丙烯酸樹脂的合成及其應(yīng)用

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1、丙烯酸樹脂的合成及應(yīng)用以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及苯乙烯（St）等乙烯基單體為主要原料合成的共聚物稱為丙烯酸酯樹脂（簡稱AR）。該類樹脂具有色淺、保色、保光、耐候、耐腐蝕和耐污染等特點，已廣泛應(yīng)用于汽車、飛機、機械電子、家具、建筑、皮革、木材、造紙、印染、工業(yè)塑料及日用品涂飾等領(lǐng)域。其主要類型有溶劑型AR、水性AR、高固體組分AR和粉末型AR等。通過選用不同的樹脂結(jié)構(gòu)、不同的配方、生產(chǎn)工藝及溶劑組成，可合成不同類型、不同性能和不同應(yīng)用領(lǐng)域的丙烯酸樹脂，丙烯酸樹脂根據(jù)結(jié)構(gòu)和成膜機理的差異又可分為熱塑性丙烯

2、酸樹脂和熱固性丙烯酸樹脂。熱塑性丙烯酸樹脂在成膜過程中不發(fā)生進一步交聯(lián)，因此它的相對分子量較大，具有良好的保光保色性、耐水耐化學性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制備鋁粉漆時鋁粉的白度、定位性好。熱塑性丙烯酸樹脂在汽車、電器、機械、建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。熱固性丙烯酸樹脂是指在樹脂結(jié)構(gòu)中帶有一定的官能團，在制漆時通過加入的氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等樹脂中的官能團反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熱固性樹脂一般相對分子量較低。熱固性丙烯酸涂料有優(yōu)異的豐滿度、光澤、硬度、耐溶劑性、耐侯性、在高溫烘烤時不變色、不返黃。

3、最重要的應(yīng)用是和氨基樹脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽車、摩托車、自行車、卷鋼等產(chǎn)品上應(yīng)用十分廣泛。1．水溶性丙烯酸樹脂隨著人類對環(huán)境及健康的日益重視，水性涂料已獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)工業(yè)涂料的水性化水平和工業(yè)發(fā)達國家相比存在著很大差距。水性涂料面臨的主要難題是在成本可接受的前提下如何提高產(chǎn)品的性能，使之達到與溶劑型漆相同或接近的水平，并進一步降低VOCs的排放量。水性涂料代表著低污染涂料發(fā)展的主要方向。為了不斷改善其性能，擴大其應(yīng)用范圍，近半個世紀以來國內(nèi)外對水性涂料進行了大量的研究。水性丙

4、烯酸酯樹脂涂料在近幾十年內(nèi)得以迅速發(fā)展，除了它具有水性涂料的優(yōu)缺點外，還與丙烯酸酯單體的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。丙烯酸酯類單體中具有的碳碳不飽和雙鍵經(jīng)聚合反應(yīng)生成丙烯酸樹脂，該樹脂的主鏈為碳-碳鏈，有很高的光、熱和化學穩(wěn)定性。因此由丙烯酸酯樹脂制備的涂料具有很好的耐候性、耐污性、耐化學藥品等性能。甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯類單體不同的是甲基丙烯酸酯在位置有甲基是典型的非對稱結(jié)構(gòu)，它參與共聚可以使共聚物的分子出現(xiàn)極性，從而提高涂膜的物理機械性能，所以甲基丙烯酸酯聚合物比丙烯酸酯聚合物更硬，耐光老化性更好。水性丙烯酸

5、酯樹脂除了以上跟單體結(jié)構(gòu)相關(guān)的特點外，它還具有防腐、耐水、成膜性好、保色性佳、施工性能良好、使用安全等優(yōu)點。水性丙烯酸酯樹脂的優(yōu)點是其得以迅速發(fā)展的主要因素，但它也具有自身不可消除的缺點，主要表現(xiàn)在樹脂成膜干燥后，熱粘冷脆、抗回粘性差、耐熱性不佳、耐水性等。因此水性丙烯酸酯樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域也相應(yīng)受到限制。水性涂料用基料一水性成膜物有水溶型、水乳型和水分散型。一般水性丙烯酸酯樹脂主要有水溶型和水乳型兩種，它們對應(yīng)的合成方法是溶液聚合和乳液聚合，這兩種方法也是目前水性丙烯酸酯樹脂合成最常用的合成方法，它們各自

6、有其特點。2．溶劑型性丙烯酸樹脂溶劑型丙烯酸樹脂主要是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯通過自由基溶液聚合反應(yīng)生成的均聚物或與其他烯類單體生成的共聚物，隨著溶劑的揮發(fā)，成膜物質(zhì)與其他不揮發(fā)組分共同形成均勻連續(xù)的薄膜而成涂層的。由于其涂膜緊密，抗CO2、SO2的滲透性好，通常具有較好的硬度、光澤、耐水性、耐酸堿性及良好的耐候性、耐污染性。其在建筑、汽車、航空、橋梁、木器家具和輕工家電等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，尤其是在涂料工業(yè)方面起著十分重要的作用。涂料發(fā)展的總趨勢是涂料的專用化和涂料的功能化。目前，溶劑型丙烯酸樹脂依靠

7、自己的獨特優(yōu)勢在很多性能方面都有所提高，由它制備的高固體份、高透氣性的防水和超耐候性的涂料都有廣闊的市場前景，但解決傳統(tǒng)的溶劑型丙烯酸樹脂中的溶劑污染問題，研制開發(fā)無刺激性氣味、無毒或低毒的有機溶劑產(chǎn)品也將是研究的重點。3．高固體份丙烯酸樹脂高固體份丙烯酸樹脂就是為了適應(yīng)發(fā)展的要求，在普通的丙烯酸樹脂的基礎(chǔ)上進行改進而制備成功的，其涂料的施工固體份不得小于質(zhì)量60%或體積的80%。高固體份丙烯酸樹脂主要是用來制備熱固性涂料的，需要加入多異氰酸酯、氨基樹脂等固化劑進行交聯(lián)反應(yīng)，以提高涂膜的綜合性能。但是此

8、涂料體系的高固體份、高粘度特性使得成膜組分間的反應(yīng)動力學方面存在一定的限制，涂料的成膜固化過程不僅由化學反應(yīng)動力學控制，而且由反應(yīng)基團相互接近的擴散動力學過程(既反應(yīng)基團的可及性)所控制，對其機理有待于更深的研究。高固體分丙烯酸涂料既具有優(yōu)良的綜合性能，又是一種環(huán)境友好型的涂料品種，因而具有重要的使用價值和廣闊的應(yīng)用前景，但高固體份丙烯酸涂料存在粘度高、潤濕性差、涂膜易流掛等不足之處需要進一步解決，采用或開發(fā)專用的抗流掛助劑及其他助劑就是一