涂料用丙烯酸树脂(中分)教学文案

涂料(túliào)用丙烯酸树脂深圳市立骅鑫贸易有限公司(yǒuxiànɡōnɡsī)丸山一芳（溶剂型为主）第一页，共54页。丙烯酸树脂(shùzhī)是什么？甲基丙烯酸甲酯（MMA），苯乙烯（St），甲基丙烯酸二羟乙酯（2-HEMA），丙烯酸（AA）等单体(dāntǐ)聚合的聚合体丙烯酸树脂(shùzhī)的优点？1）耐久性耐候性，耐化学性，耐水性等2）无色适合清漆用3）广泛的性能什么性能也得到4）长期稳定性长期库存中不会反应第二页，共54页。苯乙烯St100甲基丙烯酸甲酯MMA105甲基丙烯酸叔丁酯tBMA107甲基丙烯酸异丁酯iBMA53甲基丙烯酸正丁(zhènɡdīnɡ)甲酯nBMA20甲基丙烯酸环己酯CHMA66甲基丙烯酸二乙己酯2EHMA-10甲基丙烯酸月桂酯LMA-65甲基丙烯酸二羟乙酯2-HEMA55甲基丙烯酸二羟丙酯2-HPMA26甲基丙烯酸MMA144丙烯酸甲酯MA6丙烯酸乙酯EA-24丙烯酸正丁(zhènɡdīnɡ)酯nBA-56丙烯酸二羟乙酯2-HEA-15丙烯酸AA87中文名称英文简称(jiǎnchēng)Tg(°C)常用单体的种类和玻璃(bōlí)温度（Tg）第三页，共54页。丙烯酸树脂(shùzhī)的聚合方式本体聚合(jùhé)Bulkpolymerization有机玻璃板（Mw最大）溶液聚合(jùhé)Solutionpolymerization一般的（Mw最少）

悬浮聚合(jùhé)Suspensionpolymerization粒子树脂（Mw稍大）乳液聚合(jùhé)Emulsionpolymerization乳液（Mw大）聚合方式(fāngshì)（英文）特征第四页，共54页。1051）分子量和Tg的关系(guānxì)MwTg(°C)溶液聚合的MMA的TgMMA的Tg和分子量有机玻璃(yǒujībōlí)板第五页，共54页。2）丙烯酸树脂(shùzhī)的理论Tg

１

ｗ１

ｗ２

ｗ３Ｔｇｐ

Ｔｇ（１）

Ｔｇ（２）

Ｔｇ（３）

1

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Ｔｇｐ

ＴｇｎΣＴｇｐ：聚合物的TgＴｇｎ：单体n的TgＷｎ：单体n的重量(zhòngliàng)比率=第六页，共54页。

［Ｍ］

√Ｉ∝ＭｗＭｗ：聚合物的分子量Ｉ：引发剂量Ｍ：单体(dāntǐ)的浓度3）单体浓度和引发(yǐnfā)剂量影响聚合物的分子量第七页，共54页。半衰期中文名称英文名称形状(xíngzhuàn)(10hrs,°C)过氧化苯甲酰Benzoilperoxide粉体72偶氮二异丁腈Azobisisobutylonitrile粉体67过氧化2-乙基己酸叔丁酯Tertiary-peroxy2ethylhexanate液体(yètǐ)74过氧化苯甲酰叔丁酯Tertiary-butylperoxybenzoate液体(yètǐ)105过氧化二叔丁基Di-tertiary-butylperoxide液体(yètǐ)126常用(chánɡyònɡ)引发剂按照溶剂的沸点，聚合物的分子量和反应温度，选择适当的引发剂第八页，共54页。ＡＢ引发(yǐnfā)剂浓度分子量4）引发(yǐnfā)剂浓度和分子量的关系第九页，共54页。5）选泽丙烯酸树脂(shùzhī)的溶剂（○）：很少使用(shǐyòng)芳香族溶剂(róngjì)醇，醚醇类酯类酮类沸点(Tol,Xyl)(BuOH,BCS)(BuAc)(MIBK)烤漆用○○（○）（○）高热塑性用○○（○）（○）低多元醇用○○（○）低第十页，共54页。树脂参数涂料特性TgOH值酸值分子量可使用时间(Potlife)

〇◎〇干燥性◎〇〇〇颜料分散性〇

〇◎光泽〇

◎丰满度

◎硬度◎〇

◎耐溶剂性〇◎

〇耐污染性〇◎

〇附着性◎〇◎

耐候性〇〇

〇6）树脂的因素和涂膜性能(xìngnéng)的关系第十一页，共54页。树脂原料原料性质(xìngzhì)树脂性能Tg涂膜物理性能，干燥性，硬度，附着性极性溶解性，耐药品性，附着性单体官能基固化性，附着性聚酯颜料分散性，耐久性溶剂极性，溶解力，挥发速度粘度，相溶性，干燥性引发剂分解速度分子量树脂参数树脂性能羟值耐溶剂性，耐污染性酸值附着性，可使用时间粘度（分子量）流平性，丰满度，光泽，颜料分散性

官能基：羟基（-OH），羧基(-COOH)，胺基（-NH2）7）树脂的原料，参数(cānshù)和性能的关系第十二页，共54页。8）丙烯酸树脂的性能和因素(yīnsù)的关系高Tg溶解性发黄性外观侧链的C数多高侧链的C数多好多苯乙烯量优差分子量差优第十三页，共54页。分子量高施工(shīgōng)性优分子量高相容性优分子量高优物性分子量高优铝粉排列(páiliè)性第十四页，共54页。a.各种用途丙烯酸树脂(shùzhī)的特征基材单体系列重要的性能和特征塑胶用ＭＭＡ系列ＣＡＢ、ＮＣ相容性，附着性，Ｍｗ大，无管能基金属用Ｓｔ系列ＮＣ相容性，附着性，光泽，含有酸基建筑用ＭＭＡ，Ｓｔ系列溶剂(róngjì)系，ＮＡＤ系，颜料分散性，耐碱性１．热塑型丙烯酸树脂(shùzhī)第十五页，共54页。用途及固化方式单体(dāntǐ)系列重要的性能和特征塑胶用（ＮＣＯ固化）ＭＭＡ系列附着性（限制）（潮气固化）ＭＭＡ,St系列附着性（限制）汽车维修用（ＮＣＯ固化）Ｓｔ系列丰满度光泽高Ｔｇ耐汽油性家电用（氨基固化）Ｓｔ系列（无油醇酸改性）耐腐蚀性汽车用（氨基固化）金属漆ＭＭＡ系列铝粉排列性，稳定性清漆Ｓｔ系列透明性，重涂性，稳定性金属用Ｓｔ系列透明性，外观，附着性木器用MMA系列透明性，外观，耐热水性２.热固形型丙烯酸树脂(shùzhī)第十六页，共54页。1.热塑性丙烯酸树脂(shùzhī)1）塑胶用塑胶的附着性和极性（替代溶解性指标(zhǐbiāo)）有很大的关系最重要(zhòngyào)的性能附着性溶剂Sp塑胶Sp

水23.4PTFE6.2酒精14.5PE7.7-8.4丁醇11.4PS8.5-10.3甲苯8.8PVC9.4-10.8二甲苯8.9PET10.7乙酸丁酯8.5AS12.8正己烷7.36.6NYLON13.8a.附着性第十七页，共54页。塑胶PTFEPEPPPSPCABS/PCAS=ABS?Sp6.27.7-8.48.5-10.312.8极性低高树脂(shùzhī)没有(méiyǒu)改性氯化PP氯化PP改性丙烯酸丙烯酸树脂(shùzhī)+其他树脂(shùzhī)氯化PP+丙烯酸树脂(shùzhī)热塑性丙烯酸热塑性丙烯酸丙烯酸多元醇塑胶,附着性好的树脂和极性（Sp）的关系第十八页，共54页。b.相容性相容性和附着性的想法(xiǎngfǎ)很相似MMA系列(xìliè)丙烯酸树脂可是(kěshì)分子量的影响很大A-859等St系列低分子量丙烯酸树脂有相容性MMA系列丙烯酸树脂苯乙烯系列丙烯酸树脂没相容性金属漆清漆难咬底第十九页，共54页。树脂(shùzhī)和添加剂（CAB,硝化棉）的相容性CAB和硝化棉对丙烯酸树脂的相容性的关系(guānxì)如以下MMA系列(xìliè)丙烯酸树脂苯乙烯系列(xìliè)丙烯酸树脂CAB硝化棉OKOK可粘度变高OKNG注）上述是原则：有的丙烯酸树脂有和CAB的相容性,所以一定先确认相容性第二十页，共54页。c.耐酒精性低极性而且高Tg的单体也有，可是很贵不需要价钱的话，做的到耐打磨性，耐酒精性和铝粉的排列性好的热塑性丙烯酸树脂耐酒精性：耐打磨性和酒精的溶解(róngjiě)的复合作用耐打磨性耐酒精性用高Tg的单体(dāntǐ)用极性低的单体(dāntǐ)(Tg低)矛盾的方向第二十一页，共54页。d.其他(qítā)*含有羧基，羟基单体管能基阻碍对塑胶的附着性和下降耐酒精性，大部分树脂不用(bùyòng)酸基羟基单体可是为了提高颜料的分散性，有的树脂用酸基单体。铝粉的排列(páiliè)性分子量和Tg越高铝粉的排列性越好，性能也越好现在很多塑胶用丙烯酸树脂的配方：多量MMA，少量低Tg单体第二十二页，共54页。2）金属(jīnshǔ)用2-1）金属(jīnshǔ)用和塑胶用树脂的结构和需要的性能是完全相反的塑胶用提高(tígāo)铬，铝，镍，锌，不锈钢等各种金属的附着性利用酸管能基单体MMA系列无官能基铝粉排列性CAB相容性金属用St系列必须管能基光泽硝化棉相容性第二十三页，共54页。2.丙烯酸多元醇1）塑胶用1-1）概况适应基材ABS,ABS/PC,PC,Nylon,PET，适合羟值对PC有限(OHv<60)，单体MMA系列需要性能底漆附着性，和面漆的层间附着性，铝粉的排列性面漆外观，透明性，颜料分散性干燥条件(tiáojiàn)常温～60°C（按照塑胶的耐热性）第二十四页，共54页。1-2）官能基等因素羟基：羟值越低附着性越好（固化应力越小接近热塑性）

酸基：①为了提高交联速度，要一些酸值②附着电镀面一定要酸基③为了分散能需要酸基分子量：不需要热塑性树脂那么高（会交联）Tg：越高越好，可Tg高的外观不太好。一般(yībān)的Tg低于60°C左右第二十五页，共54页。游离(yóulí)NCO%20`100908070605040302010`30`1hr3524hr游离NCO80℃干燥AV0.6AV6.920`1hr351日3514日1009080706050403020%常温干燥AV0.6AV6.91-3)树脂(shùzhī)的酸值和NCO的反应速度的关系第二十六页，共54页。硬度(yìngdù)，耐溶剂性羟值高优弯曲(wānqū)性羟值高优交联速度(sùdù)羟值的种类3级优1级2级物理性能分子量高优1-4）树脂的因素和性能的关系第二十七页，共54页。2）金属(jīnshǔ)用和汽车修补漆清漆1-1）概况适应基材各种金属（钢铁，铬，铝，镍，锌，不锈钢和金属漆）适合羟值没有限单体St系列需要性能附着性，外观（丰满度，流平性），和金属漆的层间附着性透明性，颜料分散性干燥(gānzào)条件常温～60°C或常温～80°C第二十八页，共54页。2-2）官能基等因素羟基：没制限，按照需求的性能被决定（羟值越高性能越好，可涂料(túliào)的价钱越贵）

酸基：①为了提高交联速度，要一些酸值②附着金属面一定要酸基③为了提高分散能需要酸基分子量：维持外观，分子量比塑胶用少Tg：越高越好，可Tg高的外观不太好。第二十九页，共54页。3）塑胶和金属用潮气(cháoqì)固化树脂1）PS以外(yǐwài)的塑胶和各种各样的基材的附着性好2)从高硬度（4H）到软的涂膜会得到3）稳定性好（双液型）4）颜料分散性好5）耐候性比NCO固化型好6）固化速度比NCO固化型快优点(yōudiǎn)缺点1)固化剂比聚氨基树脂贵第三十页，共54页。（附录(fùlù)）聚异氰酸酯的特征类型简写字中文名称特征主要的用途黄变型TDI甲苯撑二异氰酸酯便宜,快干防腐涂料MDI甲撑二苯基二异氰酸酯耐候性不良木器漆难黄变型XDI间-苯二甲撑二异氰酸酯快干面漆HMDI己撑二异氰酸酯耐候性,柔韧性高档(gāodàng)涂料无黄变型IPDI异佛尔酮二异氰酸酯耐候性,硬度H6XDI间-氢化苯二甲撑二异氰酸酯快干第三十一页，共54页。主剂（丙烯酸树脂(shùzhī)）NR2NR2＋固化剂Ｓi(OR)３ONRR+ＳiOROOＳiOHONRR+OO--H2O(空气(kōngqì)中的潮气)固化涂膜结构(jiégòu)潮气固化树脂的铰链第三十二页，共54页。1000hrs2000hrs光泽(guāngzé)保持率(%)10050K-704/DN-990（氟碳树脂(shùzhī)）A-9510/A-9585（潮气(cháoqì)固化）A-801-P/DN-950（NCO固化）3年光泽保持率(%)100502年1年A-801-P/DN-950A-9510/A-9585K-704/DN-990暴晒试验（日本，九州）加速耐候性试验（DPW）潮气固化树脂的耐候性第三十三页，共54页。潮气固化树脂的附着(fùzhuó)结构基材OHOH+Si(OR)3基材OSiOSiOOOROH第三十四页，共54页。3.烤漆用丙烯酸树脂(shùzhī)烤漆的种类和主要(zhǔyào)的性能1.家电(jiādiàn)用2.原产汽车用3.杂货用耐污染性(番茄酱，酱油)，耐腐蚀性(防锈)，重涂性(生产线上再涂装)耐候性，外观，耐汽油性，耐石头性（受到石头的冲击），贮存稳定性（生产线的涂料）附着性（电镀金属铬，铝等），外观，价格（便宜）第三十五页，共54页。1．家电(jiādiàn)用丙烯酸树脂（氨基固化）现在家电的外壳(wàiké)从钢铁到塑胶变化了，家电用树脂的需求量越来越少了，很多产家没开发新产品1-1）性能和树脂的关系a.耐污染性1.提高Tg↓有关重涂性可用的单体限制2.提高交联密度↓减少柔韧性，限制关于耐污染性，树脂改良有限(yǒuxiàn)。客户用添加剂提高耐污染性第三十六页，共54页。b.耐腐蚀性a.用聚酯提高耐腐蚀性，缺点→变脆（上限30%）b.提高交联密度c.涂料配方时添加环氧树脂（用低分子量，高分子量没相容性）可发黄c.重涂性重涂性是按照用的单体(dāntǐ)，所以重涂性好的烤漆用树脂的组成差不多一样

第三十七页，共54页。2.原产汽车漆（氨基(ānjī)固化）金属漆（Metallicbase）MMA系列丙烯酸树脂清漆（Topcllear）St系列丙烯酸树脂色漆（Solidcolor）短油醇酸树脂，St系列丙烯酸树脂（需要无色树脂，颜料分散性）第三十八页，共54页。1-1）原产汽车(qìchē)（新车）涂膜的结构环氧树脂(huányǎnɡshùzhī)电泳涂膜

聚酯/三聚氰胺丙烯酸/三聚氰胺丙烯酸/三聚氰胺35μm35μm１5μm20μm面漆

金属漆底漆(dǐqī)

耐候性

外观

设计碎落试验

耐腐蚀性

色漆醇酸/三聚氰胺

功能头二道混合底漆第三十九页，共54页。2-2）涂装方式(fāngshì)金属漆WetonWet(2Coat1Bake)清漆金属漆Setting金属漆清漆(qīngqī)喷涂(机器人)喷涂(机器人)到烘箱(hōngxiāng)没发现咬底头二道混合底漆头二道混合底漆干燥金属漆第四十页，共54页。2-3）原产汽车(qìchē)（新车）漆的性能和改良方案选择(xuǎnzé)常温下难反应烘烤温度下会反应的氨基树脂,1.耐候性添加UV吸收剂及氧化(yǎnghuà)防止剂2.耐酸雨性用氨基树脂解决不了,氨基树脂固化型的缺点是耐酸雨性,环氧基和酸基固化型会解决耐酸性雨3.防流挂性为了提高触变性，添加Microgel4.耐碎落性提高头二道混合底漆的耐冲击性5贮存稳定性第四十一页，共54页。环氧基（GCMA）和酸基的反应(fǎnyìng)（DIC专利）催化剂CO2+第四十二页，共54页。(涂料(túliào)中)(涂膜上)喷涂(加力)添加(tiānjiā)Micro-Gel和流挂的关系第四十三页，共54页。3.杂货(záhuò)用烤漆用丙烯酸树脂杂货（如浴室(yùshì)，厨房的零件等）使用铬，铝等很亮的金属，对这些金属用树脂需要附着性，外观和耐腐蚀性。性能和树脂的关系1）附着性需要酸基（酸值越高附着力越好，可考虑贮存稳定性）2）外观St系列，高固含量(丰满度)3）耐腐蚀性提高交联密度4）重涂性不需要考虑重涂性第四十四页，共54页。（NonAqueousDispersin）有机溶剂（脂肪(zhīfáng)族溶剂）中不溶解分散状的树脂溶解份(外壳)不溶解份(核心)0.1-1μm溶剂：石油精为主外壳：石油精溶解(róngjiě)核心：石油精不溶解(róngjiě)4.NAD（非水系(shuǐxì)分散体丙烯酸树脂）石油精（Mineralspirits）沸点150-200°C,苯胺点40°C左右,芳香族25%左右的溶剂第四十五页，共54页。：溶解(róngjiě)份聚合体(乳化剂的功能)I：引发(yǐnfā)剂M,M・：单体(dāntǐ),游离基：不溶解份(做粒子)NAD成长不透明化M・M・M・M・MMI・I・MMMMMIMIMMMMMMΔ接枝

不溶解份聚合体（外壳）存在下，很快做NAD粒子

4-1）做成NAD的过程第四十六页，共54页。S.P.(SolubilityParameter)石油精:

7.5二甲苯:8.9乙酸乙酯:8.91甲醇:

14.5MAA:13.11MMA:9.23BMA:8.252EHA:7.87(例)IKNAD

溶剂 8.22

粒子 9.02溶解份(外