水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆研制_闫福安
水性聚氨酯的合成与改性_闫福安
CHINA COATINGS 2008年第23卷第7期150 引 言聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。
由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。
据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。
美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5 kg,西欧约4.5 kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5 kg。
溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。
水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。
进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。
在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。
水性聚氨酯的合成与改性□ 闫福安,陈 俊(武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430073)摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。
水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。
关键词：水性聚氨酯；合成；改性中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2008)07-0015-08Synthesis and modifi cation of water-borne PUYan fuan, Chen jun(School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, Hubei Province)Abstract: This paper introduces water-borne PU about its monomers, synthesis mechanism, and synthesis technology and modifi cation methods. Relevant enterprises and research institutes China should strengthen the work cooperatively on molecule design, to promote the continuously progressing synthesis technology and the growing market of water-borne PU. Keywords: water-borne PU, synthesis, modifi cation编者按：本文搜集了相关的情报资料，比较全面地阐述水性聚氨酯的合成技术。
水性丙烯酸树脂的合成及其改性的研究的开题报告
水性丙烯酸树脂的合成及其改性的研究的开题报告一、选题背景及目的：随着科技进步和社会发展，环保理念的普及和提高，在化工领域中，水性树脂的应用越来越广泛。
目前，水性聚氨酯、水性涂料、水性聚丙烯酸等水性树脂已经成为工业产品制造的主流，而水性丙烯酸树脂的研究和应用也越来越受到关注。
本论文的研究目的是通过合成水性丙烯酸树脂的方法，探究其改性的途径，以提高其物理性能和应用价值。
主要研究内容包括：水性丙烯酸树脂的合成方法、其物化性质的表征、改性方法及改性后的性能评价。
二、研究内容及方法：该研究的主要内容如下：1、水性丙烯酸树脂的合成方法：综合考虑丙烯酸单体、缩水甘油醚等原料，探索并优化合成过程，以得到质量优良的水性丙烯酸树脂。
2、物化性质表征：通过FTIR光谱分析、TG分析和GPC分析等手段，对合成后的水性丙烯酸树脂进行物性测试，寻找其结构特征和稳定性等方面的规律。
3、改性方法：在基础合成方法的基础上，结合表征测试结果，研究改性方法，针对水性丙烯酸树脂的物理性质进行改善，提高其抗水溶性、耐久性等方面的性能。
4、性能评价：对改性后的水性丙烯酸树脂进行性能测试，包括环保性能、工艺性能、加工性能等方面的测试，以评估其应用价值和市场潜力。
三、预期结果及意义：通过本论文的研究，预期可以得到以下结果：1、获得质量优良的水性丙烯酸树脂的合成方法，其物化性质特点和规律将得到深入探究，为推动水性丙烯酸树脂领域的研究提供参考。
2、探究改性方法，为提高水性丙烯酸树脂的物理性能，提高其应用价值做出贡献。
3、性能评价结果可以为水性丙烯酸树脂的市场拓展和应用推广提供依据，促进绿色化、环保化的走向，具有广阔的发展前景和应用领域。
四、研究计划及时间表：1、文献综述和理论研究，时间安排为两周。
2、水性丙烯酸树脂的合成方法和物化性能测试，需要3周时间。
3、改性方法的研究需要2周时间，性能测试需要1周时间。
4、撰写论文并准备答辩，需要4周时间。
五、参考文献：1、Zhang, Y., Wang, Y., & Wang, Y. (2017). Preparation and performance of waterborne acrylic resin. Procedia engineering, 205, 893-897.2、Salami-Kalajahi, M., & Zabihi, O. (2019). Waterborne acrylic resin fillers based on rice husk ash: Preparation and properties. Composites Part B: Engineering, 170, 242-254.3、Liu, H. Y., Zhang, J., & Hua, J. M. (2021). Synthesis of acrylic aqueous emulsion and its application in waterborne coatings. Journal of Coatings Technology and Research, 18(2), 469-477.。
短油度水性醇酸树脂的合成研究_闫福安
28 #中 国 涂 料# #2003 年第 1 期#
The synthesis of water_soluble short_oil alkyd resin
Yan Fu_an ( 26) T he const ituent of t his resin is int roduced. Baking enamel made w it h this resin and HMM M has excellent performance. Fact ors w hich m ay inf luence t he performance of t he resin are discussed.
[ 2] USP 4081411 ( 1978) [ 3] T1 N abuurs, R1 A1 Baijards, A1L1 G ermna1 Progress in O rgan-
ic Coat ing, 1996, 27: 163 [ 4] 闫福安. 5中国涂料6 , 2002, ( 2) : 25
作者简历 闫福安, 男, 1964 年 生。现在主 要从事 水性功 能高分子的研究工作, 华中科技大学博士研究生, 副 教授, 主持、参与多项纵、横向课题, 发表论文二十余篇。 收稿日期 2002- 09- 08
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数均分子量) 以及 IPA、PA 的物质量的比, 即可 以得到一个基本配方, 依此优化, 就可以合成出结 构、性能满足要求的树脂。IPA 的引入主要是提高 树脂的耐水 解性和耐 化学品性, 最好 控制在 1/ 3 ( IPA/ PA molar ratio) 较好。 312 多元醇的选择
水性丙烯酸
水性丙烯酸树脂体系水性涂料，包括水性木器漆是以水为分散介质和稀释剂的涂料。
不常用的溶剂型涂料不同，其配方体系是一个更加复杂的体系。
配方设计时，不仅要关注聚合物的类型、乳液及分散体的性能，还需要合理选择各种助剂并考虑到各成分之间的相互影响进行合理匹配。
有时还要针对特殊要求选用一些特殊添加剂，形成适用的配方。
配方的基本组成1) 水性树脂：这是成膜的基料，决定了漆膜的主要功能。
2) 成膜助剂：在水挥发后，使乳液或分散体微粒形成均匀致密的膜，并改善低温条件下的成膜性。
3) 抑泡剂和消泡剂：抑制生产过程中漆液中产生的气泡并能使已产生的气泡逸出液面并破泡。
4) 流平剂：改善漆的施工性能，形成平整的、光洁的涂层。
5) 润湿剂：提高漆液对底材的润湿性能，改进流平性，增加漆膜对底材的附着力。
6) 分散剂：促进颜填料在漆液中的分散。
7) 流变助剂：对漆料提供良好流动性和流平性，减少涂装过程中的弊病。
8) 增稠剂：增加漆液的黏度，提高一次涂装的湿膜厚度，并且对腻子和实色漆有防沉淀和防分层的作用。
9) 防腐剂：防止漆液在贮存过程中霉变。
10) 香精：使漆液具有愉快的气味11) 着色剂：主要针对色漆而言，使得水性漆具有所需颜色。
着色剂包括颜料和染料两大类，颜料用于实色漆(不显露木纹的涂装)，染料用于透明色漆(显露木纹的涂装)。
12) 填料：主要用于腻子和实色漆中，增加固体分并降低成本。
13) pH 调节剂：调整漆液的pH 值，使漆液稳定。
14) 蜡乳液或蜡粉：提高漆膜的抗划伤性和改善其手感。
15) 特殊添加剂：针对水性漆的特殊要求添加的助剂，如防锈剂(铁罐包装防止过早生锈)、增硬剂(提高漆膜硬度)、消光剂(降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜手感)、抗粘连剂 (防止涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组分漆，提高综合性能)、憎水剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层的耐磨性)、紫外线吸收剂(户外用漆抗老化，防止发黄)等。
水性丙烯酸树脂烤漆的配方设计
水性丙烯酸树脂烤漆的配方设计烤漆是在一定温度下烘烤，漆膜得以交联，形成不溶不熔的漆膜。
也就是我们常说的热固型的漆。
烘烤型的漆具有以下优点：1、经过一定温度烘烤干燥的漆膜其物理机械强度比自然温度干燥的漆膜高，高达几十倍。
2、烘烤漆可以形成机械或自动喷涂生产线，占地小、生产效率高。
3、全天候的工作，不受环境的影响（低温，高湿），可以改善生产环境污染，可回收污染源的“三废”进行综合治理。
水性烤漆的配方设计：1、对水性树脂的选择：要求树脂要与水有一定的相容性，与固化剂要有很好的混溶性，要有一定的耐水解性。
对颜料的润温性要好，要有很好的成膜性。
（不易产生针孔、缩孔、缩框等弊病）耐烘烤不黄变。
YT-02水性丙烯酸树脂符合这一要求：组成：本树脂由丙烯酸酯类单体、丙烯酸功能单体经自由基溶液聚合，采用有机胺中和成盐的水性树脂。
特点：具有优良的储存稳定性、烘烤温度低、光泽高、硬度高（3H以上）、附着力强、耐冲击、耐候性好等优点。
用途：本树脂与甲醚化氨基树脂合理配比，可配制罩光清漆、磁漆、底漆等；适用于交通运输车辆、五金件、工程机械等方面的表面涂装。
如用“氰特325#甲醚化氨基”配烤漆，温度120℃，30min干燥完成各项机械强度测试。
技术指标：2、对固化剂的选择：要求与水性树脂有好的相容性，其开封温度要与配方要求的干燥温度相匹配。
氰特325适合140℃以下，漆膜硬度大耐化学性优良。
氰特303适合170℃左右，硬度大柔性好。
将树脂与固化剂配成清漆，按照设计粘度的烘干条件，干燥检测所检项目，确定树脂与固化剂的合适配比。
清漆的固化剂比色漆的固化剂要高20%左右，因色漆有颜料存在，硬度要偏高一些。
3、色漆PVC颜料体积浓度的设计：一般遵循溶剂型色漆PVC颜料体积浓度设计要求的同时，要获得一个较高光泽的漆膜时，颜料的体积浓度要适当略低一点。
白色水性丙烯酸烤漆配方及工艺配方配方分析：三、工艺要求：1、将树脂、钛白、水计量后投入配料缸中搅匀，润湿30min。
烤漆用丙烯酸树脂的合成
烤漆用丙烯酸树脂的合成
烤漆用丙烯酸树脂的合成步骤如下：
1. 在装有搅拌器、冷凝器、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中加入定量的水溶性乙二醇丁醚和丙二醇甲醚。
2. 升温至回流后，再滴加溶解有引发剂的定量的丙烯酸单体混合物，约4~5小时滴加完毕。
3. 保持温度，继续反应2小时左右，再补加3份引发剂后，制得略带浅黄色的透明黏稠液体。
4. 降温至60℃左右，加入定量的胺中和剂，中和体系中酸值的90%，继续搅拌0.5小时。
5. 以滴加的方式将定量的水加入到体系中，制得固含量为70%的水性丙烯酸树脂。
以上步骤仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
水性丙烯酸树脂工艺与配方设计
氨基烘漆用羟基丙烯酸树脂可以用二甲苯、丁醇作混合溶剂，有时拼 入一些丁基溶纤剂（BCS，乙二醇丁醚）、S－100、PMA、乙二醇乙醚 乙酸酯（CAC）。
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热塑性丙烯酸树脂除使用上述溶剂外,丙酮、丁(甲乙)酮（MEK）、 甲基异丁基酮（MIBK）等酮类溶剂，乙醇、异丙醇（IPA）、丁醇等醇 类溶剂也可应用。
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第三节 丙烯酸树脂的配方设计 丙烯酸树脂及其涂料应用范围很广，如可用于金属、 塑料及木材等基材。金属包括铁、铝、铜、锌、不锈钢等； 塑料包括PP、HDPE、PC、ABS、PVC、HIPS、PET等。 所涂饰的产品包括飞机、火车、汽车工程机械、家用电器、 五金制品、玩具、家具等，因此其配方设计是非常复杂的。 基本原则是 首先要针对不同基材和产品确定树脂剂型——溶剂型或水 剂型； 然后根据性能要求确定单体组成、玻璃化温度（Tg）、溶 剂组成、引发剂类型及用量和聚合工艺； 最终通过实验进行检验、修正，以确定最佳的产品工艺和 配方。其中单体的选择是配方设计的核心内容。
所以，应共聚涂膜的使用要求，选择合适的单体对共聚物进 行分子设计并通过实验，研制符合要求的涂料用树脂。
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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
羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法[发明专利]
![羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7792ce21a31614791711cc7931b765ce05087a8e.png)
(10)申请公布号 CN 101875711 A(43)申请公布日 2010.11.03C N 101875711 A*CN101875711A*(21)申请号 201010234239.7(22)申请日 2010.07.22C08F 290/06(2006.01)C08F 2/22(2006.01)C08G 18/67(2006.01)C09D 175/04(2006.01)C09D 161/20(2006.01)C09D 151/08(2006.01)(71)申请人武汉工程大学地址430074 湖北省武汉市洪山区雄楚大街693号(72)发明人闫福安(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102代理人唐万荣(54)发明名称羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法(57)摘要本发明涉及一种羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法。
羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物的合成；2)羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的合成：取端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物加入反应器中，再加入稀释用的去离子水；将(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体与引发剂混合，得单体混合液，单体混合液加入反应器，加中和剂调整pH 值为8.0-8.5，400目尼龙网过滤，得到羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体。
本发明大大提升了水性漆的性能。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 6 页1.羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物的合成：①按聚合物二元醇∶小分子二元醇∶亲水单体∶二异氰酸酯∶催化剂∶(甲基)丙烯酸羟基酯∶封端剂∶中和剂∶去离子水的质量比＝(10-18)∶(1.2-5)∶(1.2-2.8)∶(6-1 5)∶(0.01-0.15)∶(2-3.5)∶(0.7-2)∶(1-3)∶(60-80)，选取聚合物二元醇、小分子二元醇、亲水单体、二异氰酸酯、催化剂、(甲基)丙烯酸羟基酯、封端剂、中和剂和去离子水，备用；按亲水单体∶N-甲基吡咯烷酮或丙酮的质量比＝1∶(3-7)，选取N-甲基吡咯烷酮或丙酮；②将聚合物二元醇，小分子二元醇，亲水单体加入装有搅拌器、温度计的反应器中，在110℃条件下，先真空脱水1小时，真空度≥0.060kPa；撤掉真空，通入氮气保护，然后降温至60℃-90℃，加入N-甲基吡咯烷酮或丙酮，然后滴加二异氰酸酯，1小时滴加完毕，加入催化剂，继续保温反应2小时后，开始测定NCO含量，使NCO含量达到理论值±0.2％；降温至40℃-60℃，加入(甲基)丙烯酸羟基酯，保温至(甲基)丙烯酸羟基酯的羟基完全反应；加入封端剂，保温使NCO基团完全反应；加入中和剂，搅拌0.5小时；调节体系粘度为2000-6000mPa.s；在高速搅拌下滴加去离子水，强力分散5-10分钟，继续分散1小时，60℃减压，得到端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物；2)羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体的合成：①按端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物∶去离子水∶(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体∶(甲基)丙烯酸羟基酯类单体∶引发剂的质量比＝(80-100)∶(20-90)∶(15 -30)∶(2-12)∶(0.050-0.700)，选取端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物、去离子水、(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体和引发剂，备用；②取端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物加入于带有搅拌装置、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗的反应器中，再加入稀释用的去离子水；将(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体与引发剂混合，得单体混合液，取单体混合液总质量10％-30％的单体混合液加入到反应器中，温度控制在40℃-60℃，搅拌0.5小时溶涨胶粒；升温至80℃，从滴液漏斗滴加剩余的单体混合液，3-4小时滴完；升温至85℃继续反应1小时；最后冷却至40℃，加中和剂调整pH值为8.0-8.5，400目尼龙网过滤，得到羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂杂化体。
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文章编号:10044736(2003)02000603水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆研制闫福安1,2,官文超1(1.华中科技大学化学系,湖北武汉430074;2.武汉化工学院化工与制药学院,湖北武汉430073)摘 要:由甲基丙烯酸甲酯(M M A)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸β羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸(M A A)为单体,通过自由基溶液共聚合合成了丙烯酸酯四元共聚物,以二甲基乙醇胺(DM A E)中和制得了丙烯酸酯共聚物水溶液.该树脂同六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HM M M )复配成的烘漆具有优秀性能.讨论了工艺条件对水溶胶性质及涂膜性能的影响.关键词:水性丙烯酸树脂;合成;六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂;烘漆中图分类号:T Q 433.4+32 文献标识码:A收稿日期:20030312基金项目:国家自然科学基金资助项目(20074012)作者简介:闫福安(1964),男,河南人,博士生,副教授,主要从事水性功能高分子的研究与开发.0 引 言丙烯酸树脂是一种优秀的涂料树脂,由其配制的塑料漆、聚氨酯漆、氨基烘漆近年来发展很快[1].但常规的丙烯酸树脂是溶剂型的,随着其施工、应用,有大量的芳烃、酯或酮类溶剂进入大气,造成严重的环境污染.现在,世界各国的环保法规日益严格,人们的环保意识也日益加强,因此,涂料的“高固体化、粉末化、辐射可固化及水性化”趋势愈来愈明朗,该“四化”标志着涂料的发展方向.由于粉末涂料、辐射可固化涂料因施工工艺特殊,其应用受到一定条件的限制;高固体份涂料由于理论、技术水平的制约,其发展也比较缓慢.近年来,水性涂料树脂合成用功能单体发展很快,已有大量的水性单体投放市场,因此水性涂料成为涂料工业中发展最快的环保产品,在美、欧发达国家水性漆已经占到涂料产量的一半左右,而且发展势头迅猛.近年来,我们对水性醇酸[2]、水性聚酯[3]及水性聚氨酯树脂[4]的合成进行了一些研究工作,本文主要介绍水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆的研制,由其在工业涂料方面取代溶剂型相关产品,具有重要意义.1 实验部分1.1 实验原料及处理甲基丙烯酸甲酯(M M A)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸β羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸(M AA)均为化学纯,N 2气氛下,在对苯二酚(M AA 用CuCl)存在下减压蒸馏后使用;过氧化苯甲酰(BPO)为分析纯,经重结晶后使用;巯基乙醇(链转移剂)、丙二醇丁醚、二甲基乙醇胺(DM AE )均为化学纯,直接使用;六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HMM M;固含量≥97%,mass ratio),工业品(美国,氰特工业公司),直接使用.1.2 丙烯酸酯共聚物的合成原理丙烯酸酯共聚物的合成原理[5]可用图1所示的聚合反应方程式表示.1.3 丙烯酸酯共聚物的合成工艺在装有搅拌装置、冷凝器、温度计和恒压滴液漏斗的四口反应瓶中,加入一定量的溶剂;将单体(单体以80%固含量计,mass ratio )、引发剂、链转移剂配成混合溶液,取1/3加入四口瓶;N 2保护下,在80℃下进行溶液共聚合;另外2/3单体溶液加入恒压滴液漏斗,同时滴加,约2h 滴完,继续反应2h,得到淡黄色透明丙烯酸酯共聚物粘稠溶液.降温至60℃,强烈搅拌下,按一定中和度滴加二甲基乙醇胺中和,然后滴加蒸馏水,调节固含量为40%,即得到淡黄色透明丙烯酸酯共聚物水溶液.1.4 产品技术指标外观 淡黄色半透明水溶液固体含量/% 40pH 值 7.0～7.5粘度(涂4杯)/s 70～100羟值(每克固体树脂中KOH 毫克数) 1001.5 水性丙烯酸氨基烘漆的配制1.5.1 实验配方 以水性丙烯酸树脂和HMM M第25卷第2期 武 汉 化 工 学 院 学 报 V o l.25 N o.2 2003年6月 J . W uhan Inst. Chem. Tech. Jun. 2003图1 水性丙烯酸树脂合成反应式Fig.1 Sy nthetic r eactio n route o f a queo us acr ylic r esin树脂配制水溶性氨基烘漆,其配方见表1.表1 水溶性丙烯酸氨基烘漆配方(白色漆) Table1 For mula tion o f aqueous ac rylic resin melamine fo rmaldehyde resin ba king paint名称规格用量/g 水溶性丙烯酸树脂见 1.4产品技术指标50HM M M8钛白粉金红石型,澳洲82822蒸馏水20流平剂BYK390适量消泡剂BYK037适量分散剂Henkel5040适量1.5.2 配制工艺 在烧杯中,按表1加入水,搅拌下加入分散剂、颜料及水性树脂基料;搅拌均匀,用锥型磨磨至细度<20μm,加入其余助剂调匀,100目筛网过滤,得水性丙烯酸氨基烘漆. 1.5.3 烘烤条件 140℃,烘30min;涂板性能用相关国家标准方法测试.2 结果与讨论2.1 丙烯酸用量对乳液性能的影响M AA含量是决定羟基丙烯酸树脂水溶性、粘度、水稀释时是否出现粘度峰值现象的关键因素.M AA含量低于7%(mass ratio),树脂的水溶性、贮存稳定性差;若含量过高,则水分散体粘度大,且涂膜耐水性差.另外,在配漆中发现,M AA 适当的含量,由于大分子上羧基的锚固作用有利于颜料的分散和稳定.综合考虑以上因素,树脂中的M AA含量以8%较好.2.2 中和剂及其用量对水溶胶性能的影响N H3·H2O、N Et3、(CH3)2NC2H5O H是常用的中和剂.我们选用二甲基乙醇胺,它含有的羟基可增加水溶性,降低M AA单体用量.实验发现: DM AE的用量控制在M AA90%(mass ratio)的中和率为好.过低时水溶性、稳定性差;过高时则粘度大,低温贮存易形成冻胶,冻融稳定性差. 2.3 羟基丙烯酸树脂羟值的影响羟基丙烯酸树脂的羟值主要由HEA的用量决定.实验发现将羟值控制在每克树脂100 m g KOH,漆膜综合性能优良,此时HEA用量约占单体总量的10%(mass ratio).另外,HEA可以降低M AA的用量,提高耐水性.同M AA的影响类似,若含量过高,则水分散体粘度大,且涂膜交联密度过大、抗冲击强度变差.2.4 树脂相对分子质量设计对性能的影响缩聚反应相对分子质量(或聚合度)的控制,笔者在文献[6]作了比较详细的讨论.对自由基共聚合反应,由于相关反应参数不易得到,平均聚合度方程[7]不易使用.通常可以通过提高引发剂用量以降低相对分子质量.一般反应型涂料用丙烯酸树脂为了提高固含量及较高的交联密度,其相对分子质量约103,相应聚合度约10,不能过大,但是应确保每条大分子链至少含两个HEA单元.为了使反应平稳进行,可复合使用链转移剂,其中巯基乙醇是很好的选择,因为其转移不仅可以控制相对分子质量,而且其转移后的再引发可以在大分子链端引入羟基,降低HEA单体用量.经过单因素实验发现BPO、巯基乙醇的用量分别为单体量的 2.4%、1.6%(mass ratio)较好.2.5 软、硬单体配比对性能的影响当HEA、M AA用量及相对分子质量确定后,软、硬单体配比对性能有重要的影响.MM A7第2期闫福安等:水性丙烯酸树脂的合成及其氨基烘漆研制用量大,则玻璃化温度高,烘漆漆膜硬而脆,抗冲击性差;其与BA 的配比控制在1/1(mass ratio )较好,此时其理论玻璃化温度(T g )约为5℃.2.6 助剂的选择水性涂料表面张力通常比溶剂型涂料大,容易产生回缩、缩孔、针孔和气泡,为了获得高装饰性的涂膜,助剂的选择非常重要.国际上重要的涂料助剂制造商为BYK (毕克)和Henkel (汉高)公司,经过在两家助剂系统中实验优选确定:流平剂用BYK390,消泡剂用BYK037,分散剂用Henkel5040.2.7 氨基树脂用量对涂膜性能的影响氨基树脂(M F)选用六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂(HM MM ).HM MM 与羟基丙烯酸树脂在高温下,经过醚交换反应实现交联固化. 另外,HM MM 自身还会发生自缩聚反应.若自缩聚反应多,则生成许多二聚体、三聚体以及其他多聚体,形成的漆膜耐久性差、硬而脆、耐冲击性差.故配漆时在满足氨基树脂与丙烯酸树脂充分反应的条件下尽可能降低氨基树脂用量,以阻止自缩聚反应,形成所希望的立体交联结构.氨基树脂与本树脂的配比(以固体份计)为:氨基树脂∶水性丙烯酸树脂=1∶2.5(mass ratio )为好.经检测烘漆性能为附着力:1级;柔软性:1mm;硬度:0.70;抗冲击性:50kg ·cm;光泽度:90(600);耐水性、耐油性:48h 无变化.3 结 语a 以M M A 、BA 、HEA 、M AA 为单体通过溶液共聚合合成了丙烯酸酯四元共聚物,以二甲基乙醇胺中和制得了丙烯酸酯共聚物水溶液.讨论了工艺条件对水溶液性质及涂膜性能的影响.b 选择六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂作交联剂,与上述水性树脂、颜料、助剂等复配,制成了水溶性氨基烘漆.该产品可取代同类溶剂型产品,具有很好的经济效益和社会效益.参考文献:[1] Zeno W 威克斯,Frank N 琼斯,S Peter 柏巴斯.有机涂料科学与技术[M ].北京:化学工业出版社,2002.[2] 闫福安,官文超.短油度水溶性醇酸树脂的合成研究[J].中国涂料,2003,18(1):2628.[3] 闫福安.水性聚酯的合成研究[J ].涂料工业,2003,33(3):911.[4] 闫福安.内交联型水性聚氨酯皮革光亮剂的合成研究[J].武汉化工学院学报,2003,25(1):2527.[5] 虞兆年.涂料工艺(第二分册,第二版)[M ].北京:化学工业出版社,1997.[6] 闫福安.平均官能度与聚合度的关系及其在高分子设计中的应用[J].中国涂料,2002,17(3):2526.[7] 潘祖仁.高分子化学[M ].北京:化学工业出版社,1997.The synthesis of aqueous acrylic resin and the development ofits melamine formaldehyde resin baking paintsYAN Fu an 1,2,GUAN Wen chao1(1.Department of Chemist ry,H uazho ng U niv ersity of Science a nd Tech nology ,W uhan 430074,China;2.Schoo l of Chemica l Engineering and Pharmacy ,W uhan Institute of Chemical Tech nology ,W uhan 430073,China )Abstract :With m ethylmethacrylate (M M A),butylacrylate (BA),βhydrox yethylacry late (HEA)and m ethy lacrylic acid (M AA ),the aqueous acrylic resin was sy nthesized by radical solution copolymerization .Then the aqueous acrylic resin melamine fo rmaldehyde resin baking paints w ere produced ,the paints hav e good properties,they could substitute the solv entborne ones.The effects of the process conditions on the properties of aqueous acrylic resin and its baking paints w ere discussed.Key words:aqueous acry lic resin ;synthesis ;melamine formaldehyde resin ;baking paint 本文编辑:付中林8武汉化工学院学报第25卷。