高光泽羟基丙烯酸分散体树脂的制备及性能研究

高光泽羟基丙烯酸分散体树脂的制备及性能研究以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）和丙烯酸丁酯（BA）等为主要

单体，引入丙烯酸（AA）、叔碳酸缩水甘油酯（Cardura E10P）、甲基丙烯酸羟基乙酯（HEMA）与甲基丙烯酸异冰片酯（IBOMA）等作为功能单体，通过半连续溶液聚合工艺，并通过有机碱中和，最后加水分散制得水性羟基丙烯酸树脂。利用红外、凝胶色谱分析、粒径仪及光泽仪分析研究了中和剂的种类、用量，以及助溶剂的配比对树脂性能以及固化后涂膜光泽的影响。结果表明：当中和剂选择三乙醇胺，中和度为85%，助溶剂比例为二丙二醇丁醚：100#溶剂油1：1时，固化后涂膜的光泽最高，60°光泽为94。

标签：羟基丙烯酸树脂;高光泽;水性涂料

一、前言

溶剂型涂料由于造成严重环境和健康问题，使用受到限制，环境友好的水性涂料已经成为涂料行业发展的趋势，水性涂料主要分为乳液型和水分散体型，其环保性主要体现为涂料体系中无溶剂或少溶剂，而溶剂的主要来源为树脂，各类水分散型树脂在市场上都可见到[1-3]。水性羟基丙烯酸树脂由于其光泽高、耐候性好、保色保光性优异，广泛用于水性氨基烤漆面漆和双组分聚氨酯自干面漆，但国内的水性羟基丙烯酸树脂多为乳液型或粘度很大的树脂水分散体。前者由于有乳化剂，存在光泽低，耐水性能差，防腐蚀不好等问题;后者粘度大，不易施工，难以推广使用。相关文献的研究表明高光泽羟基丙烯酸树脂的制备工艺繁琐，且所选用的溶剂均求较高沸点，其价格昂贵，限制了分散体的制备[4-10]。

本文研究影响光泽的不同因素，成功制备了性能优异的羟基丙烯酸树脂分散体，并与市场上拜耳公司的异氰酸酯固化剂固化成膜，得到了性能优异，光泽较高的聚氨酯涂膜。

二、实验部分

（一）实验原料

甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、叔碳酸缩水甘油酯（Cardura E10P）、甲基丙烯酸丁酯（BA）、苯乙烯（St）、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸异冰片酯（IBOMA）、二丙二醇丁醚（DPNB）、100#溶剂油：工业级，

吉化公司;引发剂二叔戊基过氧化物（DTAP）：工业级，阿克苏（天津）过氧化物有限公司;基于六亚甲基二异氰酯（HDI）的亲水性脂肪族聚异氰酸酯（Bayhydur XP 2487，固含量90%，-NCO含量为20.6%）：工业级，上海阳泰聚合物有限公司;N，N-二甲基乙醇胺（DMEA）：工业级，北京化工厂;三乙醇胺（THA）：工业级，北京化工厂;氨水：工业级，北京化工厂;十二烷基硫醇（链转移剂）：分析纯，Aladdin;去离子水：实验室自制。

（二）树脂的合成

实验通过对引发剂，反应温度，分子量调节剂以及溶剂的综合考虑，选用的羟基丙烯酸树脂最佳原料用量为：MMA约15%，St约8%，Cardura E10P约12%，BA约5.6%，IBOMA约11.2%，HEMA约19.8%，AA约10.4%，引发剂1～2%，链转移剂约0.1%。表4 羟基丙烯酸树脂主要性能指标

2. 双组分丙烯酸聚氨酯清漆的性能

双组分聚氨酯分为多元醇组分和异氰酸酯组分，我们自制了多元醇组分即羟基丙烯酸树脂分散体，异氰酸酯组分采用市场上拜耳公司的Bayhydur XP 2487。按n（OH）：n（NCO）= 1：1.3混合，加入适量的消泡剂、润湿剂等助剂混合均匀，在马口铁上涂膜，80℃下干燥固化，其性能测定结果见表5。

表5 羟基丙烯树脂涂膜物理性能

制备的漆膜户外耐候性好，不泛黄，具有很好的光泽，在塑料，金属等上具有很好的应用前景。

四、结论

本文通过对聚合条件的控制，制备了固含量大于45%、分子量约为7650、粘度为2240 mPa·s的泛蓝光半透明羟基丙烯酸树脂分散体。

（1）通过中和剂选择THA，中和度为85%提高了固化后漆膜的光泽。溶剂的互选搭配采用DPNB：100#溶剂油为1∶1，大大的提高了丙烯酸树脂分散体的稳定性。

（2）制备的羟丙丙烯酸酯分散体与HDI型固化剂固化成膜后，实测60°光泽为94。

本文所自制的羟基丙烯酸树脂分散体与固化剂固化后，涂膜性能优异，且具有很高的光泽，在金属、塑料等基材上面具有很好的应用前景。

参考文献：

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