上可應(yīng)用很廣，比如:1、普通油性熱塑性固體丙烯酸樹脂用途：上面所說(shuō)的最早的固體丙烯酸樹脂是由英國(guó)ICI旗下的公司研發(fā)出來(lái)并投入市場(chǎng)的，最為通用型牌號(hào)為2013、2016,此二種型號(hào)為油溶性的丙烯酸樹脂，可應(yīng)用于各種塑料涂 料、金屬涂料、且應(yīng)用于印刷油墨等多種涂料，多且應(yīng)用于高檔

14、油墨上面。經(jīng) 調(diào)整過(guò)的型號(hào)有其它的功效如耐汽油、高光、高硬度等。再經(jīng)市場(chǎng)設(shè)放后又研 發(fā)了其它的應(yīng)用于，比如皮革上面用的，再后來(lái)的較難附著的鋁材、陶瓷、玻 璃等底材上面應(yīng)用，后因ICI的幾家公司分家，就有原主體公司（現(xiàn)中國(guó)地區(qū)名 為英國(guó)路彩特公司）繼承了原ICI的該樹脂事業(yè)部，另幾家也就是很有名的公司 捷利康公司，其主要的牌號(hào)與ICI的牌號(hào)產(chǎn)品指標(biāo)基本上相同！而就國(guó)外的幾家公司對(duì)其該產(chǎn)品所采用的生產(chǎn)方法一般都為本體聚合方 法，具體生產(chǎn)方法與高分子的本體聚合方法大同小異。該方法產(chǎn)出固體丙烯酸 樹脂，顏色透明，外觀可以很圓的珠狀粉末，故純度可以達(dá)到很高，但也正因 如此。此類生產(chǎn)方法生產(chǎn)的樹脂，其產(chǎn)品不及懸浮聚合的產(chǎn)品溶解速度，分散 性也不如它。這些小細(xì)節(jié)時(shí)常要影響到涂料廠家的使用方便與否。下面就主要列舉此類樹脂最常應(yīng)用的幾種地方：絲網(wǎng)印刷油墨：各種普通塑料底材涂料及油墨：金屬船舶涂料：紙張木材涂料：一般玻璃化溫度在 50-80度，軟化點(diǎn)在160左右，分子量在35000-800。及 原料單體的不同很多都決定了它的應(yīng)用！比如玻璃化溫度，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越低它的柔韌性就越好，成品也就更易于應(yīng)用到底材為軟質(zhì)的材料上面。而軟化點(diǎn)一般而言在自干型