时间:2022-09-14 09:01:41来源:网络整理
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1、丙烯酸树脂 导师:高彦敏 姓名:朱斌义 丙烯酸树脂分子结构与性能概述 三丙烯酸树脂分子结构改性 四丙烯酸树脂涂料的应用 最重要的是丙烯酸树脂可以与不同的硬度、柔韧性和其他所需性能。近年来,国内外丙烯酸树脂涂料发展迅速,占目前涂料的1/3以上。因此,丙烯酸树脂在涂膜成膜树脂中占有重要地位。 一、概述1.定义丙烯酸及其酯和甲基丙烯酸及其酯的聚合物和共聚物称为丙烯酸树脂,用作成膜剂的涂料称为丙烯酸树脂涂料组分。配方成膜性能 全丙烯酸树脂 苯乙烯-丙烯酸树脂 硅-丙烯酸树脂 丙烯酸-丙烯酸树脂 氟丙烯酸树脂等溶剂型涂料 树脂分子结构和性能 1.单体结构和性能 CH2CCHOOR 丙烯酸酯 CH2CCCH3OOR 甲基丙烯酸酯Tg 高拉伸强度和低伸长率 耐水解和良好的化学稳定性 Tg 低低拉伸强度和高伸长率,耐水解和化学稳定性稍差2.丙烯酸酯的共聚物和共聚单体示例: PMMA:太脆 聚丙烯酸丁酯:太软,粘性强,可作为粘合剂,不适合涂料,它们的均聚物难以满足成膜要求,但最常用的是两者的共聚物,称为全丙烯涂料。 MMA:硬单体 BA:软单体。
2、body可以通过两者的共聚来调节Tg,达到满意的硬度和柔韧性。硬单体:单体均聚物的Tg越高,硬度和拉伸强度越高。甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯等软单体:均聚物Tg较低的单体具有一定的柔韧性和延展性。 gnngggTWTWTWT22111丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯等共聚物的Tg可以根据加成公式(1)改进树脂的Tg(2)调节树脂的极性、溶解度和机械性能,如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸二甲氨基己酯等,可以提高漆膜与基材的附着力(3)引入官能团交联剂反应形成交联结构,主要功能单体有:引入-OH:丙烯酸羟乙酯(羟丙基),N-羟甲基丙烯酰胺引入-COOH:丙烯酸、甲基丙烯酸、亚甲基丁二酸,使共聚物水溶性,提高树脂附着力,与相关的交联剂反应。因此通过共聚引入官能团可以使树脂具有各种所需的性能。共聚的目的?甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸增加硬度被称为硬单体丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯以提高柔韧性和促进成膜,被称为软单体。丙烯酸酯、丙烯酸酯户外耐久性甲基丙烯酰胺、丙烯腈抗撕裂甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯防水丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、A.
3、基丙烯酰胺、甲基丙烯酸耐溶剂苯乙烯、芳香族单体光泽丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸烯丙酯、氯乙烯、偏二氯乙烯引入官能团或交联点以提高附着力,称为交联单体三、丙烯酸树脂分子结构改性丙烯酸树脂改性主要是通过交联反应,通过反应基团的交联反应几种组分组成,形成网状结构,不溶和不溶一般通过-OH、-COOH、-NH2、环氧交联剂(如氨基树脂、多异氰酸酯和环氧树脂等)。其中,-OH丙烯酸树脂是最重要的一类。用于与多异氰酸酯固化剂配制室温干燥双组份丙烯酸-聚氨酯涂料和丙烯酸-氨基烤漆。这两类涂料应用范围广溶剂型丙烯酸树脂涂料,产量大。环氧异氰酸酯氨基树脂含羟基丙烯酸树脂有机硅树脂1.氨基树脂改性NRCOOCH2CH2OH+R'OCH2NR'OCH2CNCNCNNCH2OR'CH2OR'CH2OR'CH2OR'加热NRCOOCH2CH2OCH2NR'OCH2CNCNCNNCH2OCH2CH2OCORCH2OR'CH2OR'CH2OR'+2R'OH户外稳定性优缺点、耐候性好 保光性好 色泽好 漆膜硬度高、固化时间短
4、表面张力高 施工性能不如氨基醇酸 容易产生缩水缩水现象。的涂层。丙烯酸氨基烤漆2.异氰酸酯改性羟基异氰酸酯反应及交联封端异氰酸酯交联优缺点室温固化但需烘烤硬度、耐介质性好颜色、耐候性韧性良好的性能 有害有毒 价格高 潮湿敏感 室温固化需要双组分包装 运输设备(飞机、汽车、轮船等的修补漆) 建筑、农具和铁路设备 维护油漆(储罐、桥梁、钻井平台) 热敏基材(塑料、皮革、纤维)烘烤固化:(封端异氰酸酯) 适用于各种金属基材的具有良好户外耐候性的粉末涂料 丙烯酸-聚氨酯涂料3.环氧树脂改性 RCOOCH2CH2OH+CH2CHOOR' 加热 RCOOCH2CH2OCH2CHOHOR'优缺点收缩性好,表面光滑 耐水解性好,耐腐蚀 固化高温 在阳光下容易变黄 耐候性差 储存稳定性有限(约1年) 用途 可以涂料外饰+SiOHR'R'耐热 RCOOCH2CH2OSiR'R '+H2O 有机硅改性亚克力。
5、树脂涂料具有优良的耐候性、保光性和保色性,不易粉化,光泽度好,广泛用于金属板材的预涂。硅氧烷改性的丙烯酸树脂的耐候性远优于纯丙烯酸或聚氨酯涂料。根据需要可制成高硬度涂料、高韧性涂料、单组份室温固化涂料。使用非常方便。丙烯酸改性有机硅树脂对砂浆板、混凝土板、玻璃、聚四氟乙烯塑料和铝材等具有良好的附着力,固化后具有光泽、耐磨、耐候、耐水、耐溶剂等性能。广泛用于建筑、车辆、家用电器、家具和塑料制品的耐候涂料。 四、丙烯酸树脂涂料热塑性丙烯酸树脂涂料热固性丙烯酸树脂涂料高固体分丙烯酸树脂涂料成膜主要依靠溶剂或分散介质(通常是水)的挥发使大分子或大分子颗粒聚集并熔断成膜。成膜过程中不发生化学反应,为单组分体系。 优点:清漆颜色浅,透明度高;良好的耐光性、耐候性、耐热性和耐腐蚀性;良好的保光保色性能。 缺点:固含量低、分子量大、粘度高、施工性能差、涂膜丰满度差、低温易脆裂、高温发粘、溶剂释放性差、干燥慢、耐溶剂性差等相容性差与其他树脂。 应用:多年来广泛应用于黑色家电外壳、汽车修补漆、机械的表面喷涂装饰。
6、广泛应用于机械、建筑等领域。 2.热固性丙烯酸树脂也称为交联性或反应性交联树脂。在其成膜过程中,伴随着几个组分的反应基团的交联反应,使涂膜具有网状结构。不溶于熔融,大大提高了涂膜的机械性能和耐化学性。 优点:固含量较高,成膜后不溶于有机溶剂,具有较好的耐化学性、耐溶剂性、耐碱性、耐热性;更好的光泽和外观,丰满而坚韧。 缺点:有一定的使用寿命,不能长期存放。 应用:最主要的应用是与氨基树脂结合制成氨基丙烯酸涂料,广泛用于汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品。 3.高固含量丙烯酸树脂涂料是在普通丙烯酸树脂的基础上改进而成,涂料的施工固含量不低于60质量%或80体积%。高固分丙烯酸树脂主要用于制备热固性涂料。需要加入多异氰酸酯、氨基树脂等固化剂进行交联反应,以提高涂膜的综合性能。高固分丙烯酸树脂除具有一般丙烯酸树脂的优点外,还具有分子量低、粘度低、固含量高、一次涂膜厚、低温快干、流平性好、漆膜光亮饱满等特点。等。用于汽车喷漆或作为光泽饰面。 4.水性丙烯酸树脂涂料水性丙烯酸树脂涂料是水性涂料中发展最快、种类最多的无污染涂料。水性丙烯酸树脂包括丙烯酸树脂乳液和丙烯酸树脂。
7、水性润滑脂分散体(也称为水稀释性丙烯酸树脂)和水性丙烯酸树脂。从应用的角度来看,前两个是最重要的。丙烯酸乳液主要用作乳胶漆的基料,在建筑涂料市场占有重要的应用,而且其应用还在不断扩大;涂料领域的应用不断扩大。 5.光固化丙烯酸树脂涂料 丙烯酸型光固化树脂光固化速度快,可用于厚膜涂层。光固化丙烯酸树脂分为两部分,一是丙烯酸酯低聚物,二是活性稀释剂。丙烯酸化聚氨酯用于光固化涂料,以提供良好的弹性和柔韧性。丙烯酸酯环氧树脂中最重要的一类是双酚A型环氧树脂的二丙烯酸酯,固化速度快,漆膜硬度高,耐化学性优良,价格低廉,但柔韧性差,易变色。 6.Powder Acrylic Resin Coating 丙烯酸粉末涂料 粉末涂料是一种含100%固含量并以粉末形式施涂的涂料。具有节约能源资源、减少环境污染、工艺简单、易于自动化、涂层耐用、粉末可回收等特点。丙烯酸粉末涂料的出现,解决或接近解决了粉末涂料不易涂薄、涂膜外观不如液体涂料、烘烤温度高等问题,开辟了道路粉末涂料的新应用领域,特别是在汽车行业。 1997 年,宝马在 680,000 辆汽车上采用了它。
8、丙烯酸透明粉末涂料。喷粉后,每辆车可节省1.5kg溶剂。世界公认的VOC排放量最少的汽车涂装系统是:阴极电泳-粉末涂料-水性底漆-丙烯酸粉末面漆。粉末涂料可以在整个喷涂过程中回收利用溶剂型丙烯酸树脂涂料,从而节省成本,同时无需使用化学品和喷雾去除系统来去除过喷雾。粉末涂料的烘烤过程比较干净,可以长期保持烘房的清洁度。目前我国的粉末涂料仅限于一些汽车零部件的涂装。作为技术含量最高的丙烯酸粉末涂料,虽然国内部分采用,但仍需进口。随着我国汽车工业的发展和日益严峻的环保压力,以及欧美发达地区的贸易壁垒,粉末涂料在我国汽车工业中的应用前景非常好,势必带动对丙烯酸粉末涂料的需求。 五、总结丙烯酸树脂是涂料行业重要的成膜物质,其未来发展仍将呈现加速增长趋势。其中,将更加重视水性丙烯酸树脂(包括乳液型和水稀释型)的研发、生产和应用,加强核壳结构和互穿网络结构乳液的研究;丙烯酸树脂也将占据一定的市场份额;同时,氟、硅单体改性、聚氨酯改性、环氧改性、醇酸改性丙烯酸树脂在一些高端和特殊领域的应用将得到进一步推广。感谢您的赞赏。
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