水性环氧丙烯酸树脂的合成
水性涂料用丙烯酸树脂的制备
I水性涂料用丙烯酸树脂的制备摘要与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。
水性丙烯酸烯树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。
本实验采用溶液聚合法，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸（AA）为单体，以正丁醇为溶剂，过氧化苯甲酰（BPO）为热引发剂，制得了水性丙烯酸树脂。
分析了反应温度、时间，单体、引发剂和中和剂用量对水性丙烯酸树脂性能的影响。
结果表明合成水性丙烯酸树脂的最佳工艺条件为：丙烯酸AA为单体总摩尔质量的12.5%，甲基丙烯酸甲酯（MMA）:丙烯酸丁酯（BA）为1:1，引发剂用量为单体总摩尔质量的0.5%，反应温度为100℃，反应时间为3h，中和度为90%。
关键词：丙烯酸树脂，单体，涂料，溶液聚合，合成II The Preparation of Water-based Coating withAcrylic ResinABSTRACTCompared with the traditional solvent coating, coating with low price The use of safe, save resources and energy, reduce environmental pollution and pollution etc, and thus has become the current development of coating industry the main direction of water-borne acrylic PVC resin paint is water-based coating the fastest growing most varieties in no polluting coatings.This experiment by solution polymerization, with methyl methacrylate （MMA）, butyl acrylate （BA）and acrylic acid （AA）as the monomer, with butyl alcohol as the solvent and benzoyl peroxide （BPO）as the thermal initiator, with water based acrylic resin.Analyzed the reaction temperature, time, monomer initiator and neutralizing agent dosage on the properties of water-based acrylic resin. The results showed that the best process conditions for synthesis of waterborne acrylic resin: Acrylic AA 12.5% of the total molar mass of monomer, methyl methacrylate （MMA）, butyl acrylate （BA）as 1:1, initiator dosage is 0.5% of the total molar mass of monomer, reaction temperature of 100, the reaction time is 3 h, neutralization degree of 90%.KEYWORDS：acrylic resin，monomer，coating，solution polymerization，synthesis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 水性涂料 (1)1.2 水性丙烯酸树脂简介 (2)1.2.1 水性丙烯酸树脂的概念 (2)1.2.2 水性丙烯酸树脂的特点 (3)1.2.3 水性丙烯酸树脂的分类 (3)1.3 水性丙烯酸树脂的主要合成方法 (5)1.4 水性涂料用丙烯酸树脂的研究现状 (6)1.5 水性丙烯酸树脂反应机理 (8)1.5.1 水性丙烯酸树脂的聚合机理 (8)1.5.2 丙烯酸树脂水性化方法 (10)1.6 丙烯酸树脂的运用 (11)1.7 本课题研究的目的意义及内容 (11)2 实验部分 (13)2.1 实验药品及仪器 (13)2.1.1 实验药品 (13)2.1.2 实验仪器 (13)2.1.3 实验装置 (13)2.2 树脂的合成反应原理 (14)2.3 实验原料的选择 (14)2.3.1 单体的选择 (14)2.3.2 引发剂的选择 (14)2.3.4 溶剂的选择 (15)2.3.5 中和剂的选择 (15)2.4 水性丙烯酸树脂的制备工艺 (15)2.5 水性丙烯酸树脂的性能测试 (15)2.5.1 外观的检测 (15)2.5.2 固含量的测定 (15)2.5.3 反应转化率的测定 (16)2.5.4 黏度的测定 (16)2.5.5 水溶性的测定 (16)2.5.6 透光率的测定 (16)3 结果与讨论 (17)3.1 不同单体用量对树脂性能的影响 (17)3.1.1 软硬单体比例对树脂性能的影响 (17)3.1.2 AA用量对丙烯酸树脂性能的影响 (17)3.1.3 引发剂用量对树脂性能的影响 (18)3.2 反应温度对树脂性能的影响 (20)3.3 反应时间对树脂性能的影响 (22)3.4 中和剂对树脂性能的影响 (23)4 结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)水性涂料用丙烯酸树脂的制备 11 绪论1.1 水性涂料涂料，旧称油漆，是指可涂覆于物件表面，与基体结合牢固、形成具有一定强度固态薄膜的物质。
水性环氧丙烯酸树脂的合成
第 6期
肖新颜 等 : 水性环氧丙烯酸树脂的合成
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1. 5 傅里叶红外光谱分析
取约 3 g样品 , 加入 5mL 丙酮 , 搅拌使其溶胀 , 然后倾入 50mL 环己烷 ,静置 ,待分层后倾出上层环 己烷 ; 再加入 5mL 丙酮溶胀 ,倾入 50mL 环己烷 ; 如 此重复 3 次 . 将提纯的环氧树脂于 35 ～40 ℃真空 干燥 7 ～ 8 h. 干燥后的样品用德国 B ruker 公司的
3 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (20476035, 20846003, 20876065) 作者简介 : 肖新颜 ( 1964 2) ,男 ,副教授 ,博士 ,主要从事环境友好树脂 、 乳液的合成及功能涂层材料制备研究 . E2 mail: cexyxi2
水性丙烯酸树脂工艺与配方设计
水性丙烯酸树脂工艺与配方设计1.引言2.水性丙烯酸树脂工艺流程2.1原料准备2.2乳化制备将丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体和二甲基丙烯酸丁酯加入反应釜中，并加入适量的稳定剂和乳化剂。
启动搅拌器并加热至适当温度，使得乳液发生聚合反应。
此过程需要控制反应温度和搅拌速度，确保聚合反应的完全进行。
2.3放冷却将聚合后的乳液放置在冷却器中，以降低温度。
此步骤是为了控制聚合反应的速度，并确保产物的质量。
冷却过程通常需要一段时间，直到乳液达到适合继续处理的温度。
2.4过滤将冷却后的乳液通过过滤器进行过滤，以去除其中的杂质物质。
过滤器可选择合适的孔径，以确保过滤效果良好。
2.5增稠根据需要，可添加增稠剂来改变水性丙烯酸树脂的粘度。
增稠剂的添加量应根据产品的使用要求进行调整。
2.6包装最后，将处理好的水性丙烯酸树脂产品装入适当的包装容器中，并密封保存。
包装应符合相关标准要求，并严密防止产品受潮。
3.水性丙烯酸树脂配方设计在水性丙烯酸树脂配方设计中，需要考虑以下几个方面：3.1功能要求根据产品的使用要求和功能需求，确定所需的性能指标，如附着力、耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等。
选择合适的原料和添加剂，以实现这些性能指标。
3.2基体料和固化料选择根据产品的具体要求，选择合适的丙烯酸树脂基体料和固化料。
具体选择需要考虑产品的使用环境、所需涂膜的硬度和柔软度等因素。
3.3添加剂的选择和调整根据产品的需要，选择合适的稳定剂、乳化剂和增稠剂，并调整其添加量和比例，以达到最佳工艺效果。
此外，还可以添加一些特殊功能的添加剂，如防腐剂、消泡剂等，以满足特定的产品要求。
3.4配方优化通过试验和实验室调整，优化水性丙烯酸树脂的配方。
根据实际情况，调整原料的添加量和比例，以获得具有良好性能的成品。
4.结尾本文介绍了水性丙烯酸树脂的工艺流程和配方设计，这是一种简单且实用的方法用于生产该类型产品。
通过合理选择和调整原料，可以生产出具有良好性能的水性丙烯酸树脂。
水性环氧树脂的合成
分类号：学校代码：10426密级：学号：**********硕士学位论文MASTER DEGREE THESIS水性环氧树脂的合成**：******：***学科专业：安全工程专业代码：085224研究方向：化工过程安全2018年6月8日水性环氧树脂的合成摘要随着人们绿色环保意识的不断提高，对印刷品要求也越高，水性油墨因其低挥发性，减轻了大气污染，同时降低了溶剂在包装中的残留，得到广泛应用。
1、本文先将环氧树脂用丙烯酸酯化开环，对生成的环氧酯进行改性，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸（MAA）为改性单体，以正丁醇为溶剂，采用接枝法合成水性环氧树脂。
通过研究化学试剂用量和不同工艺条件对水性环氧树脂乳液性能的影响，确立了合成油墨用水性环氧树脂的最佳方案为酯化率为75%，软硬单体最佳质量配比为4:1，引发剂用量为3%，硅烷偶联剂用量为4%，反应温度为110℃。
2、以甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸为共聚单体，硅烷偶联剂为功能单体制得的水性环氧树脂乳液在室温贮存时不产生交联反应，而在干燥时随着水分的蒸发和中和剂的挥发，体系p H值发生变化，在酸的催化下固化成膜。
研究结果表明,实验制得的水性环氧树脂乳液粒径主要分布在26nm左右，并具有分布窄的特点，室温交联后胶膜透明度、耐水性好，成膜速度快，各项性能更加优异。
3、采用接枝法制备的水性环氧树脂乳液，配以黑色碱性颜料配制成水性油墨。
讨论了水性环氧树脂乳液对水性油墨各性能的影响。
研究显示，随着环氧树脂酯化率的增加，乳液粒径变小，水性油墨的粘度减小，大大提高了乳液的稳定性，而随着交联单体硅烷偶联剂用量的增加，乳液附着牢度增大，耐水性增强，可以满足粘度、细度、附着力及初干性等油墨印刷适性的要求。
4、在实验室的基础实验的基础上，对水性环氧树脂连接料合成的工艺进行了放大，研究确定了工艺设计参数，设计了工艺装置，并对其进行了危险与可操作性分析（HAZOP），确定并完善了各工艺单元的工艺控制措施，形成了完善的带控制点的工艺流程图（PIDs）。
水性丙烯酸树脂工艺与配方设计
水性丙烯酸树脂还可用于制造具有 特殊光学和化学性质的高档防伪油 墨。
粘合剂领域
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家居装修粘合剂
水性丙烯酸树脂在家居装修粘合剂中应用广泛， 因其具有良好的粘附力、耐久性和环保性。
工业粘合剂
水性丙烯酸树脂也可用于制造各种工业粘合剂， 如汽车、电子和航空等领域的粘合和密封。
3
医用粘合剂
水性丙烯酸树脂还可用于制造医用粘合剂，如伤 口敷料和手术用胶等，因其具有良好的生物相容 性和安全性。
引发剂选择
引发剂是水性丙烯酸树脂配方中的重 要组成部分，它能够控制聚合反应的 速度和温度。选择合适的引发剂可以 提高聚合效率和产物的性能。
常用的引发剂包括过氧化物、偶氮化 合物等。选择引发剂时需要考虑其分 解温度、活性氧含量、对聚合反应的 影响以及对最终性能的影响。
溶剂选择
溶剂在水性丙烯酸树脂的制备过程中起着溶解和稀释的作 用。选择合适的溶剂可以提高树脂的溶解度和稳定性。
该方法的优点是所得水性丙烯酸树脂具 微乳液聚合法需要选择合适的油相、水
有高分子量、低黏度、高稳定性等特点， 相和反应条件，以获得性能优良的水性
且生产过程中不使用有机溶剂。
丙烯酸
功能性单体是水性丙烯酸树脂配方中的重要组成部分，它们 决定了树脂的性能和应用领域。在选择功能性单体时，需要 考虑其反应活性、官能度、稳定性以及对最终性能的影响。
常用的溶剂包括醇类、酯类、酮类等。选择溶剂时需要考 虑其溶解度参数、挥发性、毒性以及对最终性能的影响。
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水性丙烯酸树脂的应用领 域
涂料领域
建筑涂料
水性丙烯酸树脂在建筑涂料中应 用广泛，因其具有良好的耐候性、 保色性和装饰性，能够提供优异 的抗划伤、抗沾污和抗紫外性能。
水性环氧丙烯酸树脂的合成
水性环氧丙烯酸树脂的合成湖南化工职业技术学院毕业论文论文题目:水性环氧丙烯酸树脂的合成指导教师姓名:刘宏论文作者:刘志成专业:精细化学品生产技术7>2013年12月水性环氧丙烯酸树脂的合成摘要:以双酚A型环氧树脂E-44为基础树脂、丙烯酸AA为改性剂,合成了溶剂型环氧丙烯酸树脂EA,探讨了合成工艺条件反应温度、反应时间、催化剂和阻聚剂用量对AA转化率的影响.在此基础上,通过顺丁烯二酸酐MA与EA上的羟基反应,在EA上引入了羧基亲水性基团,制备了水性环氧丙烯酸树脂EB.结果表明:当反应温度为95e、反应时间为415h、催化剂和阻聚剂用量分别为115%和01075% 与E-44的质量比时,AA的转化率为98127%. EB合成的最优工艺条件为:反应温度80e,反应时间115h.采用傅里叶红外光谱分别对中间产物EA和目的产物EB 进行结构表征,进一步证实AA与E-44开环酯化生成了EA,MA与EA上的羟基发生酯化反应生成了EB.关键词:丙烯酸树脂;水性;合成Synthesis ofW aterborne Epoxy AcrylateXiao Xin-yan Hao Cai-chengSchool ofChemistry and ChemicalEngineering, South China University ofTechnology, Guangzhou 510640, Guangdong, ChinaAbstract:By usingbisphenol-A epoxy resin E-44 as the basic resin and acrylic acid AA as themodifier, sol-vent-based epoxy acrylate EA was synthesized, and the effects of reaction temperature, reaction time, catalystcontentand inhibitor contenton theAA conversion were discussed. Afterwards, waterborne epoxy acrylate EBwas synthesized via the reaction ofhydrophilic carboxy groups inmaleic anhydride MA with the hydroxylgroupsin EA. The results indicate tha,t when the mass ratios of the catalyst and the inhibitor to E-44 are respectively115% and 01075%, the polymerization results in aAA conversion up to 98127% at95efor415h; and that theoptimal temperature and time for EB synthesis are respectively 80eand 115 h. It is also demonstrated by theFT-IR spectra ofEA and EB that the formation ofEA is due to the ring-opening esterification ofAA with E-44,while thatofEB is due to the esterification ofMA with the hydroxyl groups in EA.Key words:bisphenol-A epoxy resin; acrylic acidmonomer;maleic anhydride; waterborne epoxy acrylate目录序言 (6)第1章文献综述 (7)1.1丙烯酸树脂发展概况 (7)1.2 水性丙烯酸树脂的分类 (8)1.3水性丙烯酸树脂的制备方法 (9)1.3.1溶液聚合法 (9)1.3.2乳液聚合法………………………………………………………………111.4国内外在该领域的研究状况与分析 (12)1.4.1水性树脂的研究进展 (12)1.4.2水性丙烯酸树脂的研究进展 (14)1.4.3水性丙烯酸树脂研究中存在的问题 (15)第2章技术路线与反应机理……………………………………………………162.1 制备方法的确定 (16)2.2 水性丙烯酸树脂的基本反应机理 (21)2.3 单体的选择与配方设计 (22)第3章实验部分…………………………………………………………………243.1实验原料 (24)3.2实验仪器 (24)3.3基本配方 (25)3.4合成工艺 (25)3.5 结果与讨论 (26)3.5.1溶剂选择对树脂性能的影响……………………………………………263.5.2聚合物的玻璃化温度 (27)3.5.3树脂酸值对性能的影响 (28)3.5.4树脂羟值对性能的影响 (29)3.5.5加料方式对树脂性能的影响 (29)3.5.6中和剂的种类对树脂性能的影响 (30)3.5.7中和度对树脂性能的影响 (31)3.5.8制漆过程中交联剂的选择及交联反应 (32)第4章结论 (33)参考文献 (33)致谢………………………………………………………………………………………35序言环氧丙烯酸酯(EA)是固化领域中用量最大的一类光固化树脂,它黏结性高、固化速度快、润湿性好、混溶性好、光泽度高、耐化学药品性能优异,而且原料易得、价格便宜,被广泛用在胶黏剂、涂料和油墨等行业。
水性丙烯酸树脂的生产工艺
水性丙烯酸树脂的生产工艺1. 概述水性丙烯酸树脂是一种新型的涂料材料，具有无毒、无味、无污染、色泽鲜艳、耐候性好等优良特性。
它是以丙烯酸乳液为基础，加入改性剂、助剂等辅助剂，经过分散、乳化、稳定、调整PH值等步骤而成。
本文将介绍水性丙烯酸树脂的生产工艺。
2. 原料与设备水性丙烯酸树脂的主要原料为丙烯酸乳液，而丙烯酸乳液的原料为丙烯酸酯。
丙烯酸酯是一种透明的液体，在常温下易挥发，需要采取一些措施来进行保存和运输。
其他辅助原料包括改性剂、助剂、分散剂等。
设备包括反应釜、搅拌器、分散机、加压泵、调节阀等。
3. 生产工艺3.1 制备丙烯酸乳液丙烯酸乳液是制备水性丙烯酸树脂的基础。
具体工艺如下：1.在反应釜中加入适量的丙烯酸酯、新乳化剂和硬脂酸钠，搅拌均匀。
2.将氮气注入反应釜中，晃动反应釜，将反应釜加热至80℃，并保持2小时。
3.在稀酸性条件下（pH = 3.5-4），加入适量的乳化剂，继续晃动反应釜，并将其加热至80℃-85℃。
4.增加乳液的分散度，可使用高速分散机进行分散。
3.2 加入辅助原料在丙烯酸乳液中，加入适量的辅助原料。
例如，加入改性剂可以提高丙烯酸树脂的耐磨性和耐光性。
加入助剂可使树脂具有更好的附着力。
3.3 调节pH值为了保证丙烯酸树脂的稳定性，需要将其pH值调节在不同的范围内。
调节pH 值需要在稀酸性条件下进行。
具体的工艺视情况而定。
3.4 提高稳定性为了提高丙烯酸树脂的稳定性，需要将其稀释并使用高速搅拌机进行再次分散。
分散完成后，将丙烯酸树脂过滤并储存在容器中，以备使用。
4. 结论生产水性丙烯酸树脂是一项复杂的过程，在制备过程中需要仔细处理各种原料，按照一定的工艺条件进行混合和分散。
通过本文的介绍，希望对水性丙烯酸树脂的生产工艺有一个初步的了解。
环氧丙烯酸酯树脂的合成反应方程式
环氧丙烯酸酯树脂的合成反应方程式环氧丙烯酸酯树脂是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。
它的合成反应通常是通过将丙烯酸酯与环氧化剂反应得到的。
具体的合成反应方程式如下：丙烯酸酯 + 环氧化剂→ 环氧丙烯酸酯树脂其中，丙烯酸酯是一种含有丙烯酸基团的化合物，常用的有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等。
环氧化剂则是一种能够和丙烯酸酯反应生成环氧基团的化合物，常见的有环氧丙烷、环氧氯丙烷等。
合成反应的机理如下：丙烯酸酯与环氧化剂发生加成反应，丙烯酸基团与环氧基团结合，形成丙烯酸酯与环氧基团之间的新的化学键。
这个过程是一个亲核加成反应，也是环氧化剂开环的过程。
然后，开环产物中的环氧基团会与其他丙烯酸酯分子继续发生加成反应，形成新的化学键，进一步扩大分子链长度。
这个过程是一个链增长的反应，也是环氧丙烯酸酯树脂形成的关键步骤。
通过适当的工艺条件，如温度、反应时间等，可以控制环氧丙烯酸酯树脂的分子量和分子结构。
环氧丙烯酸酯树脂的合成反应具有以下特点：1. 该反应是一个官能团转化的过程，通过改变丙烯酸酯和环氧化剂的结构，可以得到不同性质的环氧丙烯酸酯树脂。
2. 该反应是一个自由基反应，需要引入适当的引发剂或光引发剂来加速反应速度。
3. 反应过程中需要控制温度，以避免副反应的发生。
4. 反应条件的选择对环氧丙烯酸酯树脂的性能有重要影响，如分子量、分子结构、玻璃化转变温度等。
通过合理选择丙烯酸酯和环氧化剂的种类和比例，以及控制反应条件，可以得到具有不同性能的环氧丙烯酸酯树脂。
这种树脂具有良好的耐化学性、耐热性和机械性能，广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。
总结起来，环氧丙烯酸酯树脂的合成反应是通过丙烯酸酯和环氧化剂发生加成反应和链增长反应的过程。
通过合理选择反应条件和控制反应过程，可以得到具有不同性能的环氧丙烯酸酯树脂，满足不同应用领域的需求。
水性油墨用环氧改性水性丙烯酸树脂的合成[1]
![水性油墨用环氧改性水性丙烯酸树脂的合成[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/25295004f78a6529647d53e4.png)
溶解速度
几乎不溶 较慢 快 较慢 快 快
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刘旭等 水性油墨用环氧改性水性丙烯酸树脂的合成
从表 1中可以看出 ,随着 AA 用量的增加 ,树脂的水溶性
变好 ;在不加入 22HEA 情况下 , AA 用量在 20%左右才具有较
3) 水性油墨颜色 、细度 、粘 度 、初 干 性 、着 色 力 按 GB / T 13217测试 ,耐水性按 QB 568—83测试 。
4) 附着牢度测试 。用丝棒将水性油墨印刷涂膜于 BOPP 薄膜上 ,在 80℃下完全干燥 ,在印刷膜上贴上胶带 ,均匀揉搓 后迅速剥离 ,考查剥离后印刷膜的表面状态 。目视测定标准为 良好 (印 刷 膜 残 留 90% 以 上 ) ; 合 格 (印 刷 膜 残 留 60% ～ 90% ) ;较差 (印刷膜残留 60%以下 ) 。
3) 水性油墨的配制 。将上述合成的环氧改性水性丙烯酸 树脂与钛白粉 、水及其它助剂按常规比例混合调配 ,经涂料快 速分散试验机研磨到合适细度 ,即得到水性油墨 。 1. 3 分析与测试
1) 红外分析 。测试样品为薄膜 , FT2IR 型傅里叶变换红 外光谱仪 ,美国尼高利公司 。
2) 树脂粘度测试 。按 GB / T2794 - 1995测试 ,采用旋转 粘度法 , NDJ - 99型旋转粘度计 ,成都仪器厂 。
1) 环氧丙烯酸酯 ( EA )的合成 。在装有搅拌器 、冷凝管 、 恒压滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中 ,加入一定量的环氧树脂 E - 44和阻聚剂 [6 ] ,缓慢搅拌加热到 70℃,再缓慢滴加计量的 丙烯酸和催化剂的混合液 ,加热 、搅拌 ,升温到 95℃,严格控制
收稿日期 : 2008Ο04Ο11 作者简介 : 刘旭 (1983 - ) ,男 ,成都人 ,四川大学硕士研究生 ,主攻胶黏剂 、油墨 。
水性环氧丙烯酸乳液的性能及合成技术分析
水性环氧丙烯酸乳液的性能及合成技术分析溶剂型的环氧树脂不溶于水，易溶于酯、酮、醚等有机溶剂，但是不符合环保的需要。
为了开发出环保型的环氧树脂材料，加强其水洗化的研究是十分有必要的。
水性环氧树脂中没有挥发性的有机溶剂，所以对环境比较友好，而且还具有良好的机械性能、耐化学性和绝缘性能等。
近年来水性丙烯酸改性环氧树脂成为了研究的热点，而且取得了一定的成果。
环氧丙烯酸不仅保留了环氧树脂的优点，而且还具有非常好的光活性，因此成为固化涂层材料中应用比较广泛的感光性树脂。
标签：环氧树脂；水性；环氧丙烯酸乳液；丙烯酸改性水性环氧树脂体系能够有效的降低挥发性有机物的使用，符合环保要求，因此在工业生产和生活中得到了廣泛的应用。
密切常用的环氧树脂涂料大部分是溶剂型的，其中的挥发物则含有易燃易爆的有毒物质，在挥发的过程中直接排放到大自然中，在阳光的作用下会形成烟雾或者酸雨，对环境产生了比较大的破坏作用。
水性涂料以及高固体份涂料等环保型的涂料日益得到了人们的重视，因此得到了比较快的发展，而且水性涂料在使用的过程中还具有节省资源、有机物排放量比较低的优点。
1 环氧树脂的性能简介环氧树脂是常用的热固性树脂，在热固性树脂中的用量比较大，而且应用比较广泛。
在环氧树脂中含有独特的环氧基、羟基以及醚键等活性基团，所以能够表现出优异的性能。
环氧树脂具有许多种类，而且性能各异，还具有非常多的改性剂、促进剂、添加剂等，可以组成多种组合，从而得到性能不同的环氧固化体系，能够满足各种性能和工艺的要求[1]。
环氧树脂具有良好的力学性能，其分子结构紧密，具有非常强的内聚力，其力学性能比不饱和的聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂优良的多。
而且还具有黏结强度高，粘接性能优异等优点，其中含有的羟基、环氧基、醚键等具有比较大的活性，决定了其良好的黏接强度，可以用来作为结构胶。
对于大部分金属和非金属材料都具有良好的粘接性，例如木材、玻璃、陶瓷等。
但是大部分环氧树脂都不能溶于水，对环境有比较大的危害，给其施工、运输以及存储等都带来了不便，因此用水来作为溶剂的水性环氧树脂受到了人们的重视[2]。
环氧丙烯酸酯树脂的合成反应方程式
环氧丙烯酸酯树脂的合成反应方程式环氧丙烯酸酯树脂是一种重要的合成材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
它是由环氧丙烯酸酯单体通过聚合反应合成而成。
环氧丙烯酸酯树脂的合成反应方程式如下：环氧丙烯酸酯单体 + 硬化剂→ 环氧丙烯酸酯树脂在这个反应中，环氧丙烯酸酯单体作为原料，与硬化剂发生反应，形成环氧丙烯酸酯树脂。
这个合成过程需要一定的温度和时间来完成。
环氧丙烯酸酯单体是通过环氧化反应合成的。
一般来说，环氧丙烯酸酯单体是由丙烯酸酯类单体和环氧化剂反应得到的。
环氧化剂可以是过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化甲酰等。
在反应中，环氧化剂和丙烯酸酯类单体发生反应，将环氧基引入单体中，形成环氧丙烯酸酯单体。
硬化剂是环氧丙烯酸酯树脂合成过程中的关键组成部分。
硬化剂可以是多种化合物，如脂肪胺、酸酐、酸酐酸酯等。
硬化剂的选择将直接影响到环氧丙烯酸酯树脂的性能和用途。
在合成过程中，环氧丙烯酸酯单体和硬化剂先混合均匀，然后在一定的温度下反应一段时间。
反应过程中，环氧丙烯酸酯单体中的环氧基与硬化剂中的活性基团发生开环反应，形成交联结构，从而形成环氧丙烯酸酯树脂。
环氧丙烯酸酯树脂的合成反应是一个复杂的化学过程，需要控制好反应条件和配比，才能得到所需的产品。
不同的环氧丙烯酸酯单体和硬化剂的选择将导致合成得到的树脂具有不同的性能和用途。
环氧丙烯酸酯树脂是一种重要的高分子材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
它具有优异的耐热性、耐腐蚀性、电绝缘性和机械性能，广泛应用于航空航天、电子电器、涂料、胶粘剂等领域。
通过合理选择合成方法和配方，可以调控环氧丙烯酸酯树脂的性能，满足不同领域的需求。
环氧丙烯酸酯树脂是一种重要的合成材料，其合成反应是通过环氧丙烯酸酯单体和硬化剂的反应来完成的。
合成过程需要控制好反应条件和配比，以获得具有优异性能的环氧丙烯酸酯树脂。
通过合理选择合成方法和配方，可以调控树脂的性能，满足不同领域的需求。
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. 常用的溶剂型
. 环氧丙
环氧树脂不溶于水 ,而易溶于酮 、 酯、 醚等有机溶剂 . 在大力倡导环保的今天 , 进行环氧树脂水性化研究 显得十分重要 . 国外从 20 世纪 70 年代起开始开发 水性环氧树脂及相关涂料
[3]
烯酸树脂不仅保留了环氧树脂的优良性能 , 同时还 具有很强的光活性 , 使其成为紫外光固化涂层材料 中应用最多的感光性树脂之一 . 本文中首先通过正交试验得到环氧丙烯酸树脂
KOH 2 乙醇标准溶液滴定至变色 ,以 30 s内不褪色为
AV AV0
× 100 %
式中 : AV0 和 AV 分别为反应前和任意时间体系的 理论酸值 , m g / g; nAA 为 AA 的摩尔数 ; cKOH 为 KOH 2 乙醇 标 准 溶 液 的 浓 度 , mol/L; V 为 试 样 消 耗 的
Tensor2 27 红外光谱仪进行傅里叶红外光谱 ( FT2IR )
由表 1 中极差 R 的分析可见 , 4 个因素对 AA 转化率影响的显著性顺序为 : 反应时间 >反应温度
>催化剂用量 >阻聚剂用量 ; 最优反应条件为 : 反应
温度 95 ℃、 催化 剂和 阻聚 剂用 量分 别为 115% 和
KOH 2 乙醇标准溶液的体积 , mL; m 0 和 m 分别为反
终点 . 反应体系任意时间的酸值 、 反应前体系的理论 酸值以及反应过程中 AA 的转化率分别按式 ( 1 ) 、
( 2 )和 ( 3 )进行计算 : AV = 56. 11 × cKOH × V
m ( 1)
应前样 品 和 所 取 样 品 的 质 量 , g; P 为 AA 的转化 率 , %.
反应时间
/h 3. 5 4. 0 4. 5 4. 5 3. 5 4. 0 4. 0 4. 5 3. 5 244. 65 272. 87 288. 04 81. 55 90. 96 96. 01 14. 46
P /%
2. 2 EB 合成工艺条件的确定
2. 2. 1 反应温度和时间的影响
85 85 85 90 90 90 95 95 95 245. 65 277. 10 282. 81 81. 88 92. 37 94. 27 12. 39
表 1 正交试验 L9 ( 3 )结果
Table 1 Results of orthogonal experim ent L9 ( 3 )
因素 实验号 反应温度
/℃ 1 2 3 4 5 6 7 8 9
K1 K2 K3
4 4
30. 07 82. 73 93. 35 96. 06 97. 98 98. 27
收稿日期 : 2008 205 228
烯二酸酐 (MA )上的亲水羧基对 EA 进行改性 ,合成 得到一种适用于紫外光固化的水性环氧丙烯酸树脂
( EB ) ,并对其进行了改性工艺条件探讨和结构性能
表征 .
1 实验部分
1. 1 实验材料
双酚 A 型环氧树脂 ( E 244,工业级 ,广州东风化
第 6期
肖新颜 等 : 水性环氧丙烯酸树脂的合成
49
1. 5 傅里叶红外光谱分析
取约 3 g样品 , 加入 5mL 丙酮 , 搅拌使其溶胀 , 然后倾入 50mL 环己烷 ,静置 ,待分层后倾出上层环 己烷 ; 再加入 5mL 丙酮溶胀 ,倾入 50mL 环己烷 ; 如 此重复 3 次 . 将提纯的环氧树脂于 35 ～40 ℃真空 干燥 7 ～ 8 h. 干燥后的样品用德国 B ruker 公司的
文章编号 : 1000 2 565X ( 2009 ) 06 20047 206
水性环氧丙烯酸树脂的合成
肖新颜 郝才成
(华南理工大学 化学与化工学院 , 广东 广州 510640 )
3
摘 要 : 以双酚 A 型环氧树脂 ( E 244 )为基础树脂 、 丙烯酸 ( AA ) 为改性剂 ,合成了溶剂型 环氧丙烯酸树脂 ( EA ) , 探讨了合成工艺条件 (反应温度 、 反应时间 、 催化剂和阻聚剂用 量 )对 AA 转化率的影响 . 在此基础上 ,通过顺丁烯二酸酐 (MA ) 与 EA 上的羟基反应 , 在 EA 上引入了羧基亲水性基团 ,制备了水性环氧丙烯酸树脂 ( EB ) . 结果表明 : 当反应温度 为 95 ℃、 反应时间为 415 h、 催化剂和阻聚剂用量分别为 115%和 01075% (与 E 244 的质量 比 )时 , AA 的转化率为 98127%. EB 合成的最优工艺条件为 : 反应温度 80 ℃, 反应时间
64. 01 87. 87 93. 77 96. 09 87. 49 93. 52 91. 48 98. 18 93. 15
在一定量催化剂和阻聚剂作用下 ,MA 与 EA 上 的羟基发生酯化反应引入亲水性羧基 , 再加入一定 量有机胺进行中和反应 ,可以得到 EB. 在 MA 对 EA 进行亲水改性的反应过程中 ,除了发生酯化反应外 , 还会发生 MA 和 EA 的自聚及共聚等副反应 . 反应 温度低 , 酯化反应速率慢 ; 反应温度高 , 副反应较 多 ,甚至会使体系产生凝胶 . 由于 E 244 上的环氧基与 AA 发生开环酯化反 应 ,在 EA 分子骨架上引入羟基 . 实验中选用 MA 与
( 130 m g / g ) 时 , 停止反应 ; 加入少量的阻聚剂 , 降
1. 2 EA 及 EB 的合成工艺
在装有搅拌器 、 冷凝管 、 温度计 、 恒压滴液漏斗 的四口烧瓶中加入 20 g E 244, 升温至 75 ℃, 将 AA
( nAA ∶ nE244 = 2 ∶ 1) 、 对苯二酚和催化剂混合均匀 , 在 1 000 r/m in 的搅 拌速 率下 滴加 上述 混合 溶液 , 约 1 h 滴加完毕 ; 升温到 85 ～95 ℃, 保温反应 4 ～5 h,
表 2 反应体系的酸值 、 AA 转化率与反应时间的关系
Table 2 Relationship betw een acid value, AA conversion ratio and reaction tim e
反应时间 / h
1. 0 2. 0 3. 0 3. 5 AV / (mg・g - 1 ) 131. 11 32. 37 12. 47 7. 39 4. 19 3. 24
E 244 已基本反应完全 . 由此进一步确定了上述条件
分析 .
2 结果与讨论
2. 1 EA 合成工艺条件的确定
在一定的温度 、 催化剂和阻聚剂存在条件下 ,
E 244 中的 环 氧 基 和 AA 进 行 开 环 酯 化 反 应 生 成 EA. 反应温度 、 催化剂用量和阻聚剂用量以及反应
下 EA 的最优合成反应时间为 415 h,与正交试验结 果吻合 .
P /%
时间等因素对 EA 的合成有重要影响 ,为了确定 EA 的最佳合成工艺条件 , 考察了不同反应温度 ( 85、
90、 95 ℃) 、 催化剂用量 ( 015% 、 110% 、 115% ) 、 阻聚
剂用 量 ( 01050% 、 01075% 、 01100% ) 和 反 应 时 间
( 315、 410、 415 h )对 EA 合成的影响 , 以反应体系中 AA 的转化率为评价指标 ,正交试验结果见表 1.
4. 0 4. 5
催化剂 用量 / %
0. 5 1. 0 1. 5 0. 5 1. 0 1. 5 0. 5 1. 0 1. 5 251. 58 273. 54 280. 44 83. 86 91. 18 93. 48 9. 63
阻聚剂 用量 / %
0. 050 0. 075 0. 100 0. 075 0. 100 0. 050 0. 100 0. 050 0. 075 255. 71 277. 11 272. 74 85. 24 92. 37 90. 91 7. 13
( EA )的最优合成工艺条件 ; 在此基础上 , 通过顺丁
. 环氧树脂水性化方法
[ 4 26 ]
主要有 3 种 : 机械法 、 相反转法和自乳化法
.前
两种方法制得的环氧树脂乳液的粒径通常为微米 级 ,形成的乳液不够稳定 ; 而自乳化法制得的环氧树 脂乳液的粒径通常为纳米级 ,乳液稳定性高 . 自乳化 法是指将亲水极性基团 (如磺酸基 、 羧酸基 、 胺基和 非离子型基团聚醚等 ) 引入到环氧树脂分子骨架 中 ,这些亲水性基团有助于环氧树脂在水中分散 ,从 而使改性环氧树脂具有亲水亲油性 . 水性环氧树脂中不含挥发性有机溶剂 , 对环境
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华 南 理 工 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
第 37 卷
工厂 ) . 丙烯酸 (天津市化学试剂开发中心 ) ; 顺丁烯 二酸酐 (广州市新港化工有限公司 ) ; 对苯二酚 (天 津市大茂化学试剂厂 ) ; N , N 2 二甲基乙醇胺 、 N, N2 二 甲基甲酰胺 (天津市科密欧化学试剂开发中心 ) ; 三 乙醇胺 (上海凌峰化学试剂有限公司 ) ; 丙酮 (湖北 大学化工厂 ) ; 无水乙醇 、 KOH、 环己烷 (成都市联合 化工试剂研究所 ) . 以上试剂均为分析纯 .
3 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (20476035, 20846003, 20876065) 作者简介 : 肖新颜 ( 1964 2) ,男 ,副教授 ,博士 ,主要从事环境友好树脂 、 乳液的合成及功能涂层材料制备研究 . E2 mail: cexyxi2
ao@ scut . edu. cn
115 h. 采用傅里叶红外光谱分别对中间产物 EA 和目的产物 EB 进行结构表征 , 进一步证
实 AA 与 E 244 开环酯化生成了 EA ,MA 与 EA 上的羟基发生酯化反应生成了 EB. 关键词 : 双酚 A 型环氧树脂 ; 丙烯酸单体 ; 顺丁烯二酸酐 ; 水性环氧丙烯酸树脂 中图分类号 : TQ 630. 4 文献标识码 : A