水性丙烯酸树脂工艺与配方设计_精品文档PPT资料.ppt
- 文档编号:15448582
- 上传时间:2022-10-31
- 格式:PPT
- 页数:57
- 大小:378KB
水性丙烯酸树脂工艺与配方设计_精品文档PPT资料.ppt
《水性丙烯酸树脂工艺与配方设计_精品文档PPT资料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水性丙烯酸树脂工艺与配方设计_精品文档PPT资料.ppt(57页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
从涂料剂型上分,主要有:
溶剂型涂料溶剂型涂料、水性涂料水性涂料、高高固体组份涂料固体组份涂料和和粉末涂料粉末涂料。
其中水性丙烯酸烯树脂涂料的研制和应用始于年代,其中水性丙烯酸烯树脂涂料的研制和应用始于年代,年代初得到了迅速发展,与传统的溶剂型涂料相比,水年代初得到了迅速发展,与传统的溶剂型涂料相比,水性涂料具有价格低、使用安全,节省资源和能源,减少环境性涂料具有价格低、使用安全,节省资源和能源,减少环境污染和公害等优点,因而已成为当前涂料工业发展的主要方污染和公害等优点,因而已成为当前涂料工业发展的主要方向之一。
向之一。
3涂料用丙烯酸树脂也经常按其成膜特性分为:
涂料用丙烯酸树脂也经常按其成膜特性分为:
热塑性丙热塑性丙烯酸树脂烯酸树脂和和热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂。
热塑性热塑性丙烯酸树脂其成膜主要靠溶剂或分散介质(常为水)丙烯酸树脂其成膜主要靠溶剂或分散介质(常为水)挥发使大分子或大分子颗粒聚集融合成膜,成膜过程中没有挥发使大分子或大分子颗粒聚集融合成膜,成膜过程中没有化学反应发生,为单组分体系,化学反应发生,为单组分体系,施工方便,但涂膜的耐溶剂施工方便,但涂膜的耐溶剂性较差性较差;
热固性热固性丙烯酸树脂也称为反应交联型树脂,其成膜过程中伴丙烯酸树脂也称为反应交联型树脂,其成膜过程中伴有几个组分可反应基团的交联反应,因此涂膜具有网状结构,有几个组分可反应基团的交联反应,因此涂膜具有网状结构,因此其耐溶剂性、耐化学品性好,适合于制备因此其耐溶剂性、耐化学品性好,适合于制备防腐涂料防腐涂料。
返回4第二节第二节共聚物与共聚单体共聚物与共聚单体丙烯酸类及甲基丙烯酸类单体丙烯酸类及甲基丙烯酸类单体是合成丙烯酸树脂的重要是合成丙烯酸树脂的重要单体。
该类单体品种多,用途广,活性适中,可均聚也可与单体。
该类单体品种多,用途广,活性适中,可均聚也可与其它许多单体共聚。
其它许多单体共聚。
例如均聚物难满足成膜物要求:
PMMA:
太脆,:
太脆,聚丙烯酸丁酯:
太软,粘,可做粘合剂,不宜作涂料聚丙烯酸丁酯:
太软,粘,可做粘合剂,不宜作涂料二者共聚物最常用,称为二者共聚物最常用,称为全丙涂料全丙涂料。
MMA:
硬单体:
硬单体BA:
软单体:
软单体二者的共聚物的二者的共聚物的Tg可按加合性公式计算可按加合性公式计算5共聚目的:
共聚目的:
(1)改进树脂的)改进树脂的Tg
(2)调节树脂极性、溶解性、机械力学性能,)调节树脂极性、溶解性、机械力学性能,如丙烯酸,甲如丙烯酸,甲基丙烯酸可改进漆膜与底材的附着力;
基丙烯酸可改进漆膜与底材的附着力;
(3)引进官能团,用以和交联剂反应形成交联结构,)引进官能团,用以和交联剂反应形成交联结构,主要功主要功能单体有:
丙烯酸羟乙酯(羟丙酯),能单体有:
丙烯酸羟乙酯(羟丙酯),N-羟甲基丙烯酰胺,羟甲基丙烯酰胺,引入引入-OH丙烯酸,甲基丙烯酸,亚甲基丁二酸,引入丙烯酸,甲基丙烯酸,亚甲基丁二酸,引入-COOH使共聚物成为水溶性,改进树脂附着力,与有关交联剂发生使共聚物成为水溶性,改进树脂附着力,与有关交联剂发生反应。
反应。
所以,应共聚涂膜的使用要求,选择合适的单体对共聚物进所以,应共聚涂膜的使用要求,选择合适的单体对共聚物进行分子设计并通过实验,研制符合要求的涂料用树脂。
行分子设计并通过实验,研制符合要求的涂料用树脂。
6依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行如下分类,以方便应用。
依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行如下分类,以方便应用。
单体体名名称称功功能能甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯甲基丙甲基丙烯酸乙酸乙酯苯乙苯乙烯丙丙烯睛睛提高硬度,称之提高硬度,称之为硬硬单体。
体。
丙丙烯酸乙酸乙酯丙丙烯酸正丁酸正丁酯丙丙烯酸月桂酸月桂酯丙丙烯酸酸-2-乙基己乙基己酯甲基丙甲基丙烯酸月桂酸月桂酯甲基丙甲基丙烯酸正辛酸正辛酯提高柔提高柔韧性,促性,促进成膜,成膜,称之称之为软单体。
丙丙烯酸酸-2-羟基乙基乙酯丙丙烯酸酸-2-羟基丙基丙酯甲基丙甲基丙烯酸酸-2-羟基乙基乙酯甲基丙甲基丙烯酸酸-2-羟基丙基丙酯甲基丙甲基丙烯酸酸缩水甘油水甘油酯丙丙烯酰胺胺N-羟甲基丙甲基丙烯酰胺胺N-丁氧甲基(甲基)丙丁氧甲基(甲基)丙烯酰胺胺二丙二丙酮丙丙烯酰胺(胺(DAAM)甲基丙甲基丙烯酸乙酸乙酰乙酸乙乙酸乙酯(AAEM)二乙二乙烯基苯基苯乙乙烯基三甲氧基硅基三甲氧基硅烷乙乙烯基三乙氧基硅基三乙氧基硅烷乙乙烯基三异丙氧基硅基三异丙氧基硅烷-甲基丙甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅氧基丙基三甲氧基硅烷引入官能引入官能团或交或交联点,点,提高附着力,提高附着力,称之称之为交交联单体。
7丙丙烯酸与甲基丙酸与甲基丙烯酸的低酸的低级烷基基酯苯乙苯乙烯抗抗污染性染性甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯苯乙苯乙烯甲基丙甲基丙烯酸月桂酸月桂酯丙丙烯酸酸-2-乙基己乙基己酯耐水性耐水性丙丙烯睛睛甲基丙甲基丙烯酸丁酸丁酯甲基丙甲基丙烯酸月桂酸月桂酯耐溶耐溶剂性性丙丙烯酸乙酸乙酯丙丙烯酸正丁酸正丁酯丙丙烯酸酸-2-乙基己乙基己酯甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯甲基丙甲基丙烯酸丁酸丁酯保光、保色性保光、保色性丙丙烯酸酸甲基丙甲基丙烯酸酸亚甲基丁二酸(衣康酸)甲基丁二酸(衣康酸)苯乙苯乙烯磺酸磺酸乙乙烯基磺酸基磺酸钠AMPS实现水溶性,增加附着水溶性,增加附着力,力,称之称之为水溶性水溶性单体、体、表面活性表面活性单体。
8由于叔碳酸乙烯酯上有三个支链,一个甲基,至少还有一个大于由于叔碳酸乙烯酯上有三个支链,一个甲基,至少还有一个大于C4的的长链,因此空间位阻特别大,不仅自身单元难以水解,而且对于共聚物大长链,因此空间位阻特别大,不仅自身单元难以水解,而且对于共聚物大分子链上邻近的醋酸乙烯酯单元也有很强的屏蔽作用,使整体抗水解性、分子链上邻近的醋酸乙烯酯单元也有很强的屏蔽作用,使整体抗水解性、耐碱性得到很大的改善,同时,正是由于此屏蔽作用,使叔碳酸乙烯酯共耐碱性得到很大的改善,同时,正是由于此屏蔽作用,使叔碳酸乙烯酯共聚物漆膜具有很好的抗氧化性及耐紫外线性能。
叔碳酸基团的屏蔽作用可聚物漆膜具有很好的抗氧化性及耐紫外线性能。
叔碳酸基团的屏蔽作用可如下图示意表示:
如下图示意表示:
据推测,一个叔碳酸基团可以保护据推测,一个叔碳酸基团可以保护23个乙酸乙烯酯单元。
叔碳酸个乙酸乙烯酯单元。
叔碳酸乙烯酯乙烯酯-醋酸乙烯酯共聚物乳液配制的乳胶漆,性价比很高,综合性能醋酸乙烯酯共聚物乳液配制的乳胶漆,性价比很高,综合性能不低于纯丙乳液;
不低于纯丙乳液;
纯丙乳胶漆目前存在耐水解性、耐温变性较差等缺点,纯丙乳胶漆目前存在耐水解性、耐温变性较差等缺点,与叔碳酸乙烯酯共聚,可以大大提高丙烯酸树脂的耐候性、耐碱性等,与叔碳酸乙烯酯共聚,可以大大提高丙烯酸树脂的耐候性、耐碱性等,不仅可以作为内墙涂料也可用作外墙涂料不仅可以作为内墙涂料也可用作外墙涂料。
返回9第三节第三节丙烯酸树脂的配方设计丙烯酸树脂的配方设计丙烯酸树脂及其涂料应用范围很广,如可用于金属、塑丙烯酸树脂及其涂料应用范围很广,如可用于金属、塑料及木材等基材。
金属包括铁、铝、铜、锌、不锈钢等;
料及木材等基材。
塑料包括塑料包括PP、HDPE、PC、ABS、PVC、HIPS、PET等。
所涂饰的产品包括飞机、火车、汽车工程机械、家用电器、所涂饰的产品包括飞机、火车、汽车工程机械、家用电器、五金制品、玩具、家具等,因此其配方设计是非常复杂的。
五金制品、玩具、家具等,因此其配方设计是非常复杂的。
基本原则是基本原则是首先首先要针对要针对不同基材和产品确定树脂剂型不同基材和产品确定树脂剂型溶剂型或水溶剂型或水剂型;
剂型;
然后然后根据根据性能要求确定单体组成、玻璃化温度(性能要求确定单体组成、玻璃化温度(Tg)、溶)、溶剂组成、引发剂类型及用量和聚合工艺剂组成、引发剂类型及用量和聚合工艺;
最终通过实验进行检验、修正最终通过实验进行检验、修正,以确定最佳的产品工艺和,以确定最佳的产品工艺和配方。
配方。
其中单体的选择是配方设计的核心内容其中单体的选择是配方设计的核心内容。
10一、单体的选择一、单体的选择为方便应用,通常将聚合单体分为为方便应用,通常将聚合单体分为硬单体、软单体和硬单体、软单体和功能单体功能单体三大类。
三大类。
甲基丙烯酸甲酯(甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯()、苯乙烯(ST)、丙烯睛)、丙烯睛(AN)是是最常用的硬单体;
最常用的硬单体;
丙烯酸乙酯丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯(2-EHA)为最常用的软单体。
为最常用的软单体。
长链的丙烯酸及甲基丙烯酸酯(如月桂酯、十八烷酯)具长链的丙烯酸及甲基丙烯酸酯(如月桂酯、十八烷酯)具有较好的耐醇性和耐水性。
有较好的耐醇性和耐水性。
功能性单体功能性单体有含羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,含羧基有含羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,含羧基的单体有丙烯酸和甲基丙烯酸。
羟基的引入可以为溶剂型的单体有丙烯酸和甲基丙烯酸。
羟基的引入可以为溶剂型树脂提供与聚氨酯固化剂、氨基树脂交联用的官能团。
树脂提供与聚氨酯固化剂、氨基树脂交联用的官能团。
11其它功能单体其它功能单体有:
丙烯酰胺(有:
丙烯酰胺(AAM)、羟甲基丙烯酰胺)、羟甲基丙烯酰胺(NMA)、双丙酮丙烯酰胺()、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和甲基丙烯酸乙酰乙)和甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯(酸乙酯(AAEM)、甲基丙烯酸缩水甘油酯()、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基)、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)等。
)等。
功能单体的用量一般控制在功能单体的用量一般控制在16(massratio),不),不能太多,否则可能会影响树脂或成漆的贮存稳定性。
乙烯基能太多,否则可能会影响树脂或成漆的贮存稳定性。
乙烯基三异丙氧基硅烷单体由于异丙基的位阻效应,三异丙氧基硅烷单体由于异丙基的位阻效应,SiO键水解键水解较慢,在乳液聚合中其用量可以提高到较慢,在乳液聚合中其用量可以提高到10,有利于提高乳,有利于提高乳液的耐水、耐候等性能,但是其价格较高。
液的耐水、耐候等性能,但是其价格较高。
含羧基的单体引入羧基可以改善树脂对颜、填料的润饰性含羧基的单体引入羧基可以改善树脂对颜、填料的润饰性及对基材的附着力,而且同环氧基团有反应性,对氨基树脂及对基材的附着力,而且同环氧基团有反应性,对氨基树脂的固化有催化活性。
的固化有催化活性。
12合
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水性 丙烯酸 树脂 工艺 配方 设计 精品 文档