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1、丙烯酸樹(shù)脂課件..第一節(jié)概述以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯等乙烯基類單體為主要原料合成的共聚物稱為丙烯酸樹(shù)脂，以其為成膜基料的涂料稱作丙烯酸樹(shù)脂涂料。該類涂料具有色淺、保色、保光、耐候、耐腐蝕和耐污染等優(yōu)點(diǎn)，使用溫度范圍寬，已廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、機(jī)械、電子、家具、建筑、皮革涂飾、造紙、印染、木材加工、工業(yè)塑料及日用品的涂飾。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外丙烯酸烯樹(shù)脂涂料的發(fā)展很快，目前已占涂料的１/３以上，因此，丙烯酸樹(shù)脂在涂料成膜樹(shù)脂中居于重要地位。2從組成上分，丙烯酸烯樹(shù)脂包括：全丙樹(shù)脂、苯丙樹(shù)脂、硅丙樹(shù)脂、醋丙樹(shù)脂、
2、氟丙樹(shù)脂、叔丙（叔碳酸酯-丙烯酸酯）樹(shù)脂等。從涂料劑型上分，主要有：溶劑型涂料、水性涂料、高固體組份涂料和粉末涂料。其中水性丙烯酸烯樹(shù)脂涂料的研制和應(yīng)用始于５０年代，７０年代初得到了迅速發(fā)展，與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，水性涂料具有價(jià)格低、使用安全，節(jié)省資源和能源，減少環(huán)境污染和公害等優(yōu)點(diǎn)，因而已成為當(dāng)前涂料工業(yè)發(fā)展的主要方向之一。3依據(jù)單體對(duì)涂膜性能的影響常可將單體進(jìn)行如下分類，以方便應(yīng)用。單體名稱功能甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸乙酯苯乙烯丙烯睛提高硬度，稱之為硬單體。丙烯酸乙酯丙烯酸正丁酯丙烯酸月桂酯丙烯酸-2-乙
3、基己酯提高柔韌性，促進(jìn)成膜，稱之為軟單體。丙烯酸-2-羥基乙酯丙烯酸-2-羥基丙酯甲基丙烯酸-2-羥基乙酯甲基丙烯酸-2-羥基丙酯丙烯酰胺N-羥甲基丙烯酰胺引入官能團(tuán)或交聯(lián)點(diǎn)，提高附著力，稱之為交聯(lián)單體。7丙烯酸與甲基丙烯酸的低級(jí)烷基酯苯乙烯抗污染性甲基丙烯酸甲酯苯乙烯甲基丙烯酸月桂酯丙烯酸-2-乙基己酯耐水性丙烯睛甲基丙烯酸丁酯甲基丙烯酸月桂酯耐溶劑性丙烯酸乙酯丙烯酸正丁酯丙烯酸-2-乙基己酯甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸丁酯保光、保色性丙烯酸甲基丙烯酸亞甲基丁二酸（衣康酸）苯乙烯磺酸乙烯基磺酸鈉AMPS實(shí)現(xiàn)水溶性
4、，增加附著力，稱之為水溶性單體、表面活性單體。8第三節(jié)丙烯酸樹(shù)脂的配方設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)基本原則是首先要針對(duì)不同基材和產(chǎn)品確定樹(shù)脂劑型——溶劑型或水劑型；然后根據(jù)性能要求確定單體組成、玻璃化溫度（Tg）、溶劑組成、引發(fā)劑類型及用量和聚合工藝；最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)、修正，以確定最佳的產(chǎn)品工藝和配方。其中單體的選擇是配方設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。9一、單體的選擇為方便應(yīng)用，通常將聚合單體分為硬單體、軟單體和功能單體三大類。甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（ST）、丙烯睛(AN)是最常用的硬單體；丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、
5、丙烯酸異辛酯(2-EHA)為最常用的軟單體。長(zhǎng)鏈的丙烯酸及甲基丙烯酸酯（如月桂酯、十八烷酯）具有較好的耐醇性和耐水性。10功能性單體主要指含有羥基和羧基的單體。其它功能單體有：丙烯酰胺（AAM）、羥甲基丙烯酰胺（NMA）、雙丙酮丙烯酰胺（DAAM）和甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯（AAEM）功能單體的用量一般控制在1％~6％（massratio），不能太多，否則可能會(huì)影響樹(shù)脂或成漆的貯存穩(wěn)定性。含羧基的單體引入羧基可以改善樹(shù)脂對(duì)顏、填料的潤(rùn)飾性及對(duì)基材的附著力，而且同環(huán)氧基團(tuán)有反應(yīng)性，對(duì)氨基樹(shù)脂的固化有催化活性。11二
6、、的設(shè)計(jì)不同用途的涂料，其樹(shù)脂的玻璃化溫度相差很大。外墻漆用的彈性乳液其一般低于－10℃，北方應(yīng)更低一些；而熱塑性塑料漆用樹(shù)脂的一般高于60℃。交聯(lián)型丙烯酸樹(shù)脂的一般在－20～400℃。玻璃化溫度的設(shè)計(jì)常用FOX公式：其中，為第i種單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為第i種單體對(duì)應(yīng)均聚物的玻璃化溫度，單位用K。12三、引發(fā)劑的選擇溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的引發(fā)劑主要有過(guò)氧類和偶氮類兩種。為了使聚合平穩(wěn)進(jìn)行，溶液聚合時(shí)常采用引發(fā)劑同單體混合滴加的工藝四、溶劑的選擇用作室溫固化雙組分聚氨酯羥基組分的丙烯酸樹(shù)脂不能使用醇類、醚醇類溶劑，以防其
7、和異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)，溶劑中含水量應(yīng)盡可能低，可以在聚合中使溶劑回流帶走體系中的水分。常用的溶劑為甲苯、二甲苯，可以適當(dāng)加些乙酸乙酯、乙酸丁酯。環(huán)保涂料用溶劑不準(zhǔn)含“三苯”，通常以乙酸乙酯、乙酸丁酯（BAC）、丙二醇甲醚乙酸酯（PMA）混合溶劑為主。氨基烘漆用羥基丙烯酸樹(shù)脂可以用二甲苯、丁醇作混合溶劑。13實(shí)際上，樹(shù)脂用途決定單體的組成及溶劑選擇，為使聚合溫度下體系處于回流狀態(tài)，溶劑常用混合溶劑，低沸點(diǎn)組分起回流作用，一旦確定了回流溶劑，就可以根據(jù)回流溫度選擇引發(fā)劑，對(duì)溶液聚合，主引發(fā)劑在聚合溫度時(shí)的半衰期一般在
8、0.5～2h之間較好。有時(shí)可以復(fù)合使用一種較低活性引發(fā)劑，其半衰期一般在2～4h之間。14五、分子量調(diào)節(jié)劑為了調(diào)控分子量，就需要加入分子量調(diào)節(jié)劑。現(xiàn)在常用的品種為硫醇類化合物。如正十二烷基硫醇，仲十二烷基硫醇，叔十二烷基硫醇，巰基乙醇（HOCH2CH2SH）等。巰基乙醇在轉(zhuǎn)移后再引發(fā)時(shí)可在大分子鏈上引入羥基，減少羥基型丙烯酸樹(shù)脂合成中羥基單體用量。通過(guò)提高引發(fā)劑用量也可以對(duì)分子量起到一
