丙烯酸树脂的常见类型合成方法及交联方式

由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯等乙烯基类单体为主要原料合成的共聚物称为丙烯酸树脂。按照组成成分划分,丙烯酸烯树脂包括纯丙树脂、苯丙树脂、硅丙树脂、醋丙树脂、氟丙树脂、叔丙(叔碳酸酯-丙烯酸酯)树脂等。按照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。

由丙烯酸酯和甲基丙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谱范围之外,所以制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。

热固性与热塑性丙烯酸树脂

丙烯酸树脂也经常按其成膜特性分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。热塑性丙烯酸树脂其成膜主要靠溶剂或分散介质(常为水)挥发使大分子或大分子颗粒聚集融合成膜,成膜过程中没有化学反应发生,为单组分体系,施工方便,但涂膜的耐溶剂性较差。为了实现较好的物化性能,应将树脂的分子量做大,但是为了保证固体分不至于太低,分子量又不能过大,一般在几万时物化性能和施工性能比较平衡。

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,耐候性好(接近交联型丙烯酸涂料的水平),保光、保色性优良,耐水、耐酸、耐碱良好。但也存在一些缺点:固体分低(固体分高时黏度大,喷涂时易出现拉丝现象),涂膜丰满度差,低温易脆裂、高温易发黏,溶剂释放性差,实干较慢,耐溶剂性不好等。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。

热固性丙烯酸树指也称为交联型或反应型丙烯酸树指。它可以克服热塑性丙烯酸树脂的缺点,使涂膜的机械性能、耐化学品性能大大提高。其原因在于成膜过程伴有交联反应发生,最终形成网络结构,不熔不溶。热固性丙烯酸树指分子量通常较低,左右,高固体份的树脂约在左右。

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。

按生产方式分类丙烯酸树脂

1、乳液聚合:通过单体、引发剂及其反应溶剂一起反应聚合而成,一般所成树脂为固体含量为50%的树脂溶液!是含有50%左右的溶剂的树脂,其一般反应用的溶为苯类(甲苯或是二甲苯)、酯类(乙酸乙酯、乙酸丁酯),一般是单一或是混合!固乳液型的丙烯酸树脂有溶剂的不可变性!一般会因溶剂的选择不同而使产品性能不一样!一般有一定的色号!玻璃化温度较低,因为一般是用不带甲基的丙烯酸酯下去反应!固该类型的树脂可以有较高的固含量,可达到80%!可做高固体分涂料,生产简便!但因溶剂不可变性,运输不方便!

2、悬浮聚合:一种较为复杂的生产工艺,一般是做为生产固体树脂而采用的一种方法!固体丙烯酸树脂,其一般都是采用了带甲基的丙烯酸酯下去反应聚合!不带甲基的丙烯酸酯一般都是带有一定的官能团的!其在反应滏中聚合反应不易控制,容易发粘而至爆锅!一般的流程是将单体、引发剂、助剂投入反应斧中然后放入蒸馏水反应!在一定时间和温度反应后再水洗,然后再烘干!过滤等!其产品的生产控制较为严格!如在中间的哪一个环节做得不到位,其出来的产品就会有一定的影响!一般是体现在颜色上面和分子量的差别!

3、本体聚合:一种效率较高的生产工艺!一般是将原料放到一种特殊塑料薄膜中!然后反应成结块状,拿出粉碎,再过滤而成,一般该种方法生产的固体丙烯酸树脂其纯度是所有生产法中可以最高的!他的产品稳定性也是最好的,但他的缺点也是满大的!用苯体聚合而成的丙烯酸树脂对于溶剂的溶解性不强!有时相同的单体相同的配比用悬浮聚合要难溶解好几倍!而且颜料的分散性也不如悬浮聚合的丙烯酸树脂!

4、其它聚合方法溶剂法反应,反应时经溶剂一起下去做中介物质!经反应釜好后再脱溶剂!

以丙烯酸系单体(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等)为基本成分,经交联成网络结构的不溶不熔丙烯酸系聚合物。

按交联方式分类丙烯酸树脂

1、反应交联型,聚合物中的官能团没有交联反应能力,必须外加至少有2个官能团的交联组分(如三聚氰胺树脂、环氧树脂、脲树脂和金属氧化物等)经反应而交联固化,交联组分加入后不能久贮,应及时使用;

2、自交联型,聚合物链上本身含有两种以上有反应能力的官能团(羟基、羧基、酰胺基、羟甲基等),加热到某一温度(或同时添加催化剂),官能团间相互反应,完成交联。这类热固性丙烯酸树脂主要用作织物、皮革、纸张处理剂、工业用漆及建筑涂料。

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