涂料化学—第14章 丙烯酸树脂课件

1、涂料化学涂料化学本章要求：本章要求：1 1、掌握丙烯酸树脂涂料的成膜反应；、掌握丙烯酸树脂涂料的成膜反应；2 2、了解溶剂型丙烯酸树脂的特点；、了解溶剂型丙烯酸树脂的特点；3 3、了解高固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂的特性。、了解高固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂的特性。本章重点：本章重点：丙烯酸树脂涂料的成膜反应；溶剂型丙烯酸树脂、丙烯酸树脂涂料的成膜反应；溶剂型丙烯酸树脂、固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂的特性固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂的特性本章难点：本章难点：丙烯酸树脂涂料的成膜反应丙烯酸树脂涂料的成膜反应1 14 4.1 .1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合

2、物丙烯酸单体和甲基丙烯酸单体丙烯酸单体和甲基丙烯酸单体丙烯酸树脂的性质丙烯酸树脂的性质1 14 4.1 .1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物丙烯酸酯的共聚物与共聚单体丙烯酸酯的共聚物与共聚单体丙烯酸均聚物的性能很难满足作为成膜物的要求丙烯酸均聚物的性能很难满足作为成膜物的要求: : 聚甲基丙烯酸甲酯作为成膜物则太脆；聚丙烯酸丁聚甲基丙烯酸甲酯作为成膜物则太脆；聚丙烯酸丁酯则太软太粘，可以作为粘合剂，但不宜用于涂料。酯则太软太粘，可以作为粘合剂，但不宜用于涂料。丙烯酸树脂的共聚物作为涂料的成膜物：丙烯酸树脂的共聚物作为涂料的成膜物： 甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物常用用作涂料甲基丙烯酸

3、甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物常用用作涂料成膜物。甲基丙烯酸甲酯被称为成膜物。甲基丙烯酸甲酯被称为硬单体硬单体，而丙烯酸正丁酯，而丙烯酸正丁酯则称为则称为软单体软单体。1 14 4.1 .1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物 共聚物中的硬单体除了共聚物中的硬单体除了甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯以外，还有以外，还有苯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸和乙酸乙烯酯甲基丙烯酸、丙烯酸和乙酸乙烯酯，软单体除了，软单体除了丙烯酸丁酯外，丙烯酸丁酯外，还有丙烯酸乙酯和丙烯酸还有丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基已酯乙基已酯。通常将丙烯酸酯和甲基。通常将丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯共聚物作为涂料成膜物的涂料称为丙烯酸酯共聚物

4、作为涂料成膜物的涂料称为全丙涂料全丙涂料，将苯乙，将苯乙烯共聚物称为烯共聚物称为苯丙涂料苯丙涂料；乙酸乙烯酯共聚物称为；乙酸乙烯酯共聚物称为乙丙乙丙(或醋丙或醋丙)涂涂料料。1 14 4.1 .1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物各种单体对漆膜性质的影响各种单体对漆膜性质的影响 1 14 4.1 .1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物丙烯酸树脂的交联反应丙烯酸树脂的交联反应羟甲基与羟基反应羟甲基与羟基反应羟甲基与羟甲基反应羟甲基与羟甲基反应羟甲基与羧基反应羟甲基与羧基反应1 14 4. .2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂 热塑性丙烯酸涂料主要组分

5、是聚甲基丙烯酸甲酯。它通热塑性丙烯酸涂料主要组分是聚甲基丙烯酸甲酯。它通常由自由基溶液聚合制备，溶剂可为甲苯丙酮，引发剂可常由自由基溶液聚合制备，溶剂可为甲苯丙酮，引发剂可以是过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，反应温度在以是过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，反应温度在90110，一般要求聚合物重均分子量约为一般要求聚合物重均分子量约为90000，这种聚合物在室外，这种聚合物在室外使用有非常突出的保光性。使用有非常突出的保光性。1 14 4. .2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂 单纯的单纯的PMMA太脆，且对底漆的附着力差，溶剂不易挥发尽，太脆，且对底漆的附着力差，溶

6、剂不易挥发尽， 原因是其玻璃化温度高。常需加增塑剂，如邻苯二甲酸丁酯等。原因是其玻璃化温度高。常需加增塑剂，如邻苯二甲酸丁酯等。 共聚合也可改善共聚合也可改善PMMA的性质，共聚单体如丙烯酸丁酯、丙的性质，共聚单体如丙烯酸丁酯、丙 烯酸乙酯等可以降低烯酸乙酯等可以降低Tg，可改善漆膜的脆性和脱溶剂的能，可改善漆膜的脆性和脱溶剂的能 力，以及与底漆间的附着力；也可用少量含极性基团的单力，以及与底漆间的附着力；也可用少量含极性基团的单 体，如丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸的羟乙体，如丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸的羟乙 基酯或羟丙酯等，用以改善漆膜的附着力，对颜料的亲和力等。基酯或

7、羟丙酯等，用以改善漆膜的附着力，对颜料的亲和力等。1 14 4. .2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂(TSA) 热固性的丙烯酸涂料是将分子量较低的丙烯酸树脂在涂布热固性的丙烯酸涂料是将分子量较低的丙烯酸树脂在涂布以后经分子间反应而形成大的体型分子。热固性丙烯酸涂料有以后经分子间反应而形成大的体型分子。热固性丙烯酸涂料有较高的固体份，而且光泽和表观好，抗化学、溶剂及抗碱、抗较高的固体份，而且光泽和表观好，抗化学、溶剂及抗碱、抗热性好。缺点在于贮存时间短。热性好。缺点在于贮存时间短。 交联方法一般通过羟基、羧基、胺基、环氧基和交联剂交联方法一般通过羟基、羧基

8、、胺基、环氧基和交联剂( (如如氨基树脂、多异氰酸酯及环氧树脂等氨基树脂、多异氰酸酯及环氧树脂等) )反应，常见的是通过羟基反应，常见的是通过羟基的反应，如：的反应，如：1 14 4. .2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂(TSA) 热固性丙烯酸树脂和氨基树脂结合用于涂料，即为热固性丙烯酸树脂和氨基树脂结合用于涂料，即为氨基丙氨基丙烯酸树脂涂料烯酸树脂涂料，同，同氨基醇酸涂料氨基醇酸涂料相比，其室外稳定性好，保光相比，其室外稳定性好，保光性好，可用于闪光漆，但对于单色漆来说、丰满度不如氨基醇性好，可用于闪光漆，但对于单色漆来说、丰满度不如氨基醇酸。表面张力

9、较大，施工性能也不如氨基醇酸，易产生缩孔。酸。表面张力较大，施工性能也不如氨基醇酸，易产生缩孔。在涂料中加极少量有机硅或加丙烯酸长链烷基酯的聚合物可改在涂料中加极少量有机硅或加丙烯酸长链烷基酯的聚合物可改善施工性能。善施工性能。1 14 4. .3 3 高固体份丙烯酸树脂高固体份丙烯酸树脂 制备用于高固体份涂料的丙烯酸树脂是非常困难的，如果丙制备用于高固体份涂料的丙烯酸树脂是非常困难的，如果丙烯酸树脂的组成为烯酸树脂的组成为MMA ：BA ：HEMA ：AA，为了得到高固体，为了得到高固体份丙烯酸树脂可以从两方面着手：份丙烯酸树脂可以从两方面着手：u 一是增加一是增加HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯

10、甲基丙烯酸羟乙酯)的量，如将其增的量，如将其增 至至15、则平均每个分子的羟基量可增至近、则平均每个分子的羟基量可增至近4个。个。u 二是使树脂的分子量分布尽量窄，极性基团的分布二是使树脂的分子量分布尽量窄，极性基团的分布 尽量要均匀。后者在高固体份涂料中是非常关键的。尽量要均匀。后者在高固体份涂料中是非常关键的。1 14 4. .3 3 高固体份丙烯酸树脂高固体份丙烯酸树脂1 14 4. .3 3 高固体份丙烯酸树脂高固体份丙烯酸树脂 基因转移聚合的主要特点是，它是一个活的聚合，在一批基因转移聚合的主要特点是，它是一个活的聚合，在一批单体聚合完了，加入新的单体仍可继续聚合因此它的分子单体聚合

11、完了，加入新的单体仍可继续聚合因此它的分子量可通过单体与引发剂的比例严格控制。分子量分布非常窄。量可通过单体与引发剂的比例严格控制。分子量分布非常窄。但只能用于但只能用于、不饱和酯、酮、腈、酰胺单体的聚合，而不饱和酯、酮、腈、酰胺单体的聚合，而且引发剂合成困难，价格昂贵。且引发剂合成困难，价格昂贵。1 14 4. .4 4 水可稀释性丙烯酸树脂水可稀释性丙烯酸树脂 首先制备水溶性聚合物，在成膜时将其转化成抗水性的首先制备水溶性聚合物，在成膜时将其转化成抗水性的坚韧的漆膜。坚韧的漆膜。 例如例如用氨基树脂或用氨基树脂或2-2-羟基烷基酰胺类交联剂，它们可和羟基羟基烷基酰胺类交联剂，它们可和羟基或羧基反应，形成不溶的交联产物，也可以在共聚物中引入可自或羧基反应，形成不溶的交联产物，也可以在共聚物中引入可自交联的单体如羟甲基丙烯酰胺、它的羟甲基可和聚合物上的羟基交联的单体如羟甲基丙烯酰胺、它的羟甲基可和聚合物上的羟基反应，形成交联结构。还可以利用多价金属离子作为交联剂，例反应，形成交联结构。还可以利用多价金属离子作为交联剂，例如锌盐，锌盐可用氨制成锌氨络离子它同用氨中和的羧端基的如锌盐，锌盐可用氨制成锌氨络离