丙烯酸树脂涂料的研究现状

丙烯酸树脂涂料的研究现状简单介绍丙烯酸树脂涂料是以丙烯酸系聚合物为主要成膜物的合成树脂涂料。它是省能源、低污染的涂料品种。同时,由于它具有优异的防腐蚀和装饰性能,随着我国石油化工的发展,在我国涂料工业的发展中,将占有越来越重要的地位。丙烯酸树酯的用途1)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，具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。2)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。丙烯酸树酯的危害化学品安全技术说明书(MSDS)丙烯酸树脂健康危害：皮肤接触可导致皮肤刺激不适和发疹；眼睛接触可导致眼睛刺激不适、流泪或事项模糊；呼入此产品可导致上呼吸道刺激、咳嗽与不适，或不特定不舒服症状，如恶心、头痛或虚弱；食入此产品可导致特定不舒服症状如恶心、头痛或虚弱。患者应立即去医院救治。丙烯酸树脂泄露事件1丙烯酸树脂的制备技术进展•1.1合成技术•丙烯酸酯类有2个活性中心：双键及其α-氢，因而聚合时亦围绕其活性点延伸.按生产的方式分类可以分为：•阴离子聚合•溶液聚合•乳液聚合•悬浮聚合•本体聚合•1.1.1阴离子聚合甲基丙烯酸酯类的阴离子聚合报道甚多，如Haggard以低相对分子质量的醇作为链转移剂，采用阴离子聚合合成相对分子质量300~500、Mw/Mn小于1.2的甲基丙烯酸酯齐聚物，通过共聚物和大分子反应，可以引入适当的官能团，只是官能团在链上呈无规分布。而丙烯酸酯类的报道较少,Na/N2（液）中丙烯酸乙酯在-75℃聚合可制得高粘度的油状物，以Li、丁基锂、格利雅试剂、四乙基锶-锌铬合物、丁基四氯化钛等为催化剂，丙烯酸丁酯进行聚合得到结晶性聚合物。但结晶性聚合物因其溶解性问题很少用作涂料成膜物，所以阴离子聚合的情形在涂料用树脂的研究中几乎没有.•1.1.2溶液聚合溶液聚合是将单体与引发剂溶解在适当溶剂中进行的聚合反应。其具有以下优点：聚合物的支化与交联产物较少；反应物是一种易流动液体，易于运输；可用溶剂的回流温度控制聚合反应温度，有利于散热。存在问题：反应速率低（单体浓度低），设备生产能力和利用率低；易向溶剂发生链转移反应，聚合物相对分子质量较低；溶剂分离回收费用高，溶剂挥发易造成环境污染，且溶剂一般易燃。•1.1.3乳液聚合从严格意义上说，乳液聚合与珠状聚合和溶液聚合皆具有相似的地方，目前主要在建筑涂料、防水涂料等领域中应用普遍，乳液聚合的最大优点在于提供了一个提高聚合物相对分子质量而不降低聚合速率的途径。•1.1.4悬浮聚合悬浮聚合是珠状聚合的一种，存在于强烈搅拌下，借助于自由基型催化剂在水相中引发聚合。它是一种特殊的本体聚合，具有体系粘度低，散热快，产物的相对分子质量比溶液聚合高且分布稳定、产物中杂质少、后处理简单、生产成本低等特征。•1.1.5本体聚合这是一种单体直接在引发剂、热、光或高能射线辐射的作用下进行聚合的方法，它可以在气相、液相或固相中进行。本体聚合的产物可直接成型加工或挤出造粒，无需介质回收等，后处理工艺过程中的关键是反应热的及时排除。目前本体聚合经常用两段聚合法，第一阶段保持较低的转化率（10%~40%），这一阶段体系的粘度不大，热易散发。第二阶段进行薄层聚合或以较慢的速率进行聚合。亦有人采用在聚合反应发生过程中，边聚合边分散高聚体的方式进行。1.2特种单体与引发剂影响丙烯酸树脂性能的因素不仅包括温度、加料方式与反应时间，更取决于其结构组成。近几年来，各种功能性乙烯基单体或其它可与乙烯基反应的活性单体不断涌现及新型引发剂的问世，为丙烯酸树脂的性能调整增添了巨大的空间，表1~2给出了部分引发剂与功能性丙烯酸单体的官能团的品种，从中可以发现：这些引发剂或单体进入聚合物链段对改善聚合物的主体结构特征将会产生重要影响随着市场的竞争日益激烈，通用型丙烯酸树脂的利润在不断下跌，在此情况下，想要丙烯酸产品扩大利润，只有研发高性能的产品，做到人无我有，人有我优。只有这样，才能真正提高产品参与市场的竞争能力，才能提高企业的综合效益。1.3丙烯酸树脂的改性丙烯酸树脂的性能与相应的结构存在对应关系，由于常规丙烯酸树脂的应用性能在特定场合存在一定的缺陷，因而对结构进行改性成为近年来丙烯酸树脂合成中最关注的课题之一.丙烯酸涂料的机械性能往往不甚理想，为克服这一缺点，环氧改性成为最简单、最直接的方法之一。黄畴等人利用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与环氧树脂复合改性丙烯酸酯，涂层附着力的改善非常显著。用环氧改性的丙烯酸粉末涂料，其硬度、耐化学品性、附着力、涂膜平整性，耐溶剂性具有优势。而环氧改性丙烯酸作为防腐涂料的成膜物较丙烯酸树脂具有更好的抗盐雾性，抗腐蚀性能。在环氧改性丙烯酸树脂的合成技术中，目前使用较多的有核-壳杂化结构，互穿聚合，微乳聚合等。为了提供与环氧树脂反应的交联点，聚合过程中可以引进羟基，酰胺基，以提高成膜物的耐水性、耐候性等.有机硅改性在近年来的研究非常活跃，日本Atomix成功研制出一种新的高交联度丙烯酸硅氧烷复合树脂，该树脂为无溶剂双组分固化体系，具有强的耐酸性。利用有机硅改性丙烯酸树脂的报道虽然很多，但一般可分为3类：含双键的硅氧烷、含羟基硅氧烷，含H聚硅氧烷，其反应特征分别为:无机杂化复合聚合改性既可拥有有机高分子的粘接强度、拉伸强度又可赋予无机材料的耐热性、尺寸稳定性。纳米TiO2改性的聚丙烯酸酯由于其独特的抗紫外线性，而在高档汽车涂料，建筑涂料领域有很好的应用前景。用纳米SiO2改性丙烯酸酯用于建筑涂料，涂层的耐沾污性、耐洗刷性和耐候性有显著提高。周树学等人在研究不同形态的纳米SiO2对丙烯酸酯-聚氨酯涂层的影响时，发现网状纳米SiO2比颗粒状纳米SiO2更有利于涂层耐划伤性的提高。ZrO2、CaCO3、粘土等纳米级粒子亦是改性聚丙烯酸酯的理想选择此外，氟改性可以降低聚丙烯酸酯的表面张力、提高涂层的耐候性。在UV涂料中，用多元酸改性环氧丙烯酸酯可以降低环氧丙烯酸的脆性。用丙烯酰胺等可产生微交联特征的单体参与共聚，可提高涂层的硬度、耐水性、耐溶剂性能；而聚酯、聚氨酯改性丙烯酸酯可以提高树脂的鲜艳性；聚苯胺改性丙烯酸树脂可以用作导电涂层；作为疏水性涂层，用氟与纳米SiO2复合改性，可以得到类似于天然荷叶的涂层结构。•目前，我国丙烯酸树脂的品种已经相对完善，但是与国外先进同行相比，生产规模、工艺控制及部分特殊性能要求的产品还存在一定差距，特别是在工艺控制与质量稳定性方面。因此，我们要在未来几年内，采用更先进的自动化控制系统，确保产品工艺控制能保持一致，从而进一步提高产品质量的稳定性，特别是产品质量力求达到国外厂家的水平，是丙烯酸树脂发展的当务之急，也是根本所在。谢谢！