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什么是丙烯酸树脂漆?丙烯酸树脂的分类

文章发布于:2021-10-27 作者:昂威涂料 浏览次数:

一、什么是丙烯酸树脂

丙烯酸树脂是指由丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类及其他烯类单体共聚制成的树 脂。用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,所制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及耐户外老化性能。

用丙烯酸树脂配制的涂料不仅色泽浅、透明度高、光亮丰满、保色保光性强、 硬度高、柔韧好、附着力强,而且耐候性、耐污染性、耐化学品性等性能优良。与 醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂等其他涂料用树脂相比,丙烯酸树脂可用作原料的 单体种类较多,树脂设计的自由度较大,可以通过选择不同的单体、调整原料配 比、改变合成工艺及改变拼用树脂种类,配制出一系列不同类型、不同性能和不同 应用场合的丙烯酸树脂涂料,故作为能适应多种多样的市场要求的涂料用树脂已在 市场上占有重要地位。丙烯酸树脂涂料已广泛用于飞机、汽车、建筑、桥梁、木器 家具、家用电器、机床、仪表、高级木器及缝纫机、自行车等轻工产品的防护和装 饰性涂装。

丙烯酸树脂作为涂料用材料出现于市场至今已有60余年的历史。20世纪50 年代初期,美国杜邦公司首先研制热塑性丙烯酸树脂涂料,并试用于汽车涂装。经 过数年的应用及开发,于20世纪50年代中、后期,丙烯酸树脂的优越性能逐步被 人们所重视。随着石油化工技术的发展,丙烯酸(或甲基丙烯酸)及其酯类单体的 价格大幅度下降,进一步促进了丙烯酸树脂涂料的开发和应用。丙烯酸树脂发展到 今天,已是类型最多、综合性能最全、通用性最强的一类合成涂料树脂。

从20世纪70年代以来,因受环境保护条件的限制,发展低污染、低能耗的环 保型涂料成为涂料工业的首要任务,水性、粉末、高固化、光固化等新型丙烯酸树 脂涂料的开发越来越受到人们的重视,尤其是水性丙烯酸乳液已经替代了传统溶剂 型丙烯酸涂料,成为建筑涂料的一大品种,但传统溶剂型丙烯酸树脂涂料仍有极大 的发展潜力。

二、丙烯酸树脂的分类

丙烯酸树脂应用范围广泛,种类繁多。对于丙烯酸树脂目前还没有一个统一的 分类方法。从组成上分,丙烯酸树脂可分为纯丙树脂、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;从溶解性能分,可分为溶 剂型丙烯酸树脂、水性丙烯酸树脂;从成膜特性分,可分为热塑性丙烯酸树脂和热 固性丙烯酸树脂。

1、热塑性丙烯酸树脂

热塑性丙烯酸树脂一般是由不同的丙烯酸酯类单体,利用过氧化苯甲酰 (BPO)或偶氮二异丁月青(AIBN)等引发剂通过自由基聚合在溶液中共聚而成的, 其特点是它依靠溶剂挥发干燥成膜,待溶剂挥发后,形成美观而坚固的涂膜。涂膜 干燥快,附着力好。热塑性丙烯酸树脂相对分子质量较高(75000〜120000),其制 得涂料的固体分一般都不高。

热塑性丙烯酸树脂的应用很广泛,在20世纪60年代主要用于飞机蒙皮涂装, 后来逐渐转向木器制品、塑料制品、机械工程及建筑外墙的装饰保护,尤其是在建 筑涂料行业很受欢迎,这是因为热塑性丙烯酸树脂的耐候性好,保光、保色性好, 附着力强,耐沾污,耐擦洗,耐水抗碱,且其施工范围广,对环境条件要求不高, 即使在冬季施工也很便利。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,对温度敏感,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。为克服其缺点,可以通过配方设计或 拼用其他树脂给予解决。

2、 热固性丙烯酸树脂

热固性丙烯酸树脂又称交联型丙烯酸树脂,是相对于热塑性丙烯酸树脂而言的, 它是通过溶剂挥发和官能团间的反应交联固化成膜,相对分子质量较低(20000〜 30000),其固含量高,为交联的体型结构而不同于热塑性丙烯酸树脂的线型结构。其 漆膜不熔不溶,即受热不熔化,遇溶剂也不溶解。因此,不但赋予了热固性丙烯酸树 脂优越的保光保色性、耐候性,还使其具有优良的耐水性、耐油性、耐盐雾性、耐溶 剂性,并且涂膜硬度高、光度丰满,在高温烘烤时不变色、不返黄。

热固性丙烯酸树脂分子结构中带有一定的官能团,在制漆时通过自交联或与加 入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等的官能团反应形成网状结构。根据其携带的可 反应官能团特征分类,热固性丙烯酸树脂主要可分为羟基丙烯酸树脂、球基丙烯酸 树脂、环氧基丙烯酸树脂、酰胺基丙烯酸树脂等。
羟基丙烯酸树脂是最重要的一类,用于与多异氧酸酯固化剂配制室温干燥双组 分丙烯酸-聚氨酯涂料,还用于与烷氧基氨基树脂高温固化配制丙烯酸-氨基烘漆。 这两类涂料应用范围广、产量大。其中,丙烯酸-聚氨酯涂料主要用于飞机、汽车、 摩托车、火车、工业机械、家电、家具、装修及其他高装饰性要求产品的涂饰,属 重要的工业或民用涂料品种。丙烯酸-氨基烘漆主要用于汽车原厂漆、摩托车、金 属卷材、家电、轻工产品及其他金属制品的涂饰,属重要的工业涂料。

热固性丙烯酸树脂及其交联反应物质见表4-1 

4-1常用热固性丙烯酸树脂及其交联反应物质

树脂种类 官能团种类 功能单体 交联反应物质
羟基丙烯酸树脂 羟基 (甲基)丙烯酸羟基烷基酯 与烷氧基氨基树脂热交联
  羟基 (甲基)丙烯酸羟基烷基酯 与多异氧酸酯室温交联
梭基丙烯酸树脂 梭基 (甲基)丙烯酸、衣康酸或马来酸 与环氧树脂环氧基热交联
环氧基丙烯酸树脂 环氧基 (甲基)丙烯酸缩水甘油酯 与殺基聚酯或殁基丙烯酸树脂 热交联
酰胺基丙烯酸树脂 N-羟甲基或N- N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N- 加热自交联,与环氧树脂或烷
  甲氧基酰胺基 甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺 氧基氨基树脂热交联