涂料化学丙烯酸树脂省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

涂料化学涂料化学第1页第十第十四章四章 丙烯酸树脂丙烯酸树脂本章要求：本章要求：1 1、掌握丙烯酸树脂涂料成膜反应；、掌握丙烯酸树脂涂料成膜反应；2 2、了解溶剂型丙烯酸树脂特点；、了解溶剂型丙烯酸树脂特点；3 3、了解高固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂特征。、了解高固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂特征。本章重点：本章重点：丙烯酸树脂涂料成膜反应；溶剂型丙烯酸树脂、丙烯酸树脂涂料成膜反应；溶剂型丙烯酸树脂、固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂特征固体份丙烯酸树脂、水稀释性丙烯酸树脂特征本章难点：本章难点：丙烯酸树脂涂料成膜反应丙烯酸树脂涂料成膜反应第2页第十第十四章四章 丙烯酸树脂丙烯酸树脂第3页1 14 4.1.1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体和甲基丙烯酸单体丙烯酸单体和甲基丙烯酸单体丙烯酸树脂性质丙烯酸树脂性质第4页1 14 4.1.1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物丙烯酸酯共聚物与共聚单体丙烯酸酯共聚物与共聚单体丙烯酸均聚物性能极难满足作为成膜物要求丙烯酸均聚物性能极难满足作为成膜物要求:聚甲基丙烯酸甲酯作为成膜物则太脆；聚丙烯酸丁酯聚甲基丙烯酸甲酯作为成膜物则太脆；聚丙烯酸丁酯则太软太粘，能够作为粘合剂，但不宜用于涂料。则太软太粘，能够作为粘合剂，但不宜用于涂料。丙烯酸树脂共聚物作为涂料成膜物：丙烯酸树脂共聚物作为涂料成膜物：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物惯用用作涂料成甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物惯用用作涂料成膜物。甲基丙烯酸甲酯被称为膜物。甲基丙烯酸甲酯被称为硬单体硬单体，而丙烯酸正丁酯则，而丙烯酸正丁酯则称为称为软单体软单体。第5页1 14 4.1.1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物 共聚物中硬单体除了共聚物中硬单体除了甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯以外，还有以外，还有苯乙烯、甲苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸和乙酸乙烯酯基丙烯酸、丙烯酸和乙酸乙烯酯，软单体除了，软单体除了丙烯酸丁酯外，丙烯酸丁酯外，还有丙烯酸乙酯和丙烯酸还有丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基已酯乙基已酯。通常将丙烯酸酯和甲基丙。通常将丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯共聚物作为涂料成膜物涂料称为烯酸酯共聚物作为涂料成膜物涂料称为全丙涂料全丙涂料，将苯乙烯共，将苯乙烯共聚物称为聚物称为苯丙涂料苯丙涂料；乙酸乙烯酯共聚物称为；乙酸乙烯酯共聚物称为乙丙乙丙(或醋丙或醋丙)涂料涂料。第6页1 14 4.1.1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物各种单体对漆膜性质影响各种单体对漆膜性质影响 第7页1 14 4.1.1 丙烯酸单体与聚合物丙烯酸单体与聚合物丙烯酸树脂交联反应丙烯酸树脂交联反应羟甲基与羟基反应羟甲基与羟基反应羟甲基与羟甲基反应羟甲基与羟甲基反应羟甲基与羧基反应羟甲基与羧基反应第8页第9页1 14 4.2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂 热塑性丙烯酸涂料主要组分是聚甲基丙烯酸甲酯。它通热塑性丙烯酸涂料主要组分是聚甲基丙烯酸甲酯。它通常由自由基溶液聚合制备，溶剂可为甲苯丙酮，引发剂能常由自由基溶液聚合制备，溶剂可为甲苯丙酮，引发剂能够是过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，反应温度在够是过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，反应温度在90110，普通要求聚合物重均分子量约为普通要求聚合物重均分子量约为90000，这种聚合物在室外，这种聚合物在室外使用有非常突出保光性。使用有非常突出保光性。第10页1 14 4.2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂 单纯单纯PMMA太脆，且对底漆附着力差，溶剂不易挥发尽，太脆，且对底漆附着力差，溶剂不易挥发尽，原因是其玻璃化温度高。常需加增塑剂，如邻苯二甲酸丁酯等。原因是其玻璃化温度高。常需加增塑剂，如邻苯二甲酸丁酯等。共聚合也可改进共聚合也可改进PMMA性质，共聚单体如丙烯酸丁酯、丙性质，共聚单体如丙烯酸丁酯、丙 烯酸乙酯等能够降低烯酸乙酯等能够降低Tg，可改进漆膜脆性和脱溶剂能，可改进漆膜脆性和脱溶剂能 力，以及与底漆间附着力；也可用少许含极性基团单力，以及与底漆间附着力；也可用少许含极性基团单 体，如丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙体，如丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙 基酯或羟丙酯等，用以改进漆膜附着力，对颜料亲和力等。基酯或羟丙酯等，用以改进漆膜附着力，对颜料亲和力等。第11页1 14 4.2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂(TSA)热固性丙烯酸涂料是将分子量较低丙烯酸树脂在涂布以后热固性丙烯酸涂料是将分子量较低丙烯酸树脂在涂布以后经分子间反应而形成大体型分子。热固性丙烯酸涂料有较高固经分子间反应而形成大体型分子。热固性丙烯酸涂料有较高固体份，而且光泽和表观好，抗化学、溶剂及抗碱、抗热性好。体份，而且光泽和表观好，抗化学、溶剂及抗碱、抗热性好。缺点在于贮存时间短。缺点在于贮存时间短。交联方法普通经过羟基、羧基、胺基、环氧基和交联剂交联方法普通经过羟基、羧基、胺基、环氧基和交联剂(如如氨基树脂、多异氰酸酯及环氧树脂等氨基树脂、多异氰酸酯及环氧树脂等)反应，常见是经过羟基反反应，常见是经过羟基反应，如：应，如：第12页1 14 4.2 2 溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂(TSA)热固性丙烯酸树脂和氨基树脂结适用于涂料，即为热固性丙烯酸树脂和氨基树脂结适用于涂料，即为氨基丙氨基丙烯酸树脂涂料烯酸树脂涂料，同，同氨基醇酸涂料氨基醇酸涂料相比，其室外稳定性好，保光相比，其室外稳定性好，保光性好，可用于闪光漆，但对于单色漆来说、丰满度不如氨基醇性好，可用于闪光漆，但对于单色漆来说、丰满度不如氨基醇酸。表面张力较大，施工性能也不如氨基醇酸，易产生缩孔。酸。表面张力较大，施工性能也不如氨基醇酸，易产生缩孔。在涂料中加极少许有机硅或加丙烯酸长链烷基酯聚合物可改进在涂料中加极少许有机硅或加丙烯酸长链烷基酯聚合物可改进施工性能。施工性能。第13页第14页1 14 4.3 3 高固体份丙烯酸树脂高固体份丙烯酸树脂 制备用于高固体份涂料丙烯酸树脂是非常困难，假如丙烯酸制备用于高固体份涂料丙烯酸树脂是非常困难，假如丙烯酸树脂组成为树脂组成为MMA：BA：HEMA：AA，为了得到高固体份丙烯，为了得到高固体份丙烯酸树脂能够从两方面着手：酸树脂能够从两方面着手：u 一是增加一是增加HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯甲基丙烯酸羟乙酯)量，如将其增量，如将其增 至至15、则平均每个分子羟基量可增至近、则平均每个分子羟基量可增至近4个。个。u 二是使树脂分子量分布尽可能窄，极性基团分布二是使树脂分子量分布尽可能窄，极性基团分布 尽可能要均匀。后者在高固体份涂料中是非常关键。尽可能要均匀。后者在高固体份涂料中是非常关键。第15页1 14 4.3 3 高固体份丙烯酸树脂高固体份丙烯酸树脂第16页1 14 4.3 3 高固体份丙烯酸树脂高固体份丙烯酸树脂 基因转移聚合主要特点是，它是一个活聚合，在一批单体基因转移聚合主要特点是，它是一个活聚合，在一批单体聚合完了，加入新单体仍可继续聚合所以它分子量可经过聚合完了，加入新单体仍可继续聚合所以它分子量可经过单体与引发剂百分比严格控制。分子量分布非常窄。但只能单体与引发剂百分比严格控制。分子量分布非常窄。但只能用于用于、不饱和酯、酮、腈、酰胺单体聚合，而且引发剂不饱和酯、酮、腈、酰胺单体聚合，而且引发剂合成困难，价格昂贵。合成困难，价格昂贵。第17页第18页1 14 4.4 4 水可稀释性丙烯酸树脂水可稀释性丙烯酸树脂 首先制备水溶性聚合物，在成膜时将其转化成抗水性坚首先制备水溶性聚合物，在成膜时将其转化成抗水性坚韧漆膜。韧漆膜。比如比如用氨基树脂或用氨基树脂或2-2-羟基烷基酰胺类交联剂，它们可和羟基羟基烷基酰胺类交联剂，它们可和羟基或羧基反应，形成不溶交联产物，也能够在共聚物中引入可自交或羧基反应，形成不溶交联产物，也能够在共聚物中引入可自交联单体如羟甲基丙烯酰胺、它羟甲基可和聚合物上羟基反应，形联单体如羟甲基丙烯酰胺、它羟甲基可和聚合物上羟基反应，形成交联结构。还能够利用多价金属离子作为交联剂，比如锌盐，成交联结构。还能够利用多价金属离子作为交联剂，比如锌盐，锌盐可用氨制成锌氨络离子它同用氨中和羧端基聚合物能够相锌盐可用氨制成锌氨络离子它同用氨中和羧端基聚合物能够相混，但当水和氨在室温挥发后，二价锌便作为交联剂使聚合物成混，但当水和氨在室温挥发后，二价锌便作为交联剂使聚合物成为不溶交联结构。为不溶交联结构。第19页本章复习题本章复习题1 1、简述热塑性丙烯酸树脂成膜原理。、简述热塑性丙烯酸树脂成膜原理。2 2、试简述热塑性丙烯酸酯涂料优缺点。、试简述热塑性丙烯酸酯涂料优缺点。第20页