涂料用丙烯酸樹脂(中分)教學(xué)文案

涂料(túliào)用丙烯酸樹脂深圳市立驊鑫貿(mào)易有限公司(yǒuxiànɡōnɡsī)丸山一芳（溶劑型為主）第一頁，共54頁。丙烯酸樹脂(shùzhī)是什么？甲基丙烯酸甲酯（MMA），苯乙烯（St），甲基丙烯酸二羥乙酯（2-HEMA），丙烯酸（AA）等單體(dāntǐ)聚合的聚合體丙烯酸樹脂(shùzhī)的優(yōu)點？1）耐久性耐候性，耐化學(xué)性，耐水性等2）無色適合清漆用3）廣泛的性能什么性能也得到4）長期穩(wěn)定性長期庫存中不會反應(yīng)第二頁，共54頁。苯乙烯St100甲基丙烯酸甲酯MMA105甲基丙烯酸叔丁酯tBMA107甲基丙烯酸異丁酯iBMA53甲基丙烯酸正丁(zhènɡdīnɡ)甲酯nBMA20甲基丙烯酸環(huán)己酯CHMA66甲基丙烯酸二乙己酯2EHMA-10甲基丙烯酸月桂酯LMA-65甲基丙烯酸二羥乙酯2-HEMA55甲基丙烯酸二羥丙酯2-HPMA26甲基丙烯酸MMA144丙烯酸甲酯MA6丙烯酸乙酯EA-24丙烯酸正丁(zhènɡdīnɡ)酯nBA-56丙烯酸二羥乙酯2-HEA-15丙烯酸AA87中文名稱英文簡稱(jiǎnchēng)Tg(°C)常用單體的種類和玻璃(bōlí)溫度（Tg）第三頁，共54頁。丙烯酸樹脂(shùzhī)的聚合方式本體聚合(jùhé)Bulkpolymerization有機玻璃板（Mw最大）溶液聚合(jùhé)Solutionpolymerization一般的（Mw最少）

懸浮聚合(jùhé)Suspensionpolymerization粒子樹脂（Mw稍大）乳液聚合(jùhé)Emulsionpolymerization乳液（Mw大）聚合方式(fāngshì)（英文）特征第四頁，共54頁。1051）分子量和Tg的關(guān)系(guānxì)MwTg(°C)溶液聚合的MMA的TgMMA的Tg和分子量有機玻璃(yǒujībōlí)板第五頁，共54頁。2）丙烯酸樹脂(shùzhī)的理論Tg

１

ｗ１

ｗ２

ｗ３Ｔｇｐ

Ｔｇ（１）

Ｔｇ（２）

Ｔｇ（３）

1

ｗｎ

Ｔｇｐ

ＴｇｎΣＴｇｐ：聚合物的TgＴｇｎ：單體n的TgＷｎ：單體n的重量(zhòngliàng)比率=第六頁，共54頁。

［Ｍ］

√Ｉ∝ＭｗＭｗ：聚合物的分子量Ｉ：引發(fā)劑量Ｍ：單體(dāntǐ)的濃度3）單體濃度和引發(fā)(yǐnfā)劑量影響聚合物的分子量第七頁，共54頁。半衰期中文名稱英文名稱形狀(xíngzhuàn)(10hrs,°C)過氧化苯甲酰Benzoilperoxide粉體72偶氮二異丁腈Azobisisobutylonitrile粉體67過氧化2-乙基己酸叔丁酯Tertiary-peroxy2ethylhexanate液體(yètǐ)74過氧化苯甲酰叔丁酯Tertiary-butylperoxybenzoate液體(yètǐ)105過氧化二叔丁基Di-tertiary-butylperoxide液體(yètǐ)126常用(chánɡyònɡ)引發(fā)劑按照溶劑的沸點，聚合物的分子量和反應(yīng)溫度，選擇適當?shù)囊l(fā)劑第八頁，共54頁。ＡＢ引發(fā)(yǐnfā)劑濃度分子量4）引發(fā)(yǐnfā)劑濃度和分子量的關(guān)系第九頁，共54頁。5）選澤丙烯酸樹脂(shùzhī)的溶劑（○）：很少使用(shǐyòng)芳香族溶劑(róngjì)醇，醚醇類酯類酮類沸點(Tol,Xyl)(BuOH,BCS)(BuAc)(MIBK)烤漆用○○（○）（○）高熱塑性用○○（○）（○）低多元醇用○○（○）低第十頁，共54頁。樹脂參數(shù)涂料特性TgOH值酸值分子量可使用時間(Potlife)

〇◎〇干燥性◎〇〇〇顏料分散性〇

〇◎光澤〇

◎豐滿度

◎硬度◎〇

◎耐溶劑性〇◎

〇耐污染性〇◎

〇附著性◎〇◎

耐候性〇〇

〇6）樹脂的因素和涂膜性能(xìngnéng)的關(guān)系第十一頁，共54頁。樹脂原料原料性質(zhì)(xìngzhì)樹脂性能Tg涂膜物理性能，干燥性，硬度，附著性極性溶解性，耐藥品性，附著性單體官能基固化性，附著性聚酯顏料分散性，耐久性溶劑極性，溶解力，揮發(fā)速度粘度，相溶性，干燥性引發(fā)劑分解速度分子量樹脂參數(shù)樹脂性能羥值耐溶劑性，耐污染性酸值附著性，可使用時間粘度（分子量）流平性，豐滿度，光澤，顏料分散性

官能基：羥基（-OH），羧基(-COOH)，胺基（-NH2）7）樹脂的原料，參數(shù)(cānshù)和性能的關(guān)系第十二頁，共54頁。8）丙烯酸樹脂的性能和因素(yīnsù)的關(guān)系高Tg溶解性發(fā)黃性外觀側(cè)鏈的C數(shù)多高側(cè)鏈的C數(shù)多好多苯乙烯量優(yōu)差分子量差優(yōu)第十三頁，共54頁。分子量高施工(shīgōng)性優(yōu)分子量高相容性優(yōu)分子量高優(yōu)物性分子量高優(yōu)鋁粉排列(páiliè)性第十四頁，共54頁。a.各種用途丙烯酸樹脂(shùzhī)的特征基材單體系列重要的性能和特征塑膠用ＭＭＡ系列ＣＡＢ、ＮＣ相容性，附著性，Ｍｗ大，無管能基金屬用Ｓｔ系列ＮＣ相容性，附著性，光澤，含有酸基建筑用ＭＭＡ，Ｓｔ系列溶劑(róngjì)系，ＮＡＤ系，顏料分散性，耐堿性１．熱塑型丙烯酸樹脂(shùzhī)第十五頁，共54頁。用途及固化方式單體(dāntǐ)系列重要的性能和特征塑膠用（ＮＣＯ固化）ＭＭＡ系列附著性（限制）（潮氣固化）ＭＭＡ,St系列附著性（限制）汽車維修用（ＮＣＯ固化）Ｓｔ系列豐滿度光澤高Ｔｇ耐汽油性家電用（氨基固化）Ｓｔ系列（無油醇酸改性）耐腐蝕性汽車用（氨基固化）金屬漆ＭＭＡ系列鋁粉排列性，穩(wěn)定性清漆Ｓｔ系列透明性，重涂性，穩(wěn)定性金屬用Ｓｔ系列透明性，外觀，附著性木器用MMA系列透明性，外觀，耐熱水性２.熱固形型丙烯酸樹脂(shùzhī)第十六頁，共54頁。1.熱塑性丙烯酸樹脂(shùzhī)1）塑膠用塑膠的附著性和極性（替代溶解性指標(zhǐbiāo)）有很大的關(guān)系最重要(zhòngyào)的性能附著性溶劑Sp塑膠Sp

水23.4PTFE6.2酒精14.5PE7.7-8.4丁醇11.4PS8.5-10.3甲苯8.8PVC9.4-10.8二甲苯8.9PET10.7乙酸丁酯8.5AS12.8正己烷7.36.6NYLON13.8a.附著性第十七頁，共54頁。塑膠PTFEPEPPPSPCABS/PCAS=ABS?Sp6.27.7-8.48.5-10.312.8極性低高樹脂(shùzhī)沒有(méiyǒu)改性氯化PP氯化PP改性丙烯酸丙烯酸樹脂(shùzhī)+其他樹脂(shùzhī)氯化PP+丙烯酸樹脂(shùzhī)熱塑性丙烯酸熱塑性丙烯酸丙烯酸多元醇塑膠,附著性好的樹脂和極性（Sp）的關(guān)系第十八頁，共54頁。b.相容性相容性和附著性的想法(xiǎngfǎ)很相似MMA系列(xìliè)丙烯酸樹脂可是(kěshì)分子量的影響很大A-859等St系列低分子量丙烯酸樹脂有相容性MMA系列丙烯酸樹脂苯乙烯系列丙烯酸樹脂沒相容性金屬漆清漆難咬底第十九頁，共54頁。樹脂(shùzhī)和添加劑（CAB,硝化棉）的相容性CAB和硝化棉對丙烯酸樹脂的相容性的關(guān)系(guānxì)如以下MMA系列(xìliè)丙烯酸樹脂苯乙烯系列(xìliè)丙烯酸樹脂CAB硝化棉OKOK可粘度變高OKNG注）上述是原則：有的丙烯酸樹脂有和CAB的相容性,所以一定先確認相容性第二十頁，共54頁。c.耐酒精性低極性而且高Tg的單體也有，可是很貴不需要價錢的話，做的到耐打磨性，耐酒精性和鋁粉的排列性好的熱塑性丙烯酸樹脂耐酒精性：耐打磨性和酒精的溶解(róngjiě)的復(fù)合作用耐打磨性耐酒精性用高Tg的單體(dāntǐ)用極性低的單體(dāntǐ)(Tg低)矛盾的方向第二十一頁，共54頁。d.其他(qítā)*含有羧基，羥基單體管能基阻礙對塑膠的附著性和下降耐酒精性，大部分樹脂不用(bùyòng)酸基羥基單體可是為了提高顏料的分散性，有的樹脂用酸基單體。鋁粉的排列(páiliè)性分子量和Tg越高鋁粉的排列性越好，性能也越好現(xiàn)在很多塑膠用丙烯酸樹脂的配方：多量MMA，少量低Tg單體第二十二頁，共54頁。2）金屬(jīnshǔ)用2-1）金屬(jīnshǔ)用和塑膠用樹脂的結(jié)構(gòu)和需要的性能是完全相反的塑膠用提高(tígāo)鉻，鋁，鎳，鋅，不銹鋼等各種金屬的附著性利用酸管能基單體MMA系列無官能基鋁粉排列性CAB相容性金屬用St系列必須管能基光澤硝化棉相容性第二十三頁，共54頁。2.丙烯酸多元醇1）塑膠用1-1）概況適應(yīng)基材ABS,ABS/PC,PC,Nylon,PET，適合羥值對PC有限(OHv<60)，單體MMA系列需要性能底漆附著性，和面漆的層間附著性，鋁粉的排列性面漆外觀，透明性，顏料分散性干燥條件(tiáojiàn)常溫～60°C（按照塑膠的耐熱性）第二十四頁，共54頁。1-2）官能基等因素羥基：羥值越低附著性越好（固化應(yīng)力越小接近熱塑性）

酸基：①為了提高交聯(lián)速度，要一些酸值②附著電鍍面一定要酸基③為了分散能需要酸基分子量：不需要熱塑性樹脂那么高（會交聯(lián)）Tg：越高越好，可Tg高的外觀不太好。一般(yībān)的Tg低于60°C左右第二十五頁，共54頁。游離(yóulí)NCO%20`100908070605040302010`30`1hr3524hr游離NCO80℃干燥AV0.6AV6.920`1hr351日3514日1009080706050403020%常溫干燥AV0.6AV6.91-3)樹脂(shùzhī)的酸值和NCO的反應(yīng)速度的關(guān)系第二十六頁，共54頁。硬度(yìngdù)，耐溶劑性羥值高優(yōu)彎曲(wānqū)性羥值高優(yōu)交聯(lián)速度(sùdù)羥值的種類3級優(yōu)1級2級物理性能分子量高優(yōu)1-4）樹脂的因素和性能的關(guān)系第二十七頁，共54頁。2）金屬(jīnshǔ)用和汽車修補漆清漆1-1）概況適應(yīng)基材各種金屬（鋼鐵，鉻，鋁，鎳，鋅，不銹鋼和金屬漆）適合羥值沒有限單體St系列需要性能附著性，外觀（豐滿度，流平性），和金屬漆的層間附著性透明性，顏料分散性干燥(gānzào)條件常溫～60°C或常溫～80°C第二十八頁，共54頁。2-2）官能基等因素羥基：沒制限，按照需求的性能被決定（羥值越高性能越好，可涂料(túliào)的價錢越貴）

酸基：①為了提高交聯(lián)速度，要一些酸值②附著金屬面一定要酸基③為了提高分散能需要酸基分子量：維持外觀，分子量比塑膠用少Tg：越高越好，可Tg高的外觀不太好。第二十九頁，共54頁。3）塑膠和金屬用潮氣(cháoqì)固化樹脂1）PS以外(yǐwài)的塑膠和各種各樣的基材的附著性好2)從高硬度（4H）到軟的涂膜會得到3）穩(wěn)定性好（雙液型）4）顏料分散性好5）耐候性比NCO固化型好6）固化速度比NCO固化型快優(yōu)點(yōudiǎn)缺點1)固化劑比聚氨基樹脂貴第三十頁，共54頁。（附錄(fùlù)）聚異氰酸酯的特征類型簡寫字中文名稱特征主要的用途黃變型TDI甲苯撐二異氰酸酯便宜,快干防腐涂料MDI甲撐二苯基二異氰酸酯耐候性不良木器漆難黃變型XDI間-苯二甲撐二異氰酸酯快干面漆HMDI己撐二異氰酸酯耐候性,柔韌性高檔(gāodàng)涂料無黃變型IPDI異佛爾酮二異氰酸酯耐候性,硬度H6XDI間-氫化苯二甲撐二異氰酸酯快干第三十一頁，共54頁。主劑（丙烯酸樹脂(shùzhī)）NR2NR2＋固化劑Ｓi(OR)３ONRR+ＳiOROOＳiOHONRR+OO--H2O(空氣(kōngqì)中的潮氣)固化涂膜結(jié)構(gòu)(jiégòu)潮氣固化樹脂的鉸鏈第三十二頁，共54頁。1000hrs2000hrs光澤(guāngzé)保持率(%)10050K-704/DN-990（氟碳樹脂(shùzhī)）A-9510/A-9585（潮氣(cháoqì)固化）A-801-P/DN-950（NCO固化）3年光澤保持率(%)100502年1年A-801-P/DN-950A-9510/A-9585K-704/DN-990暴曬試驗（日本，九州）加速耐候性試驗（DPW）潮氣固化樹脂的耐候性第三十三頁，共54頁。潮氣固化樹脂的附著(fùzhuó)結(jié)構(gòu)基材OHOH+Si(OR)3基材OSiOSiOOOROH第三十四頁，共54頁。3.烤漆用丙烯酸樹脂(shùzhī)烤漆的種類和主要(zhǔyào)的性能1.家電(jiādiàn)用2.原產(chǎn)汽車用3.雜貨用耐污染性(番茄醬，醬油)，耐腐蝕性(防銹)，重涂性(生產(chǎn)線上再涂裝)耐候性，外觀，耐汽油性，耐石頭性（受到石頭的沖擊），貯存穩(wěn)定性（生產(chǎn)線的涂料）附著性（電鍍金屬鉻，鋁等），外觀，價格（便宜）第三十五頁，共54頁。1．家電(jiādiàn)用丙烯酸樹脂（氨基固化）現(xiàn)在家電的外殼(wàiké)從鋼鐵到塑膠變化了，家電用樹脂的需求量越來越少了，很多產(chǎn)家沒開發(fā)新產(chǎn)品1-1）性能和樹脂的關(guān)系a.耐污染性1.提高Tg↓有關(guān)重涂性可用的單體限制2.提高交聯(lián)密度↓減少柔韌性，限制關(guān)于耐污染性，樹脂改良有限(yǒuxiàn)?？蛻粲锰砑觿┨岣吣臀廴拘缘谌?，共54頁。b.耐腐蝕性a.用聚酯提高耐腐蝕性，缺點→變脆（上限30%）b.提高交聯(lián)密度c.涂料配方時添加環(huán)氧樹脂（用低分子量，高分子量沒相容性）可發(fā)黃c.重涂性重涂性是按照用的單體(dāntǐ)，所以重涂性好的烤漆用樹脂的組成差不多一樣

第三十七頁，共54頁。2.原產(chǎn)汽車漆（氨基(ānjī)固化）金屬漆（Metallicbase）MMA系列丙烯酸樹脂清漆（Topcllear）St系列丙烯酸樹脂色漆（Solidcolor）短油醇酸樹脂，St系列丙烯酸樹脂（需要無色樹脂，顏料分散性）第三十八頁，共54頁。1-1）原產(chǎn)汽車(qìchē)（新車）涂膜的結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂(huányǎnɡshùzhī)電泳涂膜

聚酯/三聚氰胺丙烯酸/三聚氰胺丙烯酸/三聚氰胺35μm35μm１5μm20μm面漆

金屬漆底漆(dǐqī)

耐候性

外觀

設(shè)計碎落試驗

耐腐蝕性

色漆醇酸/三聚氰胺

功能頭二道混合底漆第三十九頁，共54頁。2-2）涂裝方式(fāngshì)金屬漆WetonWet(2Coat1Bake)清漆金屬漆Setting金屬漆清漆(qīngqī)噴涂(機器人)噴涂(機器人)到烘箱(hōngxiāng)沒發(fā)現(xiàn)咬底頭二道混合底漆頭二道混合底漆干燥金屬漆第四十頁，共54頁。2-3）原產(chǎn)汽車(qìchē)（新車）漆的性能和改良方案選擇(xuǎnzé)常溫下難反應(yīng)烘烤溫度下會反應(yīng)的氨基樹脂,1.耐候性添加UV吸收劑及氧化(yǎnghuà)防止劑2.耐酸雨性用氨基樹脂解決不了,氨基樹脂固化型的缺點是耐酸雨性,環(huán)氧基和酸基固化型會解決耐酸性雨3.防流掛性為了提高觸變性，添加Microgel4.耐碎落性提高頭二道混合底漆的耐沖擊性5貯存穩(wěn)定性第四十一頁，共54頁。環(huán)氧基（GCMA）和酸基的反應(yīng)(fǎnyìng)（DIC專利）催化劑CO2+第四十二頁，共54頁。(涂料(túliào)中)(涂膜上)噴涂(加力)添加(tiānjiā)Micro-Gel和流掛的關(guān)系第四十三頁，共54頁。3.雜貨(záhuò)用烤漆用丙烯酸樹脂雜貨（如浴室(yùshì)，廚房的零件等）使用鉻，鋁等很亮的金屬，對這些金屬用樹脂需要附著性，外觀和耐腐蝕性。性能和樹脂的關(guān)系1）附著性需要酸基（酸值越高附著力越好，可考慮貯存穩(wěn)定性）2）外觀St系列，高固含量(豐滿度)3）耐腐蝕性提高交聯(lián)密度4）重涂性不需要考慮重涂性第四十四頁，共54頁。（NonAqueousDispersin）有機溶劑（脂肪(zhīfáng)族溶劑）中不溶解分散狀的樹脂溶解份(外殼)不溶解份(核心)0.1-1μm溶劑：石油精為主外殼：石油精溶解(róngjiě)核心：石油精不溶解(róngjiě)4.NAD（非水系(shuǐxì)分散體丙烯酸樹脂）石油精（Mineralspirits）沸點150-200°C,苯胺點40°C左右,芳香族25%左右的溶劑第四十五頁，共54頁。：溶解(róngjiě)份聚合體(乳化劑的功能)I：引發(fā)(yǐnfā)劑M,M?：單體(dāntǐ),游離基：不溶解份(做粒子)NAD成長不透明化M?M?M?M?MMI?I?MMMMMIMIMMMMMMΔ接枝

不溶解份聚合體（外殼）存在下，很快做NAD粒子

4-1）做成NAD的過程第四十六頁，共54頁。S.P.(SolubilityParameter)石油精:

7.5二甲苯:8.9乙酸乙酯:8.91甲醇:

14.5MAA:13.11MMA:9.23BMA:8.252EHA:7.87(例)IKNAD

溶劑 8.22

粒子 9.02溶解份(外