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第五章丙烯酸AA树脂第一节概述第二节丙烯酸(酯)及甲基丙烯酸(酯)单体第三节丙烯酸树脂的配方设计第四节溶剂型丙烯酸树脂第五节水性丙烯酸树脂1

第一节概述以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯等乙烯基类单体为主要原料合成的共聚物称为丙烯酸树脂,以其为成膜基料的涂料称作丙烯酸树脂涂料。该类涂料具有色浅、保色、保光、耐候、耐腐蚀和耐污染等优点,已广泛应用于汽车、飞机、机械、电子、家具、建筑、皮革涂饰、造纸、印染、木材加工、工业塑料及日用品的涂饰。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。

从组成上分,丙烯酸烯树脂包括纯丙树脂、苯丙树脂、硅丙树脂、醋丙树脂、氟丙树脂、叔丙(叔碳酸酯-丙烯酸酯)树脂等。从涂料剂型上分,主要有溶剂型涂料、水性涂料、高固体组份涂料和粉末涂料。其中水性丙烯酸烯树脂涂料的研制和应用始于50年代,70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。2涂料用丙烯酸树脂也经常按其成膜特性分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。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,施工方便,但涂膜的耐溶剂性较差;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,适合于制备防腐涂料。我国于20世纪60年代开始开发丙烯酸烯树脂涂料,在80年代和90年代,北京、吉林和上海分别引进三套丙烯酸及其酯类生产装置,极大促进了丙烯酸树脂的合成和丙烯酸烯树脂涂料工业的发展。返回3

第二节丙烯酸(酯)及甲基丙烯酸(酯)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。此外,常用的非丙烯酸单体有:苯乙烯、丙烯睛、醋酸乙烯酯、氯乙烯、二乙烯基苯、乙(丁)二醇二丙烯酸酯等;近年来,随着科学、技术的进步,新的单体尤其是功能单体曾出不穷,而且价格不断下降,推动了丙烯酸树脂的性能提高和价格降低。比较重要的功能单体有:有机硅单体、叔碳酸酯类单体(Veova10,Veova9,Veova11)、氟单体(包括烯类氟单体:三氟氯乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、氟丙烯酸单体。)、表面活性单体,以及其他自交联功能单体等。4单体名称相对分子质量沸点(℃)相对密度(d25)折光率(n25D)溶解度(份/100份水,25℃)玻璃化温度(℃)丙烯酸类及甲基丙烯酸类单体丙烯酸(AA)72141.6(凝固点:13)1.0511.4185∞106丙烯酸甲酯(MA)8680.50.95741.40158丙烯酸乙酯(EA)1001000.9171.4041.5-22丙烯酸正丁酯(n-BA)1281470.8941.4160.15-55丙烯酸异丁酯(i-BA)12862(6.65kPa)0.8841.4120.2-17丙烯酸仲丁酯1281310.8871.41100.21-6丙烯酸叔丁酯1281200.8791.40800.1555丙烯酸正丙酯(PA)1141140.9041.41001.5-25丙烯酸环己酯(CHA)15475(1.46kPa)0.9766①1.460①16丙烯酸月桂酯240129(3.8kPa)0.8811.43320.001-17丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)1842130.8801.43320.01-675单体名称相对分子质量沸点(℃)相对密度(d25)折光率(n25D)溶解度(份/100份水,25℃)玻璃化温度(℃)丙烯酸类及甲基丙烯酸类单体甲基丙烯酸(MAA)86101(凝固点:15)1.0511.4185∞130甲基丙烯酸甲酯(MMA)1001150.9401.4121.59105甲基丙烯酸乙酯1141600.9111.41150.0865甲基丙烯酸正丁酯(n-BMA)1421680.8891.421527甲基丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHMA)198101(6.65kPa)0.8841.43980.14-10甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)2221200.976-0.9961.4770.15155甲基丙烯酸月桂酯(LMA)254160(0.938kPa)0.8721.455-656单体名称相对分子质量沸点(℃)相对密度(d25)折光率(n25D)溶解度(份/100份水,25℃)玻璃化温度(℃)乙烯基类单体苯乙烯104145.20.9011.54410.03100丙烯睛5377.4~790.8061.38887.35125醋酸乙烯酯8672.50.9342①1.3952①2.530丙烯酰胺71熔点:84.51.122215165Veova10190193~2300.883~0.8881.4390.5-3Veova9184185~2000.870~0.900687单体名称相对分子质量沸点(℃)相对密度(d25)折光率(n25D)溶解度(份/100份水,25℃)玻璃化温度(℃)功

单体丙烯酸-2-羟基乙酯(HEA)11682(655Pa1.1381.427①∞-15丙烯酸-2-羟基丙酯(HPA)13077(655Pa)1.057①1.445①∞-7甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-HEMA)13095(1.33kPa)1.0771.451∞55甲基丙烯酸-2-羟基丙酯(2-HPMA)144.196(1.33kPa)1.0271.44613.426甲基丙烯酸三氟乙酯1681071.1811.3590.0482甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)1421891.0731.44942.0446N-羟甲基丙烯酰胺101熔点:74~751.10∞153N-丁氧基甲基丙烯酰胺1571250.960.001二乙烯基苯130.18199.50.93乙烯基三甲氧基硅烷1481230.9601.3920γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2482551.0451.42958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。单体名称功能甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸乙酯苯乙烯丙烯睛提高硬度,称之为硬单体。丙烯酸乙酯丙烯酸正丁酯丙烯酸月桂酯丙烯酸-2-乙基己酯甲基丙烯酸月桂酯甲基丙烯酸正辛酯提高柔韧性,促进成膜,称之为软单体。丙烯酸-2-羟基乙酯丙烯酸-2-羟基丙酯甲基丙烯酸-2-羟基乙酯甲基丙烯酸-2-羟基丙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯丙烯酰胺N-羟甲基丙烯酰胺N-丁氧甲基(甲基)丙烯酰胺二丙酮丙烯酰胺(DAAM)甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯(AAEM)二乙烯基苯乙烯基三甲氧基硅烷乙烯基三乙氧基硅烷乙烯基三异丙氧基硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷引入官能团或交联点,提高附着力,称之为交联单体。9丙烯酸与甲基丙烯酸的低级烷基酯苯乙烯抗污染性甲基丙烯酸甲酯苯乙烯甲基丙烯酸月桂酯丙烯酸-2-乙基己酯耐水性丙烯睛甲基丙烯酸丁酯甲基丙烯酸月桂酯耐溶剂性丙烯酸乙酯丙烯酸正丁酯丙烯酸-2-乙基己酯甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸丁酯保光、保色性丙烯酸甲基丙烯酸亚甲基丁二酸(衣康酸)苯乙烯磺酸乙烯基磺酸钠AMPS实现水溶性,增加附着力,称之为水溶性单体、表面活性单体。10常用的的乙烯烯基硅硅氧烷烷类单单体已已在上上表中中列出出,其其中乙乙烯基基三甲甲氧基基硅烷烷、乙乙烯基基三乙乙氧基基硅烷烷、乙乙烯基基三((2-甲氧氧基乙乙氧基基)硅硅烷、、γ-甲基基丙稀稀酰氧氧基丙丙基三三甲氧氧基硅硅烷,,γ--甲甲基丙丙稀酰酰氧基基丙基基三((β-三甲甲氧基基乙氧氧基硅硅烷)),乙乙烯基基硅氧氧烷类类单体体活性性较大大,很很容易易水解解和交交链,,因此此用量量要少少,而而且最最好在在聚合合过程程的保保温阶阶段加加入。。乙烯烯基三三异丙丙氧基基硅烷烷由于于异丙丙基的的空间间位阻阻效应应,水水解活活性较较低,,可以以用来来合成成合成成高硅硅单体体含量量(10%)的的硅丙丙乳液液,而而且单单体可可以预预先混混合,,这样样也有有利于于大分分子链链中硅硅单元元的均均匀分分布。。乙烯基基硅氧氧烷类类单体体可用用如下下通式式表示示:γ-甲基基丙烯烯酰氧氧基丙丙基三三甲氧氧基硅硅烷的的结构构式为为:γ-甲基基丙稀稀酰氧氧基丙丙基三三(β-三甲甲氧基基乙氧氧基硅硅烷))的结结构式式为::11另外,,硅偶偶联剂剂可以以作为为外加加交联联剂应应用。。如::β-(3,4-环环氧环环己基基)乙乙基三三乙氧氧基硅硅烷::γ-缩水水甘油油醚丙丙基三三甲氧氧基硅硅烷::γ-氨丙丙基三三乙氧氧基硅硅烷::硅偶联联剂一一般含含有两两个官官能团团,其其中的的环氧氧基可可同树树脂上上的羟羟基、、羧基基或氨氨基反反应,,烷氧氧基硅硅部分分在水水解后后通过过缩聚聚而交交链。。通常常作为为外加加交联联剂冷冷拼使使用。。另一类类较重重要的的单体体为叔叔碳酸酸乙烯烯酯。。叔碳碳酸是是α-C上上带有有三个个烷基基取代代基的的高度度支链链化的的饱和和酸,,其结结构式式如下下:12叔碳酸酸缩水水甘油油酯具具有低低粘度度、高高沸点点、气气味淡淡等特特点。。其主主要特特性为为:环环氧当当量::244~256;;密度度(20℃℃)::0..958~~0..968g/ml;;粘度度(25℃℃)::0..71cPa··s;;沸点点:251~278℃;;蒸汽汽压(37.8℃):899.9Pa;闪闪点::126℃℃;凝凝固点点<--60℃。。叔碳酸酸缩水水甘油油酯的的环氧氧基有有很强强的反反应性性。对对涂料料用树树脂最最有用用的反反应是是其与与羟基基、羧羧基和和胺基基的反反应。。环氧氧基的的反应应性使使之能能在常常规温温度下下进入入聚酯酯、醇醇酸树树脂、、丙烯烯酸树树脂大大分子子链中中,反反应几几乎是是定量量的,,副反反应很很少,,这就就为制制备分分子量量分布布窄和和低粘粘度的的高固固体份份涂料料树脂脂提供供了原原料支支持。。叔碳酸酸乙烯烯酯最最早由由壳牌牌公司司开发发,商商品名名Veova((或简简称为为VV),,主要要用途途是与与醋酸酸乙烯烯酯((丙烯烯酸丁丁酯等等单体体)共共聚制制成乳乳液,,配制制乳胶胶漆。。这种种乳胶胶漆在在我国国应用用较少少,但但是在在欧洲洲却是是极为为普遍遍的产产品,,叔醋醋乳液液占西西欧建建筑乳乳液市市场的的近30%%。13由于叔碳酸酸乙烯酯上上有三个支支链,一个个甲基,至至少还有一一个大于C4的长链链,因此空空间位阻特特别大,不不仅自身单单元难以水水解,而且且对于共聚聚物大分子子链上邻近近的醋酸乙乙烯酯单元元也有很强强的屏蔽作作用,使整整体抗水解解性、耐碱碱性得到很很大的改善善,同时,,正是由于于此屏蔽作作用,使叔叔碳酸乙烯烯酯共聚物物漆膜具有有很好的抗抗氧化性及及耐紫外线线性能。叔叔碳酸基团团的屏蔽作作用可如下下图示意表表示:据推测,一一个叔碳酸酸基团可以以保护2——3个乙酸酸乙烯酯单单元。叔碳碳酸乙烯酯酯-醋酸乙乙烯酯共聚聚物乳液配配制的乳胶胶漆,性价价比很高,,综合性能能不低于纯纯丙乳液;;纯丙乳胶胶漆目前存存在耐水解解性、耐温温变性较差差等缺点,,与叔碳酸酸乙烯酯共共聚,可以以大大提高高丙烯酸树树脂的耐候候性、耐碱碱性等,不不仅可以作作为内墙涂涂料也可用用作外墙涂涂料。返回14第三节丙丙烯酸酸树脂的配配方设计丙烯酸树脂脂及其涂料料应用范围围很广,如如可用于金金属、塑料料及木材等等基材。金金属包括铁铁、铝、铜铜、锌、不不锈钢等;;塑料包括括PP、HDPE、、PC、ABS、PVC、HIPS、、PET等等。所涂饰饰的产品包包括飞机、、火车、汽汽车工程机机械、家用用电器、、、五金制品品、玩具、、家具等,,因此其配配方设计是是非常复杂杂的。基本本原则是首首先要针对对不同基材材和产品确确定树脂剂剂型——溶溶剂型或水水剂型;然然后根据性性能要求确确定单体组组成、玻璃璃化温度((Tg)、、溶剂组成成、引发剂剂类型及用用量和聚合合工艺;最最终通过实实验进行检检验、修正正,以确定定最佳的产产品工艺和和配方。其其中单体的的选择是配配方设计的的核心内容容。一、单体的的选择为方便应用用,通常将将聚合单体体分为硬单体、软软单体和功功能单体三大类。甲甲基丙烯酸酸甲酯(MMA)、、苯乙烯((ST)、、丙烯睛(AN)是是最常用的的硬单体,,丙烯酸乙乙酯(EA)、丙烯烯酸丁酯(BA)、、丙烯酸异异辛酯(2-EHA)为最常常用的软单单体。15长链的丙烯烯酸及甲基基丙烯酸酯酯(如月桂桂酯、十八八烷酯)具具有较好的的耐醇性和和耐水性。。功能性单体体有含羟基的的丙烯酸酯酯和甲基丙丙烯酸酯,,含羧基的的单体有丙丙烯酸和甲甲基丙烯酸酸。羟基的的引入可以以为溶剂型型树脂提供供与聚氨酯酯固化剂、、氨基树脂脂交联用的的官能团。。其它功能单单体有:丙烯酰酰胺(AAM)、羟羟甲基丙烯烯酰胺(NMA)、、双丙酮丙丙烯酰胺((DAAM)和甲基基丙烯酸乙乙酰乙酸乙乙酯(AAEM)、、甲基丙烯烯酸缩水甘甘油酯(GMA)、、甲基丙烯烯酸二甲基基氨基乙酯酯(DMAEMA))、乙烯基基硅氧烷类类(如乙烯烯基三甲氧氧基硅烷,,乙烯基三三乙氧基硅硅烷,乙烯烯基三(2-甲氧基基乙氧基))硅烷,乙乙烯基三异异丙氧基硅硅烷,γ-甲基丙稀稀酰氧基丙丙基三甲氧氧基硅烷,,γ-甲基丙稀稀酰氧基丙丙基三(β-三甲氧基基乙氧基硅硅烷)单体体等。功能能单体的用用量一般控控制在1%%~6%((massratio),,不能太多多,否则可可能会影响响树脂或成成漆的贮存存稳定性。。乙烯基三三异丙氧基基硅烷单体体由于异丙丙基的位阻阻效应,Si-O键键水解较慢慢,在乳液液聚合中其其用量可以以提高到10%,有有利于提高高乳液的耐耐水、耐候候等性能,,但是其价价格较高。。乳液聚合合单体中,,双丙酮丙丙烯酰胺((DAAM)、甲基基丙烯酸乙乙酰乙酸乙乙酯(AAEM)分分别需要同同聚合终了了外加的己己二酰二肼肼、己二胺胺复合使用用,水分挥挥发后可以以在大分子子链间架桥桥形成交联联膜。16含羧基的单单体有丙烯烯酸和甲基基丙烯酸,,羧基的引引入可以改改善树脂对对颜、填料料的润饰性性及对基材材的附着力力,而且同同环氧基团团有反应性性,对氨基基树脂的固固化有催化化活性。树树脂的羧基基含量常用用酸值(A.V.,即中和和1g树脂脂所需KOH的毫克克数,单位位mgKOH/g((固体树脂脂),一般般A.V.控制在在10mgKOH/g(固体体树脂)左左右,聚氨氨酯体系用用时,A.V.稍稍低些,氨氨基树脂用时A.V.可可以大些些,促进交交联。合成羟基型型丙烯酸树树脂时羟基基单体的种种类和用量量对树脂性性能有重要要影响。双双组分聚氨氨酯体系的的羟基丙烯烯酸组分常常用伯羟基基类单体::丙烯酸羟羟乙酯(HEA)或或甲基丙烯烯酸羟乙酯酯(HEMA);氨氨基烘漆的的羟基丙烯烯酸组分常常用仲羟基基类单体::丙烯酸-β-羟丙酯((HPA))或甲基丙丙烯酸-β-羟丙酯(HPMA)。伯羟羟基类单体体活性较高高,由其合合成的羟丙丙树脂用作作氨基烘漆漆的羟基组组分时影响响成漆贮存存,可选择择仲羟基丙丙酯单体。。近年来也也出现了一一些新型的的羟基单体体,如丙烯烯酸或甲基基丙烯酸羟羟丁酯,甲甲基丙烯酸酸羟乙酯与与ε-己内酯的的加成物((1︰1或或1︰2molratio,DowChem公司司)。17甲基丙烯酸酸羟乙酯与与ε-己内酯的的加成物所所合成的树树脂粘度较较低,而且且硬度、柔柔韧性可以以实现很好好的平衡。。另外,通通过羟基型型链转移剂剂(如巯巯基乙醇、、巯基丙醇醇、巯基丙丙酸-2-羟乙酯))可以在大大分子链端端引入羟基基,改善羟羟基分布,,提高硬度度,并使分分子量分布布变窄,降降低体系粘粘度。为提高耐乙乙醇性要引引入苯乙烯烯、丙烯睛睛及甲基丙丙烯酸的高高级烷基酯酯,降低酯酯基含量。。可以考虑虑二者并用用,以平衡衡耐候性和和耐乙醇性性。甲基丙丙烯酸的高高级烷基酯酯有甲基丙丙烯酸月桂桂酯、甲基基丙烯酸十十八醇酯等等。涂料用丙树树脂常为共共聚物,选选择单体时时必须考虑虑他们的共共聚活性。。由于单体体结构不同同,共聚活活性不同,,共聚物组组成同单体体混合物组组成通常不不同,对于于二元、三三元共聚,,他们通过过共聚物组组成方程可可以关联。。对于更多多元的共聚聚,没有很很好的关联联方程可用用,只能通通过实验研研究,具体体问题进行行具体分析析。实际工工作时一般般采用单体体混合物““饥饿态””加料法((即单体投投料速率<共聚速率率)控制共共聚物组成成。为使共共聚顺利进进行,共聚聚用混合单单体的竟聚聚率不要相相差太大,,如苯乙烯烯同醋酸乙乙烯、氯乙乙烯、丙烯烯睛难以共共聚。必须须用活性相相差较大的的单体共聚聚时,可以以补充一种种单体进行行过18渡,即加入入一种单体体,而该单单体同其它它单体的竟竟聚率比较较接近、共共聚性好,,苯乙烯同同丙烯睛难难以共聚,,加入丙烯烯酸酯类单单体就可以以改善他们们的共聚性性。下表中一些些单体对的的竟聚率可可用来评估估单体的共共聚活性。。(,,))M1M2r1r2甲基丙烯酸甲酯苯乙烯丙烯酸甲酯丙烯酸乙酯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸甲基丙烯酸缩水甘油酯丙烯睛氯乙烯醋酸乙烯酯马来酸酐0.4602.1502.0001.8800.5500.7501.22410.00020.006.7000.5200.4000.2800.4301.5500.9400.1500.1000.0150.02019丙烯酸丁酯苯乙烯丙烯睛甲基丙烯酸氯乙烯醋酸乙烯酯0.1800.8200.3504.4003.4800.8401.0801.3100.0700.018丙烯酸-2-乙基己酯苯乙烯氯乙烯醋酸乙烯酯0.3104.1507.5000.9600.1600.040苯乙烯丙烯酸甲酯甲基丙烯酸缩水甘油酯甲基丙烯酸丙烯睛氯乙烯醋酸乙烯酯马来酸酐0.7500.4500.1500.40017.0055.000.0190.2000.5500.7000.0400.0200.0100.000选择单体时时还应注意意单体的毒毒性大小,,一般丙烯烯酸酯的毒毒性大于对对应甲基丙丙烯酸酯的的毒性,如如丙烯酸甲甲酯的毒性性大于甲基基丙烯酸甲甲酯的毒性性,此外丙丙烯酸乙酯酯的毒性也也较大。在在与丙烯酸酸酯类单体体共聚用的的单体中,,丙烯睛、、丙烯酰胺胺的毒性很很大,应注注意防护。。20二、的的设计玻璃化温度度反映无定定型聚合物物由脆性的的玻璃态转转变为高弹弹态的转变变温度。不不同用途的的涂料,其其树脂的玻玻璃化温度度相差很大大。外墙漆漆用的弹性性乳液其一一般低于--10℃,,北方应更更低一些;;而热塑性性塑料漆用用树脂的一一般高于60℃。交交联型丙烯烯酸树脂的的一般在--20~400℃。。玻璃化温温度的设计计常用FOX公式::其中,为为第i种单体的质质量分数,,为为第i种单单体对应均均聚物的玻玻璃化温度度,单位用用K。一些单体体的玻璃化化温度见前前表。该公公式式计计算算值值有有一一定定参参考考价价值值,,但但其其准准确确度度和和单单体体组组成成有有关关,,并并不不确确定定。。21三、、引引发发剂剂的的选选择择溶剂剂型型丙丙烯烯酸酸树树脂脂的的引引发发剂剂主主要要有有过过氧氧类类和和偶偶氮氮类类两两种种。。常用用的的过过氧氧类类引引发发剂剂的的引引发发活活性性见见下下表表::品名不同半衰期对应的分解温度(℃)0.1h1h10h过氧化二苯甲酰(BPO)1139171过氧化二月桂酰997961过氧化-2-乙基已酸叔丁酯1139172过氧化-2-乙基己酸叔戊酯1119173过氧乙酸叔丁酯139119100过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)142122103过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯13511494叔丁基过氧化氢(TBHP)207185164异丙苯过氧化氢195166140二叔丁基过氧化物(DTBP)164141121过碳酸二环己酯765944过碳酸二(2-乙基己酯)80614422其中中过过氧氧化化二二苯苯甲甲酰酰((BPO))是是一一种种最最常常用用得得过过氧氧类类引引发发剂剂,,正正常常使使用用温温度度70~~100℃℃,,过过氧氧类类引引发发剂剂容容易易发发生生诱诱导导分分解解反反应应,,而而且且其其初初级级自自由由基基容容易易夺夺取取大大分分子子链链上上的的氢氢、、氯氯等等原原子子或或基基团团,,进进而而在在大大分分子子链链上上引引入入支支链链,,使使分分子子量量分分布布变变宽宽。。过过氧氧化化苯苯甲甲酸酸叔叔丁丁酯酯是是近近年年来来得得到到重重要要应应用用的的引引发发剂剂,,微微黄黄色色液液体体,,沸沸点点124℃℃,,溶溶于于大大多多数数有有机机溶溶剂剂,,室室温温稳稳定定,,对对撞撞击击不不敏敏感感,,储储运运方方便便,,它它克克服服了了过过氧氧类类引引发发剂剂的的一一些些缺缺点点,,所所合合成成的的树树脂脂分分子子量量分分布布较较窄窄,,有有利利于于固固体体分分的的提提高高。。偶氮氮类类引引发发剂剂品品种种较较少少,,常常用用的的主主要要有有偶偶氮氮二二异异丁丁腈腈((AIBN))、、偶偶氮氮二二异异庚庚腈腈((ABVN))。。其其中中AIBN是是最最常常用用的的引引发发剂剂品品种种,,使使用用温温度度60~~80℃℃,,该该引引发发剂剂一一般般无无诱诱导导分分解解反反应应,,所所得得大大分分子子得得分分子子量量分分布布较较窄窄。。热热塑塑性性丙丙烯烯酸酸树树脂脂常常采采用用该该类类引引发发剂剂。。其其引引发发活活性性见见下下表表::不同半衰期(h)(对应分解温度℃)偶氮二异丁腈73h(500C)16.6h(600C)5.1h(700C)偶氮二异庚腈2.4h(600C)0.97h(700C)0.27h(800C)23为了了使使聚聚合合平平稳稳进进行行,,溶溶液液聚聚合合时时常常采采用用引引发发剂剂同同单单体体混混合合滴滴加加的的工工艺艺,,单单体体滴滴加加完完毕毕,,保保温温数数小小时时后后,,还还需需一一次次或或几几次次追追加加滴滴加加后后消消除除引引发发剂剂,,以以尽尽可可能能提提高高转转化化率率,,每每次次引引发发剂剂用用量量为为前前者者的的10%%~30%%。。四、、溶溶剂剂的的选选择择用作作室室温温固固化化双双组组分分聚聚氨氨酯酯羟羟基基组组分分的的丙丙烯烯酸酸树树脂脂不不能能使使用用醇醇类类、、醚醚醇醇类类溶溶剂剂,,以以防防其其和和异异氰氰酸酸酯酯基基团团反反应应,,溶溶剂剂中中含含水水量量应应尽尽可可能能低低,,可可以以在在聚聚合合完完成成后后,,减减压压脱脱出出部部分分溶溶剂剂,,以以带带出出体体系系微微量量的的水水分分。。常常用用的的溶溶剂剂为为甲甲苯苯、、二二甲甲苯苯,,可可以以适适当当加加些些乙乙酸酸乙乙酯酯、、乙乙酸酸丁丁酯酯。。环环保保涂涂料料用用溶溶剂剂不不准准含含““三三苯苯””————苯苯、、甲甲苯苯、、二二甲甲苯苯,,通通常常以以乙乙酸酸乙乙酯酯、、乙乙酸酸丁丁酯酯((BAC))、、丙丙二二醇醇甲甲醚醚乙乙酸酸酯酯((PMA))混混合合溶溶剂剂为为主主。。也也有有的的体体系系以以乙乙酸酸丁丁酯酯和和重重重重芳芳烃烃((如如重重芳芳烃烃S--100,,重重芳芳烃烃S--150))作作溶溶剂剂。。氨基基烘烘漆漆用用羟羟基基丙丙烯烯酸酸树树脂脂可可以以用用二二甲甲苯苯、、丁丁醇醇作作混混合合溶溶剂剂,,有有时时拼拼入入一一些些丁丁基基溶溶纤纤剂剂((BCS,,乙乙二二醇醇丁丁醚醚))、、S--100、、PMA、、乙乙二二醇醇乙乙醚醚乙乙酸酸酯酯((CAC))。。24热塑性丙烯烯酸树脂除除使用上述述溶剂外,丙酮、丁丁(甲乙)酮(MEK)、甲甲基异丁基基酮(MIBK)等等酮类溶剂剂,乙醇、、异丙醇((IPA))、丁醇等等醇类溶剂剂也可应用用。实际上,树树脂用途决决定单体的的组成及溶溶剂选择,,为使聚合合温度下体体系处于回回流状态,,溶剂常用用混合溶剂剂,低沸点点组分起回回流作用,,一旦确定定了回流溶溶剂,就可可以根据回回流温度选选择引发剂剂,对溶液液聚合,主主引发剂在在聚合温度度时的半衰衰期一般在在0.5~~2h之间间较好。有有时可以复复合使用一一种较低活活性引发剂剂,其半衰衰期一般在在2~4h之间。25五、分子量量调节剂为了调控分分子量,就就需要加入入分子量调调节剂(或或称为粘度度调节剂、、链转移剂剂)。分子子量调节剂剂可以被长长链自由基基夺取原子子或基团,,长链自由由基转变为为一个死的的大分子,,并再生出出一个具有有引发、增增长活性的的自由基,,因此好的的分子量调调节剂只降降低聚合度度或分子量量,对聚合合速率没有有影响。其其用量可以以用平均聚聚合度方程程进行计算算,但是自自由基聚合合有关聚合合动力学参参数很难查查到,甚至至同一种调调节剂的链链转移常数数也是聚合合条件的变变量,因此此其用量只只能通过多多组实验确确定。现在在常用的品品种为硫醇醇类化合物物。如正十十二烷基硫硫醇,仲十十二烷基硫硫醇,叔十十二烷基硫硫醇,巯基基乙醇,巯巯基乙酸等等。巯基乙乙醇在转移移后再引发发时可在大大分子链上上引入羟基基,减少羟羟基型丙烯烯酸树脂合合成中羟基基单体用量量。硫醇一般带带有臭味,,其残余将将影响感官官评价,因因此其用量量要很好地地控制,目目前,也有有一些低气气味转移剂剂可以选择择,如甲基基苯乙烯的的二聚体。。另外根据据聚合度控控制原理,,通过提高高引发剂用用量也可以以对分子量量起到一定定的调控作作用。返回26第四节溶溶剂型丙丙烯酸树脂脂溶剂型丙烯烯酸树脂是是丙烯酸树树脂的一类类,可以用用作溶剂涂涂料的成膜膜物质,该该溶液是一一种浅黄色色或水白色色的透明性性黏稠液体体。溶剂型型丙烯酸树树脂的合成成主要采用用溶液聚合合,如果选选择恰当的的溶剂(常常为混合溶溶剂),如如溶解性好好、挥发速速度满足施施工要求、、安全、低低毒等,聚聚合物溶液液可以直接接用作涂料料基料进行行涂料配制制,使用非非常方便。。丙烯酸类类单体的溶溶液共聚合合多采用釜釜式间歇法法生产。聚聚合釜一般般采用带夹夹套的不锈锈钢或搪玻玻璃釜,通通过夹套换换热,以便便加热、排排除聚合热热或使物料料降温,同同时,反应应釜装有搅搅拌和回流流冷凝器,,有单体及及引发剂的的进料口,,还有惰性性气体入口口,并且安安装有防爆爆膜。其基基本工艺如如下:(1)共共聚单体的的混合。关关键是计量量,无论大大料(如硬硬、软单体体)或是小小料(如功功能单体、、引发剂、、分子量调调节剂等))最好精确确到0.2%以内,,保证配方方的准确实实施。同时时,应该现现配现用。。(2)加加入釜底料料。将配方方量的(混混合)溶剂剂加入反应应釜,逐步步升温至回回流温度,,保温约0.5h,,驱氧。27(3)在在回流温度度下,按工工艺要求滴滴加单体和和引发剂的的混合溶液液。滴加速速度要均匀匀,如果体体系温升过过快应降低低滴料速度度。(4)保保温聚合。。单体滴完完后,保温温反应一定定时间,使使单体进一一步聚合。。(5)后后消除。保保温结束后后,可以分分两次或多多次间隔补补加引发剂剂,提高转转化率。(6)再再保温。(7)取取样分析。。主要测外外观、固含含量和黏度度等指标。。(8)调调整指标。。(9)过过滤、包装装、质检、、入库。28溶液聚合的的工艺流程程图见下图图。29一、热塑性性丙烯酸树树脂热塑性丙烯烯酸树脂可可以熔融、、在适当溶溶剂中溶解解,由其配配制的涂料料靠溶剂挥挥发后大分分子的聚集集成膜,成成膜时没有有交联反应应发生,属属非反应型型涂料。为为了实现较较好的物化化性能,应应将树脂的的分子量做做大,但是是为了保证证固体分不不至于太低低,分子量量又不能过过大,一般般在几万时时物化性能能和施工性性能比较平平衡。该类涂料具具有丙烯酸酸类涂料的的基本优点点,耐候性性好(接近近交联型丙丙烯酸涂料料的水平)),保光、、保色性优优良,耐水水、耐酸、、耐碱良好好。但也存存在一些缺缺点:固体体分低(固固体分高时时黏度大,,喷涂时易易出现拉丝丝现象),,涂膜丰满满度差,低低温易脆裂裂、高温易易发黏,溶溶剂释放性性差,实干干较慢,耐耐溶剂性不不好等。为克服热塑塑性丙烯酸酸树脂的弱弱点,可以以通过配方方设计或拚拚用其它树树脂给于解解决。要根根据不同基基材的涂层层要求设计计不同的玻玻璃化温度度,如金属属用漆树脂脂的玻璃化化温度通常常在30~60℃,,塑料漆用用树脂可将将玻璃化温温度设计得得高些(80~100℃),,溶剂型建建筑涂料树树脂的玻璃璃化温度一一般大于50℃;引引入甲基丙丙烯酸正丁丁酯或甲基基丙烯酸异异丁酯、甲甲基丙烯酸酸叔丁酯、、甲基丙烯烯酸月桂酯酯、甲基丙丙烯酸十八八醇酯、丙丙烯腈改善善耐乙醇性性。引入丙丙烯酸或甲甲基丙烯酸酸及羟基丙丙烯酸酯等等极性单体体可以改善善树脂对颜颜填料30得润湿性,,防止涂膜膜覆色发花花。若冷拚拚适量的硝硝酸酯纤维维素或醋酸酸丁酸酯纤纤维素可以以显著改善善成漆得溶溶剂释放性性、流平性性或金属闪闪光漆的铝铝粉定向性性。金属闪闪光漆的树树脂酸值应应小于3mgKOH/g(树树脂)。塑料漆用热热塑性丙烯烯酸树脂的的合成配方方及合成工工艺:(1)合成成配方序号原料名称用量(质量份)01甲基丙烯酸甲酯27.0002甲基丙烯酸正丁酯6.00003丙烯酸0.400004苯乙烯9.00005丙烯酸正丁酯7.10006二甲苯40.0007S-1005.00008二叔丁基过氧化物0.400009二叔丁基过氧化物0.100010二甲苯5.000(2)合成成工艺先将06、、07投入入反应釜中中,通氮气气置换反应应釜中的空空气,加热热到125℃,将01、02、03、、04、08于4~~4.5小小时滴入反反应釜,保保温2小时时,加入09、10于反应釜釜,在保温温2~3小小时,降温温,出料。。该树脂固含含:50±±2,粘粘度:4000-6000((25℃下下的旋转粘粘度),主主要性能是是耐候性与与耐化学性性好。31二、热固性性丙烯酸树树脂热固性丙烯烯酸树指也也称为交联联型或反应应型丙烯酸酸树指。它它可以克服服热塑性丙丙烯酸树脂脂的缺点,,使涂膜的的机械性能能、耐化学学品性能大大大提高。。其原因在在于成膜过过程伴有交交联反应发发生,最终终形成网络络结构,不不熔不溶。。热固性丙丙烯酸树指指分子量通通常较低,,10000左右,,高固体份份的树脂约约在3000左右。。反应型丙烯烯酸树指可可以根据其其携带的可可反应官能能团特征分分类,主要要包括羟基基丙烯酸树树脂、羧基基丙烯酸树树脂和环氧氧基丙烯酸酸树脂。其其中羟基丙丙烯酸树脂脂是最重要要的一类,,用于同多多异氰酸酯酯固化剂配配制室温干干燥双组分分丙烯酸-聚氨酯涂涂料和丙烯烯酸-氨基基烘漆,这这两类涂料料应用范围围广、产量量大。其中中,丙烯酸酸-聚氨酯酯涂料主要要用于飞机机、汽车、、摩托车、、火车、工工业机械、、家电、家家具、装修修及其它高高装饰性要要求产品的的涂饰,属属重要的工工业或民用用涂料品种种。丙烯酸酸-氨基烘烘漆主要用用于汽车原原厂漆、摩摩托车、金金属卷材、、家电、轻轻工产品及及其它金属属制品的涂涂饰,属重重要的工业业涂料。羧羧基丙烯酸酸树脂和环环氧基丙烯烯酸树脂分分别用于同同环氧树脂脂及羧基聚聚酯树脂配配制粉末涂涂料。交联联型丙烯酸酸树脂的交交联反应见见下表:32丙烯酸树脂官能团种类功能单体交联反应物质

羟基羧基环氧基N-羟甲基或甲氧基酰胺基(甲基)丙烯酸羟基烷基酯(甲基)丙烯酸、衣康酸或马来酸酐(甲基)丙烯酸缩水甘油酯N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺与烷氧基氨基树脂热交联与多异氰酸酯室温交联与环氧树脂环氧基热交联与羧基聚酯或羧基丙烯酸树脂热交联加热自交联,与环氧树脂或烷氧基氨基树脂热交联331.聚氨酯酯漆用羟基基型丙烯酸酸树脂的合合成配方及及合成工艺艺(1)合成成配方序号原料名称用量(质量份)01甲基丙烯酸甲酯21.002丙烯酸正丁酯19.003甲基丙烯酸0.10004丙烯酸-β-羟丙酯7.5005苯乙烯12.006二甲苯-128.007过氧化二苯甲酰-10.80008过氧化二苯甲酰-20.12009二甲苯-26.0010过氧化二苯甲酰-30.12011二甲苯-36.0034(2)合成成工艺①将06打底用溶溶剂加入反反应釜;用用置换,升升温使体系系回流,保保温0.5h;②将01~05单单体、07引发剂混混合均匀,,用3.5h匀速加加入反应釜釜;③保温反反应3h;;④将08用09溶溶解,加加入反应釜釜,保温1.5h;;⑤将10用11溶溶解,加加入反应釜釜,保温2h;⑥取样分分析。外观观、固含、、粘度合格格后,过滤滤、包装。。该树脂可以以同聚氨酯酯固化剂((即多异氰氰酸酯)配配制室温干干燥型双组组分聚氨酯酯清漆或色色漆。催化化剂用有机机锡类,如如二月桂酸酸二正丁基基锡(DBTDL))。352.氨基烘烘漆用羟基基丙烯酸树树脂的合成成配方及合合成工艺(1)合成成配方

原料名称用量(质量份)01乙二醇丁醚醋酸酯100.002重芳烃-150320.003丙烯酸-β-羟丙酯90.0004苯乙烯370.005甲基丙烯酸甲酯50.0006丙烯酸5.00007丙烯酸异辛酯30.0008叔丁基过氧化苯甲酰4.00009叔丁基过氧化苯甲酰1.00010重芳烃-15030.0036(2)合成成工艺先将01、、02投入入反应釜中中,通氮气气置换反应应釜中的空空气,加热热到135±2℃,,将03、、04、05、06、07、、08于3.5~4小时滴入入反应釜,,保温2小小时,加入入09、10于反应应釜,在保保温2~3小时,降降温,出料料。该树脂固固含:55±2%;;粘度::4000~5000(25℃);;酸值::4~8;色泽泽:<1。主要要性能是是光泽及及硬度高高,流平平性好。。返回37第五节水水性丙丙烯酸树树脂与传统的的溶剂型型涂料相相比,水水性涂料料具有价价格低、、使用安安全,节节省资源源和能源源,减少少环境污污染和公公害等优优点,因因而已成成为当前前发展涂涂料工业业的主要要方向。。水性丙丙烯酸烯烯树脂涂涂料是水水性涂料料中发展展最快、、品种最最多的无无污染型型涂料。。水性丙烯烯酸树脂脂包括丙丙烯酸树树脂乳液液、丙烯烯酸树脂脂水分散散体(亦亦称水可可稀释丙丙烯酸))及丙烯烯酸树脂脂水溶液液。乳液液主要是是由油性性烯类单单体乳化化在水中中在水性性自由基基引发剂剂引发下下合成的的,而树树脂水分分散体则则是通过过自由基基溶液聚聚合或逐逐步溶液液聚合等等不同的的工艺合合成的。。从粒子子粒径看看:乳液液粒径>树脂水水分散体体粒径>水溶液液粒径。。从应用用看以前前两者最最为重要要。丙烯酸乳乳液主要要用于乳乳胶漆的的基料,,在建筑筑涂料市市场占有有重要的的应用,,目前其其应用还还在不断断扩大;;近年来来丙烯酸酸树脂水水分散体体的开发发、应用用日益引引起人们们的重视视,在工工业涂料料、民用用涂料领领域的应应用不断断拓展。。根据单单体组成成通常分分为纯丙丙乳液、、苯丙乳乳液、醋醋丙乳液液、硅丙丙乳液、、叔醋((叔碳酸酸酯-醋醋酸乙烯烯酯)乳乳液、叔叔丙(叔叔碳酸酯酯-丙烯烯酸酯))乳液等等38一、丙烯烯酸乳液液的合成成乳液聚合合是一种种重要的的自由基基聚合实实施方法法。由于于其独特特的聚合合机理,,可以以以高的聚聚合速率率合成高高分子量量的聚合合物,是是橡胶用用树脂((丁苯橡橡胶)、、乳胶漆漆基料的的重要聚聚合方法法。其中中丙烯酸酸乳液是是最重要要的乳胶胶漆基料料,具有有颗粒细细、弹性性好、耐耐光、耐耐候、耐耐水的特特点。丙丙烯酸乳乳液的合合成充分分体现了了乳液聚聚合对涂涂料工业业的重要要性。乳液聚合合的特点点:①水作作分散介介质,粘粘度低且且稳定,,价廉安安全。②机理理独特,,可以同同时提高高聚合速速率和聚聚合物分分子量。。若用氧氧化-还还原引发发体系,,聚合可可在较低低的温度度下进行行。③对直直接应用用胶乳((乳液))的场合合更为方方便,如如涂料,,胶粘剂剂,水性性墨等。。④获得得固体聚聚合物时时须经破破乳、洗洗涤、脱脱水、干干燥等工工序,纯纯化困难难,生产产成本较较悬浮聚聚合高。。乳液聚合合与其它它自由基基聚合方方法相比比具有速速度快、、平均分分子量高高的特点点,所以以如此是是由它的的聚合机机理所决决定的。。391.丙烯烯酸乳液液的合成成原料油性单体体在水介介质中由由乳化剂剂分散成成乳状液液,由水水溶性引引发剂引引发的聚聚合称为为乳液聚聚合。乳乳液聚合合的最简简单配方方为:油油性((可含少少量水性性)单体体:30%~60%;;去离子子水:40%~~70%;水水溶性引引发剂::0.3~0.7%;;乳化剂剂(Emulsifier)):1%~3%。(1)乳乳化剂剂乳化剂实实际上是是一种表表面活性性剂,它它可以极极大的降降低界面面(表面面)张力力,使互互不相溶溶的油水水两相借借助搅拌拌的作用用转变为为能够稳稳定存在在、久置置亦难以以分层的的白色乳乳液,是是乳液聚聚合的必必不可少少的组分分,在其其他工业业部门也也具有重重要应用用。因此,其其结构包包括两部部分:其其头部表表示亲水水端,棒棒部表示示亲油的的烃基端端,如果果这两个个部分以以恰当的的质、量量进行结结合,则则这种表表面活性性剂分子子既不同同于水溶溶性物质质以分子子状态溶溶于水中中,也不不同于油油和水的的难溶,,而是以以一种特特殊的结结构-““胶束(micelle)的的形式分分散在水水中。40胶束的结结构见下下图:胶束是一一种纳米米级的聚聚集体,,成球形形或棒形形,一般般含50个表面面活性剂剂分子,,亲水端端指向水水相,亲亲油端指指向其内内核,因因此油性性单体就就可以借借助搅拌拌的作用用扩散进进入内核核,或者者说胶束束具有增增溶富积积单体的的作用。。研究发发现正是是增溶胶胶束才是是发生乳乳液聚合合的场合合。41①乳化化剂的作作用a.分散散作用———乳化化剂使油油水界面面张力极极大降低低,在搅搅拌作用用下,使使油性单单体相以以细小液液滴(d<1000nm)分分散于水水相中,,形成乳乳液。b.稳定定乳液———在乳乳液中,,表面活活性剂分分子主要要定位于于两相液液体的界界面上,,亲水基基团与水水相接触触。亲油油基团与与油相接接触,乳乳液聚合合中常用用阴离子子型表面面活性剂剂(如十十二烷基基硫酸钠钠,)作作主乳化化剂,其其亲水端端带有负负电荷,,这样液液滴上的的同种电电荷层相相互排斥斥,可阻阻止液滴滴间的聚聚集,起起到稳定定乳液的的作用。。非离子型型表面活活性剂,,如壬基基酚聚环环氧乙烷烷醚作助乳化化剂,其其亲水链链段聚环环氧乙烷烷嵌段定定向吸附附到乳胶胶粒的表表面上,,通过氢氢键作用用吸附大大量的水水,这层层水层的的位阻效效应也有有利于乳乳液的稳稳定。42c.增溶溶液作用用——表表面活性性剂分子子在浓度度超过临临界胶束束浓度时时,可形形成胶束束,这些些胶束中中可以增增溶单体体,称为为增溶胶胶束,也也是真正正发生聚聚合的场场所。如如:ST室温溶溶解度为为:0.07g/cm3,乳乳液聚合合中可增增溶液到到2%,,提高了了30倍倍。表面活性性剂通常常依其结结构特征征分为::阴离子子型、阳阳离子型型、两性性型及非非离子型型。近年年来一些些新的品品种不断断出现,,如:高高分子表表面活性性剂,耐耐热(不不燃)、、抗闪蚀蚀磷酸酯酯类表面面活性剂剂,反应应型表面面活性剂剂。乳液液聚合用用表面活活性剂要要求其有有很好的的乳化性性。阴离离子型主主要以双双电层结结构分散散、稳定定乳液,,其特点点是乳化化能力强强;非离离子型主主要以屏屏蔽效应应分散、、稳定乳乳液,其其特点是是可增加加乳液对对pH、、盐和冻冻溶的稳稳定性。。因此乳乳液聚合合时常将将阴离子子型和非非离子型型表面活活性剂复复合使用用,提高高乳液综综合性能能。阴离离子型乳乳化剂的的用量一一般占单单体的1%~2%,非非离子型型乳化剂剂的用量量一般占占单体的的2%~4%。。43②乳化化剂的几几个性能能指标。。a.C.M.C(criticalmicellebalance)值值——临临界胶束束浓度。。指能够够形成胶胶束的最最低表面面活性剂剂浓度。。浓度低低于C.M.C值时,,乳化剂剂以单个个分子状状态溶解解于水中中,形成成真溶液液,高于于C.M.C值值时,则则乳化剂剂分子聚聚集成““胶束””,亲水水基团指指向水相相,亲油油基拒水水指向胶胶束内核核,每个个胶束由由50到到100个乳化化剂分子子组成。。因此乳乳液聚合合时其浓浓度必须须大于C.M.C。各各种乳化化剂的C.M.C值有有手册可可查,实实验测得得,CMC通常常都较低低:10-5~10-2mol/L,或或0.02%~~0.4%左右右。b.H.L.B值值——亲水水-亲油平平衡值。每每个表面活活性剂分子子都含有亲亲水、亲油油基团,这这两种基团团的大小和和性质影响响其乳化效效果,通常常用H.L.B值表表示表面活活性剂的亲亲水、亲油油性。H.L.B越越大,亲水水性越强,,H.L.B值一般般在1~40之间。。乳液聚合合常选用阴阴离子型水水包油型((O/W))乳化剂,,H.L.B值在8~18之之间。各种种乳化剂的的H.L.B值亦有有手册可查查,也可以以通过试验验或一定模模型(如基基团质量贡贡献法)进进行计算。。试验发现现,复合乳乳化剂具有有协同效应应,复合乳乳化剂的H.L.B值可以用用这几种乳乳化剂H.L.B值值的质量平平均值进行行计算。44c.阴离离子乳化剂剂的三相平平衡点———即阴离子子乳化剂处处于分子溶溶解状态、、胶束、凝凝胶三相平平衡时的温温度,亦称称为克拉夫夫特点(Kraftpoint)。。高于三相相平衡点,,凝胶消失失,仅以分分子、胶束束状态存在在,但当低低于三相平平衡点时乳乳化剂分子子以凝胶析析出,失去去乳化能力力。聚合温度应应选择高于于三相平衡衡点,>。。非非离了型表表面活性剂剂无三相平平衡点。d.非离离了型表面面活性剂的的浊点———非离了型型表面活性性剂的水溶溶液加热至至一定温度度时,溶液液由透明变变为混浊,,出现这一一现象的临临界温度即即为浊点((cloudpoint))。非离了了型表面活活性剂之所所以存在浊浊点是由于于其溶解特特点决定的的,非离了了型表面活活性剂的水水溶液中,,表面活性性剂分子通通过氢键和和水形成缔缔合体,从从而使乳化化剂能溶于于水形成透透明溶液,,随着温度度的升高,,分子运动动能力提高高,缔合的的水层变薄薄,表面活活性剂的溶溶解性大大大降低,即即从水中析析出。因此此,乳液聚合温温度设计的的应低于非非离了型表表面活性剂剂的浊点,,即<。。45常用乳化剂剂的H.L.B、C.M.C值见下表表:名称HLBCMC/%十二烷基硫酸钠(SDS)400.02十二烷基磺酸钠130.1十二烷基苯磺酸钠11琥拨酸二辛酯磺酸钠油酸钠18.00.03对壬基酚聚氧化乙烯(n=4)醚8.8对壬基酚聚氧化乙烯(n=9)醚13.00.005对壬基酚聚氧化乙烯(n=10)醚13.20.005对壬基酚聚氧化乙烯(n=30)醚17.20.02对壬基酚聚氧化乙烯(n=40)醚17.80.04对壬基酚聚氧化乙烯(n=100)醚19.00.1对辛基酚聚氧化乙烯(n=9)醚13.00.005对辛基酚聚氧化乙烯(n=30)醚17.40.03对辛基酚聚氧化乙烯(n=40)醚18.00.04聚氧化乙烯(分子量400)单月桂酸酯13.146乳化剂的乳乳化性能可可以这样进进行初步判判断:按配配方量在试试管中分别别加入水、、乳化剂、、单体,上上下剧烈摇摇动一分钟钟,放置三三分钟,若若不分层,,说明乳化化剂乳化性性能优良。。(2)引引发剂的选选择乳液聚合常常采用水溶溶性热分解解型引发剂剂。一般使使用过硫酸酸盐():过硫酸酸胺、过硫硫酸钾、过过硫酸钠。。其分解反反应式为::硫酸根阴离离子自由基基如果没有有及时引发发单体,将将发生如下下反应:())47其综合反应应式为:因此,随着着乳液聚合合的进行,,体系的pH值将不不断下降,,影响引发发剂的活性性,所以乳乳液聚合配配方中通常常包括缓冲冲剂,如碳碳酸氢钠,,磷酸二氢氢钠,醋酸酸钠。另外外,聚合温温度对其引引发活性影影响较大。。温度对过硫硫酸钾活性性的影响见见下表:T(℃)kd(s-1)t1/2(h)509.5x10-7212603.16x10-661702.33x10-58.3807.7x10-52.5903.3x10-435min48因此过硫酸酸钾引发剂剂的聚合温温度一般在在80℃℃以上,聚聚合终点,,短时间可可加热到90℃,以以使引发剂剂分解完全全,进一步步提高单体体转化率。。此外,氧化化-还原引引发体系也也是经常使使用的品种种。其中氧氧化剂有::无机的过过硫酸盐,,过氧化氢氢;有机的的异丙苯过过氧化氢,,特丁基过过氧化氢,,二异丙苯苯过氧化氢氢,等等。。还原剂有亚亚铁盐(Fe2+),亚硫酸酸氢钠(NaHSO3),亚硫酸酸钠(Na2SO3),连二亚亚硫酸钠(Na2S2O6),硫代硫硫酸钠(Na2S2O3),吊白粉粉。过硫酸酸盐、亚硫硫酸盐构成成的氧化-还原引发发体系,其其引发机理理为:2349氧化-还原原引发体系系反应活化化能低,在在室温或室室温以下仍仍具有正常常的引发速速率,因此此在乳液聚聚合后期为为避免升温温造成乳液液凝聚,可可用氧化-还原引发发体系在50~70℃条件下进进行单体的的后消除,,降低单体体残留率。。氧化剂与还还化剂的配配比并非严严格的化学学计量,一一般将氧化化剂稍过量量,往往存存在一个最最佳配比,,此时引发发速率最大大,该值影影响变量复复杂,具体体用量需要要通过实验验才能确定定。(3)活活性乳化剂剂乳液聚合的的常规乳化化剂为低分分子化合物物,随着乳乳胶漆的成成膜,乳化化剂向表面面迁移,对对漆膜耐水水性、光泽泽、硬度产产生不利变变化。活性性乳化剂实实际上是一一种表面活活性单体,,其通过聚聚合借共价价键连入高

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