羟基丙烯酸树脂的合成及汽车漆的制备
羟基丙烯酸树脂
羟基丙烯酸树脂1. 简介羟基丙烯酸树脂是一种具有广泛应用的聚合物材料。
它具有良好的耐化学性、耐热性和优异的粘接性能，广泛应用于涂料、粘合剂、包装材料等领域。
本文将对羟基丙烯酸树脂的特性、制备工艺、应用领域等方面进行详细介绍。
2. 特性羟基丙烯酸树脂具有以下主要特性：1.良好的耐化学性：羟基丙烯酸树脂对酸、碱、溶剂等具有良好的耐受性，能够在恶劣的化学环境中稳定工作。
2.优异的耐热性：羟基丙烯酸树脂能够在高温环境下仍然保持较好的性能，具有较高的热变形温度。
3.良好的粘接性能：羟基丙烯酸树脂能够与多种材料进行良好的粘接，具有较高的粘接强度和耐久性。
4.良好的涂覆性能：羟基丙烯酸树脂在涂料中具有优异的涂覆性能，能够形成光滑、耐磨损的涂层。
5.可调性：羟基丙烯酸树脂可以通过调整其分子结构来改变其物理性能，满足不同应用需求。
3. 制备工艺羟基丙烯酸树脂的制备主要包括以下几个步骤：1.原料准备：准备好羟基丙烯酸、溶剂、引发剂等必要的原料。
2.反应：将羟基丙烯酸与引发剂、溶剂等原料添加到反应釜中，在适当的温度下进行聚合反应。
3.分离与纯化：将反应混合物进行分离、洗涤、过滤等处理步骤，得到纯净的羟基丙烯酸树脂产物。
4.干燥：将湿润的羟基丙烯酸树脂进行适当的干燥处理，使其含水量符合要求。
5.包装：将羟基丙烯酸树脂按照一定的规格进行包装，以便于运输和使用。
4. 应用领域由于羟基丙烯酸树脂具有良好的性能和可调性，其应用领域十分广泛，主要包括以下几个方面：1.涂料行业：羟基丙烯酸树脂作为涂料中的粘结剂，能够提供优异的耐化学性和涂覆性能，广泛用于建筑、汽车、船舶等领域。
2.粘合剂行业：羟基丙烯酸树脂作为粘合剂，能够与多种材料进行良好的粘接，用于纺织、家具、制鞋等领域。
3.包装材料行业：羟基丙烯酸树脂作为包装材料的涂层，能够提供较好的防水、防油、耐磨损性能，广泛应用于食品、药品等包装领域。
4.电子材料行业：羟基丙烯酸树脂作为电子封装材料的基础，能够提供良好的电绝缘性和热导性，广泛应用于电子元件的制造。
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。
高固体分低粘度羟基丙烯酸树脂的制备
氨 酯清漆 。
１ ３ 性 能 测 试 ．
数均 分 子量 、 重均 分 子 量 和 分 子 量分 布 采 用 多 角
维普资讯
亿 与 生 物 互 程 ２０，ｏ ２ Ｎ ． ０７ １ ４ ｏ１ Ｖ ． ２
Ｃｈ ｅｍ ｉ ｒ ＆ Ｂｉｅ ｇ ｎ ｅｒ ｇ ｓ ｙ ｔ ｏ ｎ ｉｅ ｉ ｎ
田
高 固体 分低 粘 度 羟 基 丙 烯 酸 树 脂 的 制 备
王 小玉 唐 霞 吕 鑫。 王 娟。 ， ， ， （． １ 江西 省科 学院 应 用化 学研 究所 ， 江西 南 昌 ３ ０ ２ ； ． 北 大学化 学化 工 学院 ， ３０９ ２ 湖 湖北 武 汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ２
度激 光 光 散 射 分 子 量 测 定 仪 测 定 ； １ 时 的 粘 度 用 ２℃ ＮＤ ２ Ｊ １型旋转 粘 度计 测 定 ； 膜性 能 按 国 家相 关 标 准 漆 进行 测试 。
作 者采 用单 体 、 引发 剂溶液 同步连续 滴 加工 艺 ， 通 过 对不 同影 响 因素 的研 究 及 对树 脂 性 能 的测 试 ， 立 确 符合 中试 生产要 求 的最 佳 工 艺 条 件 及 路线 ， 功 制备 成
１ ２ １ 树脂 的合成 ．．
基 金项 目 ： 西 省 科技 厅 支 撑 计 划 江 收 稿 日期 ：０ ７ ０ —０ ２０ － ９ ４
作 者简 介 ： 小 玉 （ ９ ４ ） 女 ， 西人 ， 研 究 员 ， 王 １６一 ， 江 副 主要 从 事 化 工 产 品 的开 发 与 应 用 。
羟基丙烯酸树脂cas号
羟基丙烯酸树脂（CAS号：25586-24-1）1. 引言羟基丙烯酸树脂是一种重要的合成材料，具有广泛的应用领域。
本文将对羟基丙烯酸树脂进行全面详细、完整且深入的介绍，包括其化学结构、性质特点、制备方法以及应用领域。
2. 化学结构羟基丙烯酸树脂的化学结构如下所示：羟基丙烯酸树脂由羟乙基丙烯酸单体聚合而成，分子中含有羧基和羟基。
这种结构使得该树脂具有良好的水溶性和可溶性。
3. 物理性质羟基丙烯酸树脂具有以下物理性质：•外观：无色至微黄色固体•分子量：约为5000~10000•熔点：约为150~160℃•溶解性：可溶于水和一些有机溶剂，如乙醇、甲醇等4. 制备方法羟基丙烯酸树脂的制备方法主要包括以下几个步骤：1.反应物准备：将羟乙基丙烯酸单体和引发剂等反应物按一定比例准备好。
2.反应条件设置：将反应物加入反应釜中，控制温度和压力等反应条件。
3.聚合反应：在适当的温度和时间下进行聚合反应，使得单体分子之间发生聚合反应，形成树脂。
4.精制处理：对合成得到的树脂进行精制处理，去除杂质和未反应的单体。
5.干燥成品：将精制后的树脂干燥至一定水分含量以下，得到最终产品。
5. 应用领域羟基丙烯酸树脂由于其优良的性质特点，在许多领域都有广泛的应用。
以下是其中几个主要领域：5.1 化妆品羟基丙烯酸树脂可以作为化妆品中的增稠剂、乳化剂和保湿剂等，具有良好的稳定性和渗透性，可以提高化妆品的质感和效果。
5.2 医药羟基丙烯酸树脂可以用于制备医药领域的缓释剂、控释载体等，可以控制药物的释放速度和效果，提高药物的疗效。
5.3 涂料羟基丙烯酸树脂可以作为涂料中的增稠剂、增粘剂和乳化剂等，具有良好的附着性和耐候性，可以提高涂料的质量和使用寿命。
5.4 纤维羟基丙烯酸树脂可以用于纤维领域中的纺丝助剂、染料固定剂等，能够改善纤维材料的柔软性、耐洗性和抗皱性。
6. 结论羟基丙烯酸树脂是一种重要的合成材料，在化妆品、医药、涂料和纤维等领域都有广泛应用。
羟基丙烯酸树脂结构式
羟基丙烯酸树脂结构式1. 羟基丙烯酸树脂的概述羟基丙烯酸树脂（简称HPA）是一种水溶性的高分子聚合物，可以被广泛应用于制备聚合物乳液、涂料、胶黏剂等领域。
羟基丙烯酸是一种具有羧基和羟基的无色透明液体，是羧酸类单体聚合物化合物的一种。
HPA树脂的结构式如下：2. 羟基丙烯酸树脂的制备方法HPA树脂的制备方法主要有两种。
一种是通过乳液聚合的方法制备，即将羟丙烯酸单体溶于乳液中，在加入引发剂、稳定剂等辅助剂后，进行高分子聚合反应。
另一种是通过溶剂聚合的方法制备，即将羟基丙烯酸单体与适当的溶剂混合，加入引发剂后，进行高分子聚合反应。
3. 羟基丙烯酸树脂的应用领域羟基丙烯酸树脂的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：3.1 聚合物乳液：羟基丙烯酸树脂可以被用作聚合物乳液中的主要成分，制备各种聚合物乳液。
3.2 涂料：羟基丙烯酸树脂可以被用作涂料中的成膜剂、增稠剂等。
它可以提高涂料的附着力、耐久性、抗腐蚀性等性能。
3.3 胶黏剂：羟基丙烯酸树脂可以被用于制备各种胶黏剂，具有较高的粘附力和抗应力裂纹的能力。
3.4 纺织印染：羟基丙烯酸树脂可以被用作纺织印染中的增稠剂和膜形成剂，提高染料的附着性和色牢度。
4. 羟基丙烯酸树脂的性能特点羟基丙烯酸树脂具有以下性能特点：4.1 水溶性好，可以制备水性涂料、水性胶黏剂等；4.2 具有良好的增溶能力，可以提高涂料的流变性能；4.3 具有良好的附着力和耐久性；4.4 具有优异的抗腐蚀性和耐高温性；4.5 具有良好的增稠性能和调节粘度的能力。
总之，羟基丙烯酸树脂是一种十分优异的高分子材料，具有广泛的应用前景和重要的经济价值。
羟基丙烯酸树脂的合成与改性研究
羟基丙烯酸树脂的合成与改性研究摘要：采用过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）和过氧化二苯甲酰（BPO）作为触发剂，而巯基乙醇（AMSD）作为对应的分子性能调节剂，得到了高固体分羟基丙烯酸树脂。
探讨了各种环境温度、各种引发剂结构对树脂的黏度、机械的作用。
实验结果显示，在50份TBPB和10份AMSD的情况下，合成的羟基丙烯酸树脂黏度具有较低的黏度和较好的力学性能；羟基丙烯酸树脂配漆，其铅笔硬度为3H，划格法附着力≤2级，MEK（甲基乙酮）擦拭能力>100次，漆膜外观平整，无流痕。
关键词：合成；羟基丙烯酸；树脂；研究；改性丙烯酸树脂是一种具有优良性能的热固性树脂，它的产品在各个行业中得到了广泛的应用。
但由于国内丙烯酸树脂的生产工艺水平普遍偏低，与国外相比存在着很大差距，而且其固相含量低、综合性能差、易挥发、毒性溶剂多、对环境造成严重威胁，因而逐步被淘汰。
羟基丙烯酸树脂是一类具有特殊功能的具有羟基的复合物，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。
该树脂固含量高，黏度低，施工方便。
通过不同的引发体系和相对分子质量调节剂的配比，可以制备出高固体分、低黏度、高力学性能的羟基丙烯酸树脂。
对引发剂体系和树脂性能进行了对比，得出了最佳的合成工艺，得到了一种性能良好的羟基丙烯酸树脂。
一、试验部分1.试剂与仪器巯基乙醇（AMSD），分析纯；过氧化二苯甲酰（BPO）、过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB），分析纯；异氰酸酯（HDI）、丙烯酸羧丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯及丙烯酸丁酯，分析纯；苯乙烯、丙烯酸、二甲苯，化学纯。
上海沪粤明科技仪器有限公司JY3002附着力测定仪；QCJ涂膜冲击器， QFM 涂膜抛光试验机， QHZ涂膜刮擦仪，天津市材机机械设备有限公司；天津伟达机械有限公司 QHQ涂膜铅笔硬度仪。
2.试验方法以苯乙烯和丙烯酸羟丙酯为主要原料，制备了羟基丙烯酸树脂。
每个单体的使用情况见表1，通过实验，探讨了不同引发体系对羟基丙烯酸树脂的力学性能及黏度的影响。
羟基丙烯酸树脂合成
羟基丙烯酸树脂合成羟基丙烯酸树脂（Hydroxypropyl Acrylate Resin）是一种水溶性乳液状的聚合物，由非晶硬脂酸和交联剂制成，主要用作粘合剂、填充剂和平整剂，故广泛应用于制造涂料、染料、油墨、保湿剂、胶粘剂以及建筑材料等。
1.羟基丙烯酸树脂的组成羟基丙烯酸树脂是由非晶硬脂酸（Hydrogenated Rosin Acid）和交联剂（Crosslinking Agent）组成的水溶性乳液聚合物，这些化学物质的分子中包含着氨基和羟基。
首先，交联剂与硬脂酸发生反应，形成水溶性的聚合物，当缩合反应发生时，就形成了羟基丙烯酸树脂。
2.羟基丙烯酸树脂的优势（1）羟基丙烯酸树脂具有优异的印刷性能，可以生成细腻美观的图案；（2）具有优异的耐温性，可以稳定地保持高温条件下的稳定性；（3）其迁移性较小，可以更好地起到渗透性的作用；（4）可以改善产品的耐冲性，保证制品的一致性；（5）还可以与多种原料进行匹配，从而发挥不同的物理效应。
3.羟基丙烯酸树脂的应用羟基丙烯酸树脂广泛用于制造涂料、染料、油墨、保湿剂、胶粘剂以及建筑材料等，其主要作用是粘接、填充和增强物质的外观平整性和光泽。
（1）涂料：羟基丙烯酸树脂可以改善涂料的耐腐蚀性和抗紫外线性能，使产品具有更好的耐磨性和耐热性。
（2）染料：羟基丙烯酸树脂可以改善染料的抵抗性，使产品具有更好的耐盐水性、耐冲刷性和光泽性。
（3）防水材料：羟基丙烯酸树脂的防水性能可以有效防止水分的渗透，保护建筑物免受湿气的损害。
（4）建筑材料：羟基丙烯酸树脂可以改善建筑材料的耐冲击性，使它们抗冲击性更强，同时可以延长建筑材料的使用寿命，并保护它们不受碱度的腐蚀。
4.制备羟基丙烯酸树脂的方法（1）反应方法：将非晶硬脂酸和交联剂按一定的比例混合在共混器中，并在特定的温度下搅拌均匀，使二者在高温下发生反应，从而制备羟基丙烯酸树脂；（2）加入溶剂方法：将非晶硬脂酸和交联剂混合在一起，然后加入合适的溶剂，将它们搅拌均匀，即可得到羟基丙烯酸树脂；（3）液相聚合反应：将乳液中的原料通过乳化、萃取、蒸发等方法进行分离，然后重新混合，并在特定的温度下发生反应，从而制备羟基丙烯酸树脂。
羟基丙烯酸树脂的合成与改性研究
羟基丙烯酸树脂的合成与改性研究李昶红;陈建;李薇【摘要】以过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)和过氧化二苯甲酰(BPO)作为引发剂,巯基乙醇(AMSD)作为相对分子质量调节剂合成了一种涂料用高固体分羟基丙烯酸树脂.研究了不同温度、不同引发剂体系对树脂黏度以及机械性能的影响.试验结果表明:TBPB用量为50份,AMSD用量为10份时,合成的羟基丙烯酸树脂黏度最低,机械性能最好;用合成的羟基丙烯酸树脂配漆,其铅笔硬度为3H、划格法附着力≤2级,耐MEK(甲乙酮)擦拭性>100次,漆膜外观平整光滑、无流痕.【期刊名称】《上海涂料》【年(卷),期】2019(057)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】羟基丙烯酸树脂;合成与改性;过氧化苯甲酸叔丁酯;过氧化二苯甲酰【作者】李昶红;陈建;李薇【作者单位】湖南工学院材料化学与工程学院,湖南衡阳 421002;衡阳师范学院化学与材料科学学院,湖南衡阳 421008;衡阳师范学院化学与材料科学学院,湖南衡阳421008【正文语种】中文【中图分类】TQ630.60 引言丙烯酸树脂作为一种性能优异的热固性树脂，其制品早已广泛应用于各行各业［1-3］。
但由于我国丙烯酸树脂的合成技术水平普遍较低，远落后于国外，且合成的丙烯酸树脂固含量低，综合性能较差，可挥发性有毒溶剂含量高，对环境危害大，所以早期使用的丙烯酸树脂逐渐被淘汰［4-6］。
羟基丙烯酸树脂是以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等硬单体和丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等软单体以及丙烯酸羟乙（丙）酯、甲基丙烯酸羟乙（丙）酯等含羟基的功能单体为原料，在分子链调节剂的作用下，经自由基聚合制备的一种新型丙烯酸树脂［7-13］。
该树脂不仅固含量高，而且体系黏度低，易于施工［14-15］。
本研究致力于使用不同的引发剂体系配合等量的相对分子质量调节剂合成一种高固体分、低黏度、机械性能优异的羟基丙烯酸树脂，通过对引发剂体系和树脂性能的对比，确定了最佳的合成配方，从而得到了性能优异的羟基丙烯酸树脂。
氨基烤漆用羟基丙烯酸树脂的制备及性能
氨基烤漆用羟基丙烯酸树脂的制备及性能武玲;彭顺金;顾广新;徐杰;汪旭猛【摘要】以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(n-BA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、苯乙烯(St)和4-叔丁基环己丙烯酸酯(TBCH)为聚合单体,巯基乙醇(β-ME)为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,醋酸丁酯(BAC)为溶剂,采用溶液聚合法合成了一系列低相对分子质量的羟基丙烯酸树脂.以氨基树脂作为固化剂,研究了丙烯酸树脂的羟值、酸值及玻璃化转变温度对制成的氨基烤漆漆膜的摆杆硬度、光泽、耐水性、耐酸性及耐碱性的影响.结果表明,当树脂的羟值(以KOH 计)为147 mg/g,酸值(以KOH计)为21 mg/g,玻璃化转变温度为25°C时,所制漆膜的综合性能最佳.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】5页(P55-59)【关键词】羟基丙烯酸树脂;氨基烤漆;羟值;酸值;玻璃化转变温度【作者】武玲;彭顺金;顾广新;徐杰;汪旭猛【作者单位】武汉科技大学,湖北武汉 430065;武汉科技大学,湖北武汉 430065;复旦大学工程与应用技术研究院,上海 200433;复旦大学工程与应用技术研究院,上海200433;复旦大学工程与应用技术研究院,上海 200433【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4据资料显示，中国如今已是全球最大的丙烯酸树脂消费国，同时也是最大的丙烯酸树脂市场，预计2019年我国丙烯酸产能将达到336.8万t [1-2]。
因为丙烯酸主链对光的主吸收峰处在太阳光谱范围以外[3]，所以以丙烯酸为主树脂的涂料具有优异的耐光性和户外耐老化性能，加上其优异的机械性能，因此被主要作为面漆应用于家电、汽车、工程机械、石油储罐等领域[4]。
目前国内外对丙烯酸涂料进行了大规模的开发，丙烯酸在涂料中的应用不断被扩展，其产品的性能也随着丙烯酸单体与助剂的多样化、成熟化及合成工艺的完善而逐步提高。
新型羟基丙烯酸分散体涂料的制备及应用
新型羟基丙烯酸分散体涂料的制备及应用周国强;王元有【摘要】以新型羟基丙烯酸分散体与水性多异氰酸酯固化剂为主要成膜物质制备了双组分聚氨酯自干漆,讨论了不同颜基比、不同固化剂、分散剂用量以及分散工艺对双组分聚氨酯光泽、丰满度等机械性能的影响.双组分自干类漆具有较好的装饰性与耐水性,可广泛应用于汽车以及印染涂层面漆等工业领域;可有效减少VOC 的排放,是环境友好型涂料.【期刊名称】《染整技术》【年(卷),期】2019(041)004【总页数】4页(P41-44)【关键词】羟基丙烯酸分散体;水性多异氰酸酯;自干漆;环境友好【作者】周国强;王元有【作者单位】无锡洪汇新材料科技股份有限公司,江苏无锡 214199;扬州工业职业技术学院,江苏扬州 225127【正文语种】中文【中图分类】TQ63随着环保要求的日益严格、VOC排放总量的严格限制，我国相继出台了一系列的环境保护法规，集装箱、印染、汽车漆等行业受到了较大程度的影响[1-3]。
涂料消费税以及排污费等相关政策的出台对传统油性涂料带来了巨大的冲击，水性涂料生产技术以及相关水性树脂、水性涂料、水性固化剂等相关产品也因此得到快速发展[4-6]。
水性双组分羟基丙烯酸分散体聚氨酯面漆因其具有较高的丰满度、较高的光泽、耐水性能优、可装饰性强等众多优点，受到人们的青睐。
对羟基丙烯酸分散体的研究越来越多，其应用范围也越来越宽[7]。
汽车面漆以及印染涂层等行业需要漆膜具有较好的耐水性，水性羟基丙烯酸分散体与水性异氰酸酯固化剂双组分聚氨酯具有较好的耐水性，可广泛应用于各类行业中，印染涂层中也可采用水性氨基类烤漆作为涂层以减少VOC的排放，提高涂层的耐水性；相比水性双组分类自干漆，水性类烤漆有一定程度的弱势，必须经过高温烘烤后，漆膜才能固化交联，过多的氨基树脂也会使得漆膜较脆，柔韧性以及耐冲击等性能存在或多或少的问题[8]。
双组分类自干漆可在常温下发生交联固化，也可在低温烘烤下强制快速交联固化；相比水性氨基类烤漆具有一定的优势，并且VOC总量也明显低于双组分类水性氨基烤漆[9-10]。
水性丙烯酸树脂的设计合成及应用
水性丙烯酸树脂的设计合成及应用一、本文概述水性丙烯酸树脂作为一种重要的高分子材料，在涂料、粘合剂、油墨等领域具有广泛的应用。
本文旨在全面介绍水性丙烯酸树脂的设计合成方法、性能特点以及在实际应用中的优势。
文章首先概述了水性丙烯酸树脂的发展历程和现状，然后详细阐述了水性丙烯酸树脂的合成原理和技术，包括原料选择、反应条件控制以及聚合反应动力学等方面的内容。
接着，文章重点分析了水性丙烯酸树脂的物理化学性质，如分子量分布、玻璃化转变温度、耐水性、耐候性等，以及这些性质对其应用性能的影响。
文章探讨了水性丙烯酸树脂在涂料、粘合剂、油墨等领域的具体应用案例和市场前景，以期为读者提供全面而深入的了解，推动水性丙烯酸树脂的进一步研究和应用。
二、水性丙烯酸树脂的设计水性丙烯酸树脂的设计是水性涂料领域的关键技术之一，其目标是开发出性能优异、环保友好的树脂，以满足日益增长的环保需求和市场要求。
在设计水性丙烯酸树脂时，需要综合考虑分子结构、官能团、分子量分布、亲水亲油平衡（HLB值）等因素。
分子结构设计是水性丙烯酸树脂设计的核心。
通过选择合适的丙烯酸单体，如甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）等，并调整单体的配比，可以调控树脂的硬度、柔韧性、耐候性、耐水性等性能。
同时，引入功能性单体，如羟基丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯等，可以赋予树脂特殊的功能，如交联性、自乳化性、耐水性等。
官能团的引入对于水性丙烯酸树脂的性能也至关重要。
官能团可以影响树脂的分子间相互作用、相容性以及界面性能。
例如，引入羟基或羧基官能团可以提高树脂的水分散性，同时增加其与基材的粘附力；引入氨基或酰胺官能团可以提高树脂的耐水性和耐化学腐蚀性能。
分子量分布也是水性丙烯酸树脂设计中的重要因素。
通过控制聚合反应的条件，如温度、引发剂浓度、反应时间等，可以得到不同分子量分布的树脂。
分子量分布越窄，树脂的性能越稳定；而分子量分布适当拓宽，则可以提高树脂的柔韧性和抗冲击性能。
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应用化学专业项目实训报告羟基丙烯酸树脂的合成及汽车漆的制备一、实训目的1.掌握溶液聚合基本操作，制备热固性基丙烯酸树脂的台成配方设计；2.掌握固化反应配方设计原理；3.掌握丙烯酸烘漆的配方原理及生产工艺；4.重点掌握空气喷涂操作原理；5.掌握丙烯酸烘漆的的性能检测方法。
二、实训原理1.汽车涂料的发展在某种程度上说，汽车涂料代表了一个国家的涂料工业发展水平。
在工业发达国家，汽车涂料的销售额超过了建筑涂料，为了适应汽车工业的发展需要，各国均非常重视汽车涂料与涂装的研究与开发，而丙烯酸树脂在汽车涂料中占有的份额越来越大，起着举足轻重的作用。
汽车涂料开始于20世纪初，那时的汽车车身多为木结构，面漆以涂印第安磁漆为主，车身全改为钢制后，1927年开始涂硝基纤维素漆，以红外加热，从1950年起普及高固体分硝基磁漆及氨基树脂涂料，干性提高，生产效率也提高了。
从1958年起使用烘烤型氨基醇酸树脂涂料，漆膜性能大幅度提高，采用了涂装循环系统，可以批量生产，随后又一代新技术丙烯酸磁出现，施工性更好，不像挥发性漆，这种产品不必抛光，最终光泽很好，施工性和干燥时间与挥发性漆相比拟，耐夕、性具有竞争优势，尤其是具有更好的耐UV特性，在60年代前只有色漆，从60年代中期以后，丙烯酸酯挥发性漆和烘烤漆統领市场，消费者己不再喜欢那时的单色涂装外观，从而导致具有高装饰多色彩的金属闪光漆的出现。
美国推出“66”法规后，国提出TA-Luft法规，给车制造施加报大压力。
汽车涂层在不断提高性能（外观及物化性能）的情况下，还要适应不断严格的环保法规，因此先后出现了高固体分涂料和水性涂料、粉末涂料及UV固化涂料等环保型六车涂料品种。
目前己形成氮基酸、热塑性丙烯酸和热固性烯酸，粉末、非水分散体（NAD）、高固体分（H/S）和水性丙烯酸（W/B）并存的局面。
汽车涂料的发展概况如表1所示：表1 汽车涂料的发展1924年以前天然树脂为基料的油性漆（油漆）1934～1935硝基磁漆1935～1945硝基磁漆和醇酸1945～1955醇酸和氨基1955～1965氨基醇酸、热塑性丙烯酸和热固性丙烯酸，出现了色漆、金属闪光漆（金属漆）1965～现在氨基醇酸、热塑性丙烯酸和热固性丙烯酸，粉末、非水分散体（NAD）、高固体分（H/S）和水性丙烯酸（W/B）2.羟基丙烯酸树脂的合成原理丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类及其乙烯类不饱和单体经均聚或共聚而成的一种高分子聚合物，内烯酸树脂主链结构稳定，不含易氧化和水解基团，因此用其制备的涂膜具有色浅、保光、保色、光亮、耐候、耐腐蚀等特点，因此特别适合制备汽车涂料，特别是汽车面漆的基料。
随着石油化工的迅速发展，丙烯酸系单体品种日益增加，使丙烯酸树脂涂料在世界范围内迅速发展。
丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂，通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂，丙烯酸树脂根据结构和成膜机理的差异又可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。
用内烯酸酯和甲基内烯酸酯单体共聚合成的丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光范山之外，所以制得的内烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。
热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，真有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制备铝粉漆时铝粉的白度、定位性好。
热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。
热固性丙烯酸树脂是指在结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。
热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐侯性、在高温烘烤时不变色、不返黄。
最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。
(1)合成单体各丙烯酸单体对涂膜性能影响的情况见表2所示。
表2 单休对丙烯酸涂膜性能的影响涂抹性能单体涂抹性能单体户外耐性（甲基）丙烯酸酯抗溶剂与油性丙烯晴、甲基乙烯酸甲酯（MMA）、高分子量的（甲基）丙烯酸酯硬度MMA、苯乙烯（St）、（甲基）丙烯酸酰胺抗洗涤剂与耐盐雾性苯乙烯（St）、甲基苯乙烯光泽苯乙烯（St）、含芳香单体耐色彩性（甲基）丙烯酸酯柔软性丙烯酸乙酯（EA）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA）抗污染性短链（甲基）丙烯酸酯（2）合成方法丙烯酸脂的聚合采用的是自由基聚合。
自由基聚合技术主要含有4种工艺：本体聚合、悬浮聚台、溶液聚合和乳液聚合。
其反应过包括，链引发、链增长、链终止和链转移4个阶段。
l) 本体聚合聚合反应在单体内发生·采用可溶于单体的引发剂和链转移剂，最后造粒形成固体产品。
经此法合成的聚合物产品度高，也无需干燥．但往往会有少量单体包裹在固体内，聚合时散热困难。
这种聚合方法通常用于某种单体的单一均聚物的合成，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。
2）悬浮聚合聚合反应在单体液滴内进行，这些单体液滴悬浮于以保护胶体稳定化的水相中，引发剂溶于油相单体。
与本体聚合比，反应热易除去，可获得很高分子量，粘度不受分子量影响，此法单体残留量较高，聚合物易沾污保护胶而不易洗去。
3）溶液聚合聚合反应在溶液中进行，单体、引发剂均溶于溶液中，有时为了控制聚合物粘度加入少量链转移剂来调节分子量。
体系反应热易散发，无需加入保护胶或乳化剂，但不易获得高分子量，且体系中含溶剂，聚合物多用于允许含溶剂的体系中。
共聚合反应通常采用此法进行。
4）乳液聚合聚合反应在水相中进行，通过引入乳化剂、保护胶、水溶性引发剂，反应在胶束中进行。
该体系反应热易除去，且可获得高分子量，粘度不受分子量影，但体系中引入乳化剂，通常乳化剂会影响涂膜的耐水性。
3.羟基丙烯酸树脂的固化反应汽车涂料所用丙烯酸树脂广泛使用的是热固型（外加氨基树或封闭异氰酸酯制成单组分）和双组分型（外加多异氰酸酯），下面以多异氰酸酯为固化，介绍其交联机理如下：多异氰酸酯与含-OH基丙烯酸树脂的反应如下：RNCO+R´～OH RNHCOOR´(1)其中多异氰酸酯的加入量计算按照以下定加入。
100g A组分中某羟基树脂用量为M，该羟基树脂的固含量为OH％（液态），则100g A组分需要用到的固化剂的量按下式计算：异氰酸酯固化剂用量（g）= 4217× M×N%×OH%NCO%三、主要仪器与设备机械搅拌器1套，蛇冷凝管1个，500ml四口烧瓶1个、250ml滴液漏斗2个，恒温水浴锅1套，温度计1支，固定夹若干，高速分散机1台，研磨机1台，空气喷涂设备1套。
羟基丙烯酸树脂的合成：甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸丁酯，丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸羟乙酯，丙烯酸，叔碳酸缩水甘油酯，二甲苯，醋酸丁酯，过氧化二苯甲酰(BPO)，过氧化二异丙苯(DCP)。
汽车漆制备：醋酸丁酯，二甲苯，碳黑，二氧化钛，分散剂(Borchi Gm0451），流平剂(BYK 333），固化剂（TKA-90SB ）。
实验设备图：四、 实验配方1. 羟基丙烯酸树脂的合成设计羟基丙烯酸树脂总质量为300g ，理论羟值42mg KOH/g ，理论固含量为60.55％，合成配方见表3所示。
表3 羟基丙烯酸树脂合成配方名称质量/g 名称质量/g MMA(甲基丙烯酸甲酯) 27.16 AA(丙烯酸)7.63 BMA(甲基丙烯酸丁酯) St(苯乙烯) BA(丙烯酸丁酯) 7.81 63.02 17.75 E-10P(叔碳酸缩水甘油酯) XYL(二甲苯)24.85 88.76 HPA(丙烯酸羟丙酯) 14.20 Butyl acetate(醋酸丁酯) 29.59 HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)15.09BPO(过氧化二苯甲酰) DCP(过氧化二异丙苯)0.94 3.21工艺流程如下：1）500mL 四口烧瓶中，加入75g XYL 和24．85g E-10P ，加热上升到140℃左右，观察到有回流即可；2）在250mL烧杯中，加入0.84g BPO和2.9g DCP，然后依次加入7.63g AA，7.81g BMA，14.20g HPA，17.75g BA，15.09g HEMA，27.16g MMA和63.02g St，搅拌溶解后，倒入250mL的恒压漏斗；3）3h内，将以上单体滴加到四口烧瓶中。
滴加完毕后，保温1h；4）保温后，将0.1g BPO和0.31g DCP溶解在15.18g二甲苯中，然后同样转移至250mL的恒压漏斗，在30min内往体系滴加完毕。
滴加完毕后，保温1.5h；5）温度下降到80℃，加入29.6g丁酯，再将到常温出料。
2.汽车漆的制备1)色浆的分散与研磨以黑色色浆的分散与研磨为例，设计100g浆料，具体配方见表4所示。
表4 黑色浆料的配方注：溶剂为醋酸丁酯与二甲苯的等比例混合。
具体工艺流程如下：逐一往调漆罐内加入10份炭黑（6#）、5份Borchi Gen0451、15份混合溶剂，混合后搅拌均匀；再加入40份羟基丙烯酸树脂，混合后搅拌均匀；加入30价混合溶剂，混合后拽拌均匀；最后加入100份锆珠（锆珠：黑浆=1:l)。
将调漆罐盖实，置于磨料机上固定，启动设备，开始研磨，研磨分3次，每次约1h，每次研磨结束后，停机10min.取料分析细度后，方可再进行下一次研磨。
待浆料的细度达10μm以下则表示研磨到达终点。
2)汽车的制备及喷涂仍然以上述黑色色浆为例，设计100g黑色汽车漆A组分，具体配方见表5所示。
表5 黑色汽车漆A组分的配方具体工艺流程如下：1)逐一往调漆罐内加入0.5份流平剂、25份黑色色浆和74．5份羟基丙烯酸树脂，混合后搅拌均匀得到汽车漆A组分；2)按照汽车漆A组分:固化剂（TKA-90SB）:混合溶剂=7:1:7的比例，设计总质量份为90份，即汽车漆42份，固化剂6份，混合溶剂42份，将上述组分逐一加入到调漆，混合均匀后待用；3)打磨马口铁板（若喷ABS塑料板则不用打磨）：横竖各打磨一遍，尽量均匀；4)准备白电油，在喷板之前用白布沾白电油擦干挣马口缺或料板；5)喷板：用镊子夹紧板，调好喷枪参数（雾弧、气压、流量）。
要求喷涂时保持喷枪开启，持镊子手静止，通过移动喷枪来喷涂。
移动喷枪从板的左边开始到右边结束，喷板时不能在板上改变手移动方向，移动力求平稳匀速。
用黑漆喷涂马口铁时，一般是横着喷涂三次，竖着喷涂三次（横竖间隔着喷），每次在板上喷涂三枪（从左到右为一枪）；6)将喷好的马口铁板放在烘箱里，70℃烘烤2h。
五、产品性能表征方法及结果表6 产品性能表征方法及结果产品图片：：六、 心得体会1.本次实训廖老师将我们带到了东莞理工松尾涂料联合实验室进行汽车漆的制备，一开始对涂料只是仅有的一些课本知识，这一次的实训让我可以深刻的感受现场制备汽车漆所需要的条件及方法，首先我们在廖老师的带领下学习如何合成羟基丙烯酸树脂，然后在詹工的指导下，我们开始制备黑色色浆，由于我们是两个小组一起分别在一个实验室做实验，詹工非常的尽责的一一给我们介绍制备的原理以及一些注意事项。