作者: 日期:2016-4-14 10:58:42
摘要:丙烯酸樹脂綜合(hé)性能優異,應用領域廣範,但中高羥值的丙烯酸樹脂由於極性大,跟醚化度高的氨基樹脂(zhī)、醇酸樹脂、TDI加(jiā)成物固化劑混(hún)溶性較差,使丙烯酸樹脂的通用性受到了明顯的(de)限製。本文通過聚酯與丙(bǐng)烯酸樹脂的共聚反應,有效的解決羥基丙烯酸樹脂與高、中、低醚(mí)化度氨基樹脂、醇酸樹脂、TDI加成物固化劑的混溶性(xìng)問(wèn)題,拓寬了丙烯酸樹脂(zhī)的應用範(fàn)圍(wéi)。
關鍵詞:丙烯酸樹脂,高、中、低(dī)醚化度(dù)的氨基樹脂;醇酸樹(shù)脂,聚(jù)酯,TDI加成(chéng)物固化劑,混(hún)溶性
0 引(yǐn)言
溶劑型丙烯酸樹脂由於Tg值、羥值、酸值(zhí)都可以(yǐ)調整,硬度、柔(róu)韌性、光澤等指標亦可調節,這給(gěi)樹(shù)脂的應用提(tí)供了較大的方(fāng)便,拓寬了該樹脂的應用領域,滿足(zú)了人們多種多(duō)樣和不斷提高的需求,所以,丙烯酸樹脂在國(guó)內還不過三(sān)十年的曆史,在油漆應用領域卻發展到僅次於醇酸樹脂第二大用量(liàng)樹脂體係,近年來國際(jì)原油價格不(bú)斷上漲,但(dàn)對丙烯酸樹脂的(de)發展(zhǎn)和應用(yòng)都未造成明顯的衝擊,目前,該樹脂還無替代品(pǐn),丙烯酸樹脂仍然是國(guó)內樹脂領域研發的重(chóng)點。
1 實驗部分
1.1原材料和助劑
新戊二(èr)醇:工業級、三羥甲基丙烷:工業級、己二酸:工業級、間苯二甲酸:工業級、鄰苯二甲酸酐:工業級、1010抗氧劑(汽巴)、順丁烯二酸酐(gān):工業級、二甲苯:工業級、丁醇:工(gōng)業級、丙(bǐng)烯酸丁酯:工業級、甲基丙烯(xī)酸甲酯:工業級、苯乙烯:工業級(jí)、甲基(jī)丙烯(xī)酸:工業級、丙烯酸羥乙酯:工業級、醋酸丁酯:工業級、過氧化苯甲酸叔丁酯:工業級、氮氣(N2),KoH標(biāo)液、酸堿指示劑。
1.2 主要儀(yí)器和設(shè)備 YH電加熱器、JJ-1増力電動(dòng)攪拌器、電子台稱(0-2000g)、GZX-9070MBE數顯(xiǎn)鼓風幹燥箱、SYD-6536石油產品蒸餾實驗器、電(diàn)子(zǐ)天(tiān)平(0.0001)、NDJ-4旋轉(zhuǎn)式粘度計、重力式噴槍、Wgg60-E4光澤計、漆膜劃格器。
1.3 實驗方法
1.3.1 聚酯的合成
將18-20份新戊二醇,10-13份三羥(qiǎng)甲基丙烷,5-7份己二酸,12-16份間苯二甲酸,10-14份鄰苯二甲酸(suān)酐,2-3份二甲苯,0.1-0.3份1010抗氧劑投人反(fǎn)應釜中,通N2升溫至150℃,保溫1小時後,以每小時升溫20℃速度(dù)升溫至220℃,保溫酯化反應酸(suān)值至10-12mgKoH/g後,降溫至(zhì)145℃左右,加0.4-1.2份順丁烯(xī)二酸酐,在145℃左右保溫1小時,然後以每小時升溫20℃的(de)速度(dù)升溫至180℃,保溫酯化反應至酸值於14-16mgKoH/g,降(jiàng)溫至120℃左右,加40份(fèn)左右二(èr)甲苯混合溶劑(jì)兌稀(xī),過濾(lǜ),備(bèi)用。
1.3.2 聚酯改性羥基丙(bǐng)烯酸(suān)樹(shù)脂的合成
將10-15份二甲苯,10-15份丁醇,20-30份不飽和聚酯投(tóu)入反應釜中,升溫回流20min,將10-14份苯乙烯,13-15份丙烯酸乙酯,5-8份甲(jiǎ)基丙烯酸(suān)甲酯,6-10份丙烯酸(suān)羥丙酯,0.4-0.8份丙烯酸,0.3-0.5份叔戊酯,0.3-0.5份過氧化苯甲酸叔丁(dīng)酯投入高位槽攪拌15min,通N2,勻速滴加用3小時,滴加完畢後用2份左(zuǒ)右的(de)二甲苯衝洗高位槽,然後在120-130℃保溫反應5小時,降溫至80℃,停N2,調整粘度,粘度合格後,過濾,包裝。
1.3.3 性能測試(shì)
(1)與氨基(jī)樹脂的混溶性實驗
醚化度是按氨基樹脂:200#溶劑油=1:X(體積比)出現渾濁(zhuó)15秒鍾不消失,所滴加200#的體(tǐ)積數(shù)。 混溶性是按改(gǎi)性丙烯酸樹脂:氨基(jī)樹脂=2:1比例配製,攪拌均勻,看混合液是否清(qīng)澈透明(míng),然後刮塗於透明玻璃板(bǎn)上,風幹,看塗刮(guā)膜是否透明、光亮無乳光。漆膜光(guāng)澤是按改性丙烯酸樹(shù)脂:氨(ān)基樹脂=2.5:1比例配製(zhì),噴塗於平整的鐵板上,先(xiān)風幹20min,再於鼔風幹燥(zào)箱中於(yú)140℃×30min,用Wgg60-E4光澤計測試光(guāng)澤值。 (2) 與固化劑的混溶性實驗
混溶性是按改性丙(bǐng)烯酸樹脂(zhī):固化劑=2:1(W/W)比例配製,攪(jiǎo)拌均勻,看混合液是否(fǒu)清澈透明,然後刮塗於(yú)透明玻璃板上,風幹,看塗刮膜(mó)是否透明(míng)、光亮無乳光。塗膜光(guāng)澤是按改性丙烯酸樹脂:固化劑(jì)=5:1比例配製,噴塗於平整的鐵板上,自(zì)然風幹24小時,Wgg60-E4光澤計測(cè)試光澤值。(3)與醇酸樹(shù)脂的混溶性實驗
混溶性按改性丙烯酸樹脂:醇酸樹脂=1:1(W/W)比例配製,攪拌均勻,看混合液是否清(qīng)澈透明,然後刮塗於(yú)透(tòu)明玻璃板上,風幹,看塗(tú)刮膜是否透明、光亮無(wú)乳光。漆(qī)膜光澤是按改性丙烯酸樹脂:醇酸樹脂:氨基樹脂=1:1:1比例配製,噴塗於平整的(de)鐵板上,先風幹20min,再於鼔風幹燥(zào)箱中於140℃×30min,用Wgg60-E4光澤計測試光澤值。
2 結果與討論
2.1 聚酯樹脂中順丁(dīng)烯(xī)二酸酐的用量對改性丙烯酸樹脂的影響
以上四個聚(jù)酯樣的顏色、粘度、固含、酸值都能作到同一標準範圍內,但在丙烯酸樹脂中相同聚酯(zhǐ)含量的性能明顯不同,用聚酯1和聚酯2改性的丙烯(xī)酸樹脂與TDI加成物和醇酸樹脂的混溶性較差(chà),而用聚(jù)酯(zhǐ)3和聚酯4改性的丙烯酸樹脂與TDI加成物和醇酸樹脂的混溶性確較好,從聚酯樹脂的配方分析,聚酯1和聚酯2的分子結構上的可供引發共聚的雙鍵不足,導致聚酯(zhǐ)樹脂與丙烯(xī)酸樹脂(zhī)發生共聚的幾率少,此樹脂仍由聚酯樹(shù)脂與較多未改性的丙烯(xī)酸樹脂(zhī)組成,所以,與TDI加成物(wù)和醇酸樹脂的混溶(róng)性(xìng)仍較差(chà)。聚酯3和聚酯4的分子結構上可供引發共聚(jù)的雙(shuāng)鍵較聚酯1和聚酯2明顯要多,聚酯樹脂與丙烯(xī)酸樹脂發生共聚改性的幾率大,改性後的丙烯酸樹脂與TDI加成物和(hé)醇酸樹(shù)脂的(de)混溶性較佳,丙(bǐng)烯酸樹脂的應用範圍明顯變得更(gèng)加廣闊。但相同(tóng)配方、相同工藝、相同的轉化率時,聚酯4改性的丙烯酸樹脂粘度明顯高於前三個試樣,說明(míng)聚酯(zhǐ)4的分子結構上雙鍵已開(kāi)始過量(liàng),不適於作高固含低粘度丙烯酸(suān)樹(shù)脂,聚(jù)酯3是比較理想的改性(xìng)聚酯配方,我(wǒ)們最終選擇了聚酯(zhǐ)3作為丙烯酸樹脂(zhī)的共聚半成品,達到了比較理想的綜合性能。
3 結語
以(yǐ)帶(dài)適量不飽和鍵聚酯為半成品(pǐn),通過(guò)與丙烯酸單體(tǐ)引發共聚,可(kě)以明顯改善丙烯酸樹脂與醇酸樹脂、高(gāo)、中、低醚化度氨基樹脂和TDI加成物的混(hún)溶性(xìng),拓寬了丙烯酸樹脂的應用範圍(wéi)。