丙烯酸树脂，环氧树脂与聚酯树脂之间的差异?(组图)

丙烯酸树脂及其在粉末涂料中的应用一、概述丙烯酸树脂一般是指丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯，以及某些乙烯基单体的聚合物。由于丙烯酸树脂颜色浅、耐候性优良、不易黄变、耐热、耐腐蚀，并具有良好的光学性能，因此被广泛用于涂料成膜材料。在溶剂型涂料中，它不仅是耐候性户外涂料的主要品种，而且还用于改性其他树脂涂料以提高耐候性，特别是用于汽车面漆和面漆。丙烯酸树脂几乎以汽车漆为主。. 在水分散性涂料中，丙烯酸乳液也是独一无二的。然而，在粉末涂料中，丙烯酸树脂的用量远低于环氧树脂和饱和聚酯树脂，甚至低于聚氨酯树脂。但另一方面，在粉末涂料的功能助剂中，丙烯酸树脂是其他树脂无法比拟的。用量虽小，但用途广泛。可以说，丙烯酸树脂在粉末涂料配方中几乎无处不在。丙烯酸树脂、环氧树脂和聚酯树脂有什么区别？从高分子聚合物的形成过程来看，有很大的不同。用于粉末涂料的环氧树脂在双酚A和环氧氯丙烷的作用下不断开合，一一生长形成聚合物。聚合物聚合过程中的活性官能团是聚合物最终产物的官能团，活性官能团位于聚合物的末端（羟基不参与热固性粉末涂料的反应）。粉末涂料用饱和聚酯树脂是多元醇的羟基与多元酸的羧基连续酯化，一一生长。

聚合过程的官能团也是聚合物最终产物的官能团，反应性官能团也在聚合物的末端。但丙烯酸树脂不同，丙烯酸树脂的形成过程是丙烯酸树脂单体双键的自由基聚合。对于粉末涂料，官能团是丙烯酸单体侧链上的活性基团，也就是说与粉末涂料有关的官能团不参与树脂的形成和聚合过程。并且它是由单体带到分子链上的，也就是说，如果单体没有双键以外的官能团，则丙烯酸树脂是热塑性的。其次，端基可能是没有官能团的死端，而不是支化官能团，当最终链在聚合过程中终止时。第三，与粉末涂料相关的活性官能团的位置取决于具有活性官能团的单体在大分子链上的聚合方式，即多单体之间的反应活性比，以及相对浓度。单体。通常反应性官能团单体是进入分子链的无序分支。就丙烯酸树脂的非化学特性而言，它的表面张力比环氧树脂和聚酯树脂要小，而且很容易渗透和迁移到表面，而且由于表面张力的差异很大，所以是相容的。用环氧树脂和聚酯树脂。性不好。在经济价格方面，丙烯酸树脂单体的价格普遍高于环氧树脂或聚酯树脂。两种热塑性丙烯酸树脂是丙烯酸树脂在粉末涂料中作为添加剂的主要用途，如流平剂和润湿剂。(一)目前应用最广泛的粉末涂料流平剂是丙烯酸树脂，代表产品是501[1]，它们是丙烯酸均聚物或丙烯酸共聚物，如丙烯酸正丁酯均聚物、丙烯酸异辛酯均聚物、丙烯酸二酯丙烯酸异辛酯共聚物、丙烯酸正丁酯和丙烯酸异辛酯共聚物等。

它们的结构如下： 聚（丙烯酸正丁酯） 聚（丙烯酸异辛酯）丙烯酸正丁酯-丙烯酸异辛酯共聚物 这些流平剂具有低玻璃化转变温度，是热塑性丙烯酸树脂，在室温下具有高粘度液体. 流平剂的合成通常采用溶剂法，溶剂为甲苯、二甲苯或异丙醇。引发剂是过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈。生产时将单体和引发剂同时滴入回流溶剂中，使溶剂回流除去聚合热，滴加后加入引发剂，使单体充分聚合，减少残留单体。然后通过真空除去溶剂和小分子聚合物以获得产品。聚合物的分子量在大范围内具有良好的流平效果，消除缩孔。流平剂的质量要求颜色浅、水白色、残留溶剂少、分子量低。作者采用无溶剂本体聚合生产流平剂，减少了环境污染和成本[2]。粘性液体流平剂在粉末涂料生产中使用起来很不方便，现在采用载体吸附法使色母粒变成固体。吸收所用的载体材料有环氧树脂、聚酯树脂等树脂和胶体二氧化硅（白炭黑）、碳酸钙、硫酸钡等无机材料。吸收后流平剂的有效成分为10%~70%。被树脂吸收的流平剂，在粉末涂料配方中，流平剂中所含的树脂部分应从相应的树脂中扣除。如果使用胶体二氧化硅、CaCO3、BaSO4等无机物吸附的流平剂，则会将相应的填料带入粉末涂料中。

一般认为，流平剂的作用是在粉末涂膜形成过程中，流平剂渗入涂膜表面，改变表面张力，消除缩孔。流平剂对消除和减少橘皮作用不大。流平剂过多会导致表面浑浊或发粘。丙烯酸流平剂的用量通常为最终涂料总活性成分的0.8%~1%。流平剂用量对粉末涂料的影响见表1。 表1 丙烯酸流平剂用量对涂膜的影响流平剂用量（粉末涂料总量%） 外观力学性能、抗冲击性能/50.0kg·cm 耐溶剂MEK/次 其他0.@ > 2 缩孔 OK >300 缩孔未完全消除 0.8 无缩孔 OK >250 2.0 无缩孔 轻微雾霾 OK 115 3.5 无缩孔感觉 粘性 OK 108 存放，稳定性降低。用于透明罩光面漆粉末涂料的流平剂应为互溶性好的树脂和吸收性流平剂。如果流平剂被无机载体吸收，应选择折射率相近的载体。代理人。否则会影响透明粉末的透明度。在艺术粉末涂料中，改变流平剂的用量可以调整艺术粉末涂料表面的花纹。(二)润湿剂) 润湿剂又称光亮剂、光亮剂，

由于溶液聚合使用甲苯和二甲苯作为溶剂，引发剂为过氧化二苯甲酰。聚合后真空除去溶剂，冷却后粉碎得产品。共聚时也可加入适量的苯乙烯，但加入量不宜过高，以免涂膜外观出现亮点或机械性能变差。共聚物的玻璃化转变温度在 55 至 60 °C 之间。它在室温下为固体，可直接添加到粉末涂料配方中。典型润湿剂的化学结构如下： 润湿剂提高粉末涂料光泽度的原因与流平剂相似。烤漆的时候，润湿剂会漂浮在颜填料表面或涂膜表面，有利于粘合剂对颜填料的润湿，提高涂膜的光泽度。温度下的粘度远高于流平剂的粘度，因此有消除细小针孔的作用，但消除缩孔的效果不明显。添加润湿剂还可以降低其他物质对涂层表面的干扰作用。润湿剂提高光泽度的值一般在几度的范围内，不可能提高十度或几十度。粉末涂料配方中润湿剂的用量一般为1%～5%。太少不起作用，太多会影响机械性能。表2显示了不同用量的润湿剂对β-羟烷基酰胺-聚酯树脂粉末涂料的影响。润湿剂用量%（粉末涂料总量） 光泽度%/60° 机械性能 抗冲击性 50 Kg·cm 耐溶剂性/MEK 次 外观（针孔） 0 89 OK 120 大而多的针孔++ 0. @>5 92 OK 100 小针孔+ 1.0 92 OK 65 无针孔 0 2.0 89 OK 40 无针孔 0 5.0 85 X 30 无针孔，橙色 Skin+0 在美术粉末涂料中，用于特殊外观的产品。

润湿剂的量可以从0到更多。(三)热塑性丙烯酸粉末涂料热塑性丙烯酸粉末涂料是以不含或含有极少量活性官能团的热塑性丙烯酸树脂为成膜材料制成的粉末涂料。其优点是具有优异的光学性能和光泽度。缺点是附着力和机械性能不足，如果分子结构中含有少量丙烯酸或甲基丙烯酸链节，可提高对底材或底漆的附着力，粉末涂料多用作透明面漆和有光泽的透明粉末。薄涂层。此外，以乙烯-丙烯酸共聚物热塑性树脂为成膜材料的热塑性粉末涂料，用于钢管的涂装。由于在乙烯中加入丙烯酸单体进行共聚，在链上加了羧基，大大提高了热塑性聚合物的性能。它是一种高性能复合热塑性管道粉末涂料，具有乙烯基粉末涂料与基材之间的附着力，可保持聚乙烯的耐腐蚀性和抗渗透性。三、热固性丙烯酸树脂粉末涂料由热固性丙烯酸树脂组成，以交联剂或交联树脂为主要成膜材料的粉末涂料称为热固性丙烯酸粉末涂料。热固性丙烯酸树脂是由含有活性基因的丙烯酸单体共聚得到主链上的丙烯酸和侧链上的活性官能团。树脂中，酯基具有缩水甘油酯等官能团（带有环氧基）或带有羟基、羧基和不饱和键。(一)带环氧基的丙烯酸树脂 共聚 带环氧基的丙烯酸树脂主要单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。甲基丙烯酸缩水甘油酯的沸点为195℃，玻璃化转变温度(Tg)为41℃ ,相对分子质量(MW).142.15,折射率nD251.4482,密度1.073,溶于水。酯基具有缩水甘油酯（带有环氧基）或带有羟基、羧基和不饱和键等官能团。(一)带环氧基的丙烯酸树脂 共聚 带环氧基的丙烯酸树脂主要单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。甲基丙烯酸缩水甘油酯的沸点为195℃，玻璃化转变温度(Tg)为41℃ ,相对分子质量(MW).142.15,折射率nD251.4482,密度1.073,溶于水。酯基具有缩水甘油酯（带有环氧基）或带有羟基、羧基和不饱和键等官能团。(一)带环氧基的丙烯酸树脂 共聚 带环氧基的丙烯酸树脂主要单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。甲基丙烯酸缩水甘油酯的沸点为195℃，玻璃化转变温度(Tg)为41℃ ,相对分子质量(MW).142.15,折射率nD251.4482,密度1.073,溶于水。

在共聚过程中，引入在酯基上具有环氧基的缩水甘油基。甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚而成。可适当引入苯乙烯以提高耐水性丙烯酸树脂 粉末涂料，但苯乙烯的加入会降低耐候性。还会使润湿性和互溶性变差，出现亮点。控制甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的变化，可使产品具有不同的环氧当量，使分子官能度不同，改变树脂固化交联密度。具有不同环氧当量的产品在粉末涂料中的用途不同。参与共聚的其他单体的种类和比例可以调节玻璃化转变温度。引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈，前者分解后有分解产物留在聚合物中，后者分解后无残留。一般使用甲苯、二甲苯等作为溶液聚合的溶剂。聚合后除去溶剂和残留单体或低分子物质，冷却得到固体产物。GMA树脂的机械抗冲击性不高。合成时加入长碳链脂肪酸与环氧基反应生成酯，具有内增塑作用，可提高抗冲击性。表 3 GMA 丙烯酸树脂及性能润湿剂用量%（粉末涂料总量） 光泽度%/60° 机械性能 抗冲击性 50 Kg·cm 耐溶剂性/MEK 次 外观（针孔） 0 89 OK 120 大而多针孔++ 0.@ >5 92 OK 100 小针孔+ 1.0 92 OK 65 无针孔 0 2.0 89 OK 40 无针孔 0 5.0 85 X 30 无针孔，橘皮+0 典型化学品GMA树脂的结构如下： 不同环氧当量的产品用途不同，按GMA树脂的环氧当量分为三个等级：约700环氧当量，使用缩水甘油酯，TGIC反应速度差，与羧基不相容团体。可用作户外粉体的超低光泽消光树脂，可达到10度以下的温度。

例如下式（200℃烘烤/10min）： 户外聚酯树脂 P9336 (30~35 mkOH/g) 285 TGIC 10 SY200-7 95 流平剂 5~6 光亮剂 5~10 安息香 2~4 二氧化钛130～170 消光硫酸钡 50～100 TGIC/GMA-700的比例增加，涂膜光泽度增加，比例降低，光泽度下降。研磨时，分散应充分丙烯酸树脂 粉末涂料，混合应尽可能均匀。环氧当量约为 500 的 GMA 树脂用于制造酸交联的丙烯酸粉末涂料。酸性交联剂一般采用柔韧性较好的二元酸，如十二烷二酸，以及少量的E-12环氧树脂。为了增加涂膜的附着力和机械性能，粉末涂料可涂薄至 30-50 μm。配方示例： GMA 树脂 SY200-5 500 DDDA 结晶十二烷二酸 120 苯偶姻 5 流平剂 PV88 10 二氧化钛 R 920 350 环氧树脂 E-12 50 在配方中加入适量的紫外线吸收剂是有益的。环氧当量约为 300 的 GMA 树脂每个分子具有多达 9 个环氧官能团。可大大提高交联密度，用于耐热粉末涂料。环氧当量为 300 的 GMA 树脂也可用于美术粉末涂料，以提高表面浮雕效果。环氧当量约为 300 的 GMA 树脂每个分子具有多达 9 个环氧官能团。可大大提高交联密度，用于耐热粉末涂料。环氧当量为 300 的 GMA 树脂也可用于美术粉末涂料，以提高表面浮雕效果。环氧当量约为 300 的 GMA 树脂每个分子具有多达 9 个环氧官能团。可大大提高交联密度，用于耐热粉末涂料。环氧当量为 300 的 GMA 树脂也可用于美术粉末涂料，以提高表面浮雕效果。

环氧、聚酯、聚氨酯和丙烯酸粉末涂料的性能对比见表4。 表4. 四种粉末涂料的性能对比和多针孔++ 0.5 92 OK 100 小针孔+ 1.0 92 OK 65 无针孔 0 2.0 89 OK 40 无针孔 0 5. 0 85 X 30 无针孔、桔皮 + 0 溶剂型和水分散性丙烯酸涂料是户外应用的首选。到目前为止，在粉末涂料中它并不那么重要。但丙烯酸树脂粉末涂料在汽车底漆和透明面漆中受到越来越多的关注。(二)羧基丙烯酸树脂丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸酐等带有羧基的丙烯酸单体参与了带有羧基的丙烯酸树脂的共聚。马来酸酐作为共聚单体时，由于其反应率很低，而且会大大降低丙烯酸树脂的耐候性，在光热作用下易变黄，所以较少使用作为羧基丙烯酸树脂的单体。羧基丙烯酸树脂的典型配方如下： 组分质量甲基丙烯酸5.0甲基丙烯酸甲酯45.0丙烯酸正丁酯45.0苯乙烯5.0偶氮二异丁腈2%～ 3%甲苯100溶剂法，滴加共聚，聚合温度109～112℃，脱溶剂得产品。在光热作用下易变黄，故较少用作羧基丙烯酸树脂的单体。羧基丙烯酸树脂的典型配方如下： 组分质量甲基丙烯酸5.0甲基丙烯酸甲酯45.0丙烯酸正丁酯45.0苯乙烯5.0偶氮二异丁腈2%～ 3%甲苯100溶剂法，滴加共聚，聚合温度109～112℃，脱溶剂得产品。在光热作用下易变黄，故较少用作羧基丙烯酸树脂的单体。羧基丙烯酸树脂的典型配方如下： 组分质量甲基丙烯酸5.0甲基丙烯酸甲酯45.0丙烯酸正丁酯45.0苯乙烯5.0偶氮二异丁腈2%～ 3%甲苯100溶剂法，滴加共聚，聚合温度109～112℃，脱溶剂得产品。

另一种制备羧基丙烯酸树脂的方法是先制成羟基丙烯酸树脂，然后用多元酸或其酸酐与羟基反应，留下部分羧基得到羧基丙烯酸树脂，例如：用甲基丙烯酸甲酯、正丁基丙烯酸酯与甲基丙烯酸羟丙酯得到羟基丙烯酸树脂，再与富马酸酐反应得到酸值约为70-200mgkoH/g的羧基丙烯酸树脂。羧基丙烯酸树脂与环氧树脂或其他固化剂交联，生产性能良好的粉末涂料。目前，羧基丙烯酸树脂市场很小，需要开发和应用。用此类树脂制作环氧哑光粉末涂料的机理是双氰胺与环氧树脂反应缓慢，而高酸值丙烯酸树脂与环氧树脂的反应要快得多。如果用于混合粉末涂料，则有三种基本成分：环氧树脂、聚酯树脂和高酸值丙烯酸树脂。必须仔细调整以平衡固化速度，以生产设计为需要光泽的粉末涂料。光泽度可达30%~40%，固化条件为200℃/15min。当高酸值丙烯酸树脂用于杂化粉末涂料的消光时，应添加乙基三苯基溴化鏻催化剂。用高酸值丙烯酸树脂配制的低光泽粉末涂料，不适合浅色。(三)羟基丙烯酸树脂羟基丙烯酸树脂是以(甲基)丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯为单体成分，与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯与其他单体共聚。用羟乙基或羟丙基制成侧链酯基。

羟值控制在25~50 mgKOH/g之间，分子量为Mn3 000~5000，玻璃化转变温度为55~60℃或更高。典型的树脂合成是溶剂法。合成后，除去溶剂，得到固体树脂，如： 组分质量份：甲基丙烯酸甲酯 70 甲基丙烯酸羟乙酯 10 丙烯酸正丁酯 30 苯乙烯 50 过氧化苯甲酰 3 甲苯 150 在反应釜中加入甲苯，回流。丙烯酸酯单体和引发剂同时滴入反应器中。单体在105～110℃共聚，甲苯回流除去聚合产生的热量，然后在常压和减压下除去溶剂。温度高达...