朱斌-丙烯酸树脂

丙烯酸树脂指导老师：高延敏姓名：朱斌一概述二丙烯酸树脂分子结构与性能三丙烯酸树脂分子结构改性四丙烯酸树脂涂料的应用五总结目录色浅保色、保光耐污染耐腐蚀耐候最重要的是丙烯酸树脂可以通过配方设计得到不同硬度、柔韧性和其他要求的性质。近年来，国内外丙烯酸烯树脂涂料的发展很快，目前已占涂料的１/３以上，因此，丙烯酸树脂在涂料成膜树脂中居于重要地位。一、概述1.定义以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以其为成膜物的涂料称作丙烯酸树脂涂料组分涂料剂型成膜特性全丙树脂苯丙树脂硅丙树脂醋丙树脂氟丙树脂等溶剂型涂料水性涂料高固体组份涂料粉末涂料热塑性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂2.分类二、丙烯酸树脂分子结构与性能1.单体结构与性能CH2CCHOOR丙烯酸酯CH2CCCH3OOR甲基丙烯酸酯Tg高高的抗张力和低的伸长率抗水解性能以及化学稳定性好Tg低低的抗张力和高的伸长率抗水解性能以及化学稳定性稍差2.丙烯酸酯的共聚物与共聚单体例：PMMA：太脆聚丙烯酸丁酯：太软，粘，可做粘合剂，不宜作涂料他们均聚物难满足成膜物要求，但是二者共聚物最常用，称为全丙涂料。MMA：硬单体BA：软单体可以通过二者的共聚调节Tg,以达到满意的硬度和柔韧性。硬单体：单体的均聚物Tg较高者，提高硬度和拉伸强度。甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯等软单体：单体的均聚物Tg较低者，赋予一定的柔韧性和延伸性。丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、2-乙基己酯等gnngggTWTWTWT22111共聚物的Tg可按加合性公式计算（1）改进树脂的Tg（2）调节树脂极性、溶解性、机械力学性能，如丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸二甲氨胺基已酯等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主要功能单体有：引入-OH：丙烯酸羟乙酯（羟丙酯），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，使共聚物成为水溶性，改进树脂附着力，与有关交联剂发生反应。因此共聚引入官能团可使树脂具有各种期望性能共聚目的？单体贡献膜的性质甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸提高硬度，称之为硬单体丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯提高柔韧性，促进成膜，称之为软单体。甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯室外耐久性甲基丙烯酰胺、丙烯晴抗撕甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯抗水性丙烯晴、氯乙烯、偏氯乙烯、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸耐溶剂苯乙烯、含芳香族的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、偏氯乙烯引入官能团或交联点，提高附着力，称之为交联单体三、丙烯酸树脂分子结构改性丙烯酸树脂的改性主要通过交联反应，通过几个组分可反应基团的交联反应，形成网状结构，不熔不溶一般通过-OH、-COOH、-NH2、环氧等与交联剂（如氨基树脂，多异氰酸酯及环氧树脂等反应）。其中-OH丙烯酸树脂是最重要的一类，用于同多异氰酸酯固化剂配制室温干燥双组分丙烯酸-聚氨酯涂料和丙烯酸-氨基烘漆，这两类涂料应用范围广、产量大。环氧树脂异氰酸酯氨基树树脂含有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优点缺点室外稳定性、耐候性好保光性好色泽好漆膜硬度高，固化时间短丰满度不如氨基醇酸表面张力大施工性能不如氨基醇酸易产生抽缩、缩孔用途在电冰箱、洗衣机等家用电器方面受到垂青广泛用于摩托车、自行车及轻工制品的涂装。丙烯酸-氨基烘漆2.异氰酸酯改性羟基-异氰酸酯反应而交联封闭型异氰酸酯交联优点缺点室温固化但具有烘烤硬度、耐介质性好，色泽、耐候性好坚韧性好有害有毒价格高潮气敏感需要双组份包装用途室温固化：交通设备（飞机、汽车、舰艇等修补漆）建筑，农具及铁路设备保养漆（贮罐、桥梁、钻井平台）热敏感底材（塑料、皮革、纤维）烘烤固化：（封闭异氰酸酯）用于各种金属底材的室外耐候性好的粉末涂料丙烯酸-聚氨酯涂料3.环氧树脂改性RCOOCH2CH2OH+CH2CHOOR'加热RCOOCH2CH2OCH2CHOHOR'优点缺点对金属极好的附着力好的弹性（硬而可塑）低的固化收缩率，表面平整好的耐水解性、耐腐蚀性固化温度高太阳光下易变黄耐候性差有限的贮存稳定性（约1年）用途罐头涂料外装饰罐头内壁涂料环氧树脂固化丙烯酸涂料4.有机硅树脂改性RCOOCH2CH2OH+SiOHR'R'加热RCOOCH2CH2OSiR'R'+H2O有机硅改性丙烯酸树脂涂料具有优良的耐候性、保光保色性，不易粉化，光泽好，大量用于金属板材的预涂装。经硅氧烷改性后的丙烯酸树脂，其耐候性远优于纯丙烯酸或聚氨酯系涂料。根据需要，可制高硬度涂料，也可制高韧性涂料，还可以制成单组分室温固化涂料。使用特别方便。丙烯酸改性硅树脂对砂浆板、混凝土板、玻璃、聚四氟乙烯塑料及铝材等具有良好的粘接性，固化后涂抹光泽、耐磨、耐候、耐水、耐溶剂，广泛用作建筑、车辆、家用电器、家具及塑料制品的耐候涂料。四、丙烯酸树脂涂料应用热塑性丙烯酸树脂涂料热固性丙烯酸树脂涂料高固体份丙烯酸树脂涂料水性丙烯酸树脂涂料光固化丙烯酸树脂涂料粉末丙烯酸树脂涂料1.热塑性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，成膜过程中没有化学反应发生，为单组分体系。优点：清漆色泽浅，透明度高；耐光、耐候、耐热、耐腐蚀性能好；保光保色性能好。缺点：固体分低，分子量较高，粘度大，故施工性能差，涂膜丰满度差，低温易脆裂、高温易发黏，溶剂释放性差，实干较慢，耐溶剂性不好等，与其他树脂相容性差。应用：多年来广泛用于黑色家电产品外壳的表面喷涂装饰、汽车修补漆、机械、建筑等领域应用广泛。2.热固性丙烯酸树脂也称为交联型或反应交联型树脂，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，不熔不溶，使涂膜的机械性能、耐化学品性能大大提高。优点：较高的固体份，成膜后，不溶于有机溶剂，有更好的抗化学、抗溶剂、抗碱、抗热性；更好的光泽和表观，丰满，强韧。缺点：有一定的使用寿命，不能长时间储存。应用：最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。3.高固体份丙烯酸树脂涂料在普通的丙烯酸树脂的基础上进行改进而制备成功的，其涂料的施工固体份不得小于质量的60％或体积的80％。高固体份丙烯酸树脂主要用来制备热固性涂料的，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。高固体份丙烯酸树脂除了具有一般丙烯酸树脂的优点之外，它的分子量低，粘度小，固含量高，一次成膜厚，低温快干，流平性好，漆膜光亮丰满等特点，主要用作汽车涂装或作罩光面漆。4.水性丙烯酸树脂涂料水性丙烯酸烯树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。水性丙烯酸树脂包括丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水分散体（亦称水可稀释丙烯酸）及丙烯酸树脂水溶液。从应用看以前两者最为重要。丙烯酸乳液主要用于乳胶漆的基料，在建筑涂料市场占有重要的应用，目前其应用还在不断扩大；近年来丙烯酸树脂水分散体的开发、应用日益引起人们的重视，在工业涂料、民用涂料领域的应用不断拓展。5.光固化丙烯酸树脂涂料丙烯酸酯型光固化树脂具有较快的光固化速度，可用于厚膜涂布。光固化丙烯酸树脂分两个部分，一是丙烯酸酯化的低聚物，二是活性稀释剂。丙烯酸酯化的聚氨酯用于光固化涂料，可以提供很好的弹性和柔韧性。丙烯酸酯化的环氧树脂中最重要的品种是双酚A环氧树脂的双丙烯酸酯，它固化速度快，漆膜硬度高，耐化学性优良，价钱便宜，但柔顺性差，容易变色。6.粉末丙烯酸树脂涂料丙烯酸粉末涂料粉末涂料是一种含有100%固体成份、以粉末形态进行涂装的涂料。它具有节省能源和资源、减少环境污染、工艺简便、易实现自动化、涂层坚固耐用、粉末可回收再利用等特点。丙烯酸粉末涂料的出现已经解决或接近解决了粉末涂料不易薄涂、涂膜外观不如液体涂料、烘烤温度高等这些问题，为粉末涂料又开辟了新的应用领域，特别是汽车工业。1997年宝马公司在680000辆汽车上采用了丙烯酸透明粉末涂料。在采用粉末罩光涂装后，每量轿车可以节省溶剂1.5kg。世界上公认的VOC排放量最少的轿车涂装体系为：阴极电泳－粉末中涂－水性底色漆－丙烯酸粉末罩光。粉末涂料在整个喷涂过程中可以循环使用，节省成本，同时不需要化学药剂和喷雾去除系统去除过喷漆雾。粉末涂料的烘烤过程比较干净，可以长时间保持烘房的清洁度。目前我国的粉末涂料还仅仅局限于部分汽车零部件的涂装。作为技术含量最高的丙烯酸粉末涂料，虽然国内开始部分采用，但仍然完全需要进口。随着我国汽车工业的发展和日益严格的环保压力，以及欧美发达地区的贸易壁垒，粉末涂料在我国汽车工业上的应用前景是非常好的，这也必然拉动丙烯酸粉末涂料的需求。五、总结丙烯酸树脂是重要的涂料工业用成膜物质，其今后的发展仍将呈加速增长趋势。其中水性丙烯酸树脂（包括乳液型和水可稀释型）的研究、开发、生产及应用将更加受到重视,要加强核壳结构、互穿网络结构乳液的研究；高固体份丙烯酸树脂和粉末涂料用丙烯酸树脂也将占有一定的市场份额；同时，氟、硅单体改性、聚氨酯改性、环氧树脂改性以及醇酸树脂改性的丙烯酸树脂在一些高端及特殊领域的应用会得到进一步的推广。谢谢欣赏