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冷水溶丙烯酸树脂

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-08-01  浏览次数:72
核心提示:丙烯酸树脂基础知识丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类几其它烯属单体共聚制成的树脂,通过选用不同的树脂结构、不同的配
 

丙烯酸树脂基础知识

丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类几其它烯属单体共聚制成的树脂,通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成,可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂,丙烯酸树脂根据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。
  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。
   
按生产的方式分类可以分为:
    1
、乳液聚合:是通过单体、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,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一般会因溶剂的选择不同而使产品性能不一样。一般玻璃化温度较低,因为是用不带甲基的丙烯酸酯下去反应。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。

    2
、悬浮聚合:是一种较为复杂的生产工艺,是做为生产固体树脂而采用的一种方法。固体丙烯酸树脂一般都采用带甲基的丙烯酸酯的反应聚合。不带甲基的丙烯酸酯在反应滏中聚合反应不易控制,容易发粘而至爆锅。工艺流程是将单体、引发剂、助剂投入反应斧中然后放入蒸溜水反应。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,体现在颜色上面和分子量的差别。

    3
、本体聚合:是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,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,产品稳定性也最好,缺点是苯体聚合而成的丙烯酸树脂对溶剂的溶解性不强,有时相同的单体相同的配比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,反应时与溶剂一起下去做中介物质!经反应好后再脱溶剂。
丙烯酸树脂的分类如下:
油溶性丙烯酸树脂、水溶性丙烯酸树脂、UV光固化丙烯酸树脂、粉末涂料丙烯酸树脂、其它丙烯酸树脂。

一、油性丙烯酸树脂,一般分类为油性固体丙烯酸树脂、油性液状丙烯酸树脂。油性液状丙烯酸树脂     一般是指树脂固含量为30-80%的丙烯酸树脂,这类树脂是经乳液聚合反应而成的含有有机溶剂的丙烯酸树脂,而当因含量在大于60%以上时!一般就称为:高固体分丙烯酸树脂,这类树脂因为粘度低!低VOC含量。所以较之普通的丙烯酸树脂有很多发展空间,现市场需求也是很大。
而油性固体丙烯酸树脂分为如下:
    1
、极性溶剂型固体丙烯酸树脂,这类树脂是所有树脂中最为普遍的。它们一般是指溶于苯类、酯类、醚类、酮类、氯化溶剂等溶剂的丙烯酸树脂。它们应用很广泛!有很多年的发展历史。
    2
、醇溶性固体丙烯酸树脂,是醇类溶剂可溶的丙烯酸树脂。而醇类溶剂是和水性质较接近的溶剂,醇类溶剂可溶于水中,但这类固体丙烯酸树脂溶于醇类溶剂、溶剂油等溶剂,同时它们又可溶于极性的溶剂。这正是它们归为油性固体丙烯酸树脂之列的原因。这类树脂工艺较难,不像普通的固体丙烯酸树脂那样,但它们有很大的前景,因为用它们不伤底材,环保。
  
二、水性丙烯酸树脂
水性丙烯酸树脂一般分为水性乳液型的丙烯酸树脂和水性固体丙烯酸树脂。
    1
、水性乳液丙烯酸树脂,一般可看到的都是水性乳液型的丙烯酸树脂,也就是常说的丙烯酸乳液。其实就是乳液型的丙烯酸树脂。这类产品多以不带甲基的丙烯酸酯单体下去反应,所以这类树脂聚合而成肯定是较固体丙烯酸树脂玻璃化温度为低。它们的有较低的TG,所以在一些底材(软质)应用是其它固体丙烯酸树脂无法相比。特别是纸张啊、皮革啊等较为软质的底材应用是最好的体现。
当把它们苯化、醋化后也就成了苯丙烯酸乳液、醋丙烯酸乳液也就是我们常看到的苯丙乳液、醋丙乳液、纯丙乳液。其实只是指在乳液聚合时加入苯乙烯、醋乙烯等的单体,让它们有其它的更多的性能。而以单纯的丙烯酸酯下去反应时就叫纯的丙烯酸树脂,也叫纯丙乳液了。这些树脂另一个最大的应用就是建筑涂料了,占了市场很大分额。
    2
、水性固体丙烯酸树脂,这类树脂我们国内发展较慢!就我本人小看法!还没有看到有国内企业在生产,这类树脂主要还是像德国、韩国、日本、台湾等少数几家在生产,他们目前的应用的是纸张上光油和印刷油墨等。还有其它的用途在等着新的开发。
  
三、UV光固化丙烯酸树脂
一般UV光固化丙烯酸树脂都是以稠状液体形式存在的,按性状来分:
    1
、纯的UV光固化丙烯酸树脂,这类树脂是不含有活性稀释剂(特殊的一类丙烯酸酯单体),在UV涂料用时得上紫外线吸收剂、其它原料,再加上活性稀释剂,方能成为涂料。
    2
、已稀释好的UV丙烯酸树脂,其它也就是已经通过活性稀释剂稀释过了的丙烯酸树脂
按原料来分:
    1
、环氧丙烯酸树脂,一般是用双酚A型的环氧树脂与丙烯酸树脂反应而成的。但在使用中,其实也可以用环氧树脂配丙烯酸树脂到配方中直接使用的,只是性能不如合成的环氧丙烯酸树脂。还有一种就是环氧大豆油丙烯酸树脂,原理上是和环氧丙烯酸树脂是相同,这类树脂有成本低、原料容易得等特点。但性能不如聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸低聚物。
    2
、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸低聚物,因为他们的分子量低称为低聚物,也可称为树脂。但市面上常以聚酯丙烯酸酯及聚氨酯丙烯酸酯称之,很容易把他们当成特殊的丙烯酸酯单体,这类树脂性能优越但成本过高。我国主要还是依靠进口。

四、粉末涂料用固体丙烯酸树脂
   
丙烯酸粉末涂料用丙烯酸树脂根据所用的固化剂不同可分为:羟基型丙烯酸树脂,羧基型丙烯酸树脂,缩水甘油基丙烯酸树脂,酰氨基丙烯酸树脂,其中缩水甘油基丙烯酸树脂是用得最多的树脂。可以用多元羟酸、多元胺,多元醇、多元羟基树脂,羟基聚酯树脂等固化剂成膜。由于价格昂贵,所以一般情况下厂家都是用来制造特殊无光粉末涂料的多。
其中羟基型丙烯酸树脂、羧基型丙烯酸树脂、酰氨基丙烯酸树脂等树脂主要是指带用各种基团的丙烯酸树脂,比如环氧、聚氨酯、氨基等。这类树脂不算为是纯的丙烯酸树脂,用得最多的当属缩水甘油基的丙烯酸树脂。一般是指经甲基丙烯酸缩水甘油酯或是丙烯酸缩水甘油酯单体聚合而成的丙烯酸树脂,因所聚合而成的丙烯酸树脂一般为固体所以,通常选择带甲基的甲基丙烯酸缩水甘油酯,也就是通常所说的甲基丙烯酸环氧丙酯,简称GMA,这个单体有很好的性能及具有多官能团的单体。
缩水甘油基丙烯酸树脂在市场上的发展还算晚,国外开始于对该类树脂的研究在九十年代末,经GMA聚合而成的丙烯酸树脂,其生产的粉末涂料有很多的特点是其它树脂所不及的,但因成本高、原料来源较为困难,还未有太大的应用。国内也有少量几家生产,但主要用还只是做为聚酯树脂、聚氨酯树脂的固化剂、消光剂等用途。
而最早研究出的德国,最就把该类树脂应用于品牌汽车的粉末喷涂上面,其中就我所知就用五大家品牌汽车已基本上上丙烯酸树脂粉末面漆。国际上做得最大的应该属UCB公司,但售价相当高,在每公斤近200元的单价。
其它的丙烯酸树脂,比如那种液态的丙烯酸树脂一般就是以乳液聚合而成的丙烯酸树脂,通常的固含量是在50%左右的,有热塑性和热固性丙烯酸树脂,也就是涂料行业说的单组分和双组分。单组分涂料一般也叫自干型的涂料,也就是以热塑性丙烯酸树脂为成膜物的涂料。
    1
、热固性丙烯酸树脂一般配上氨基树脂时因两者之间的氨基和羟基反应,按理说应算是双组分涂料用的,也就是通常所说的烤漆,一般应用在金属上面用的烤漆。一般烤的温度在100度以上。
    2
、热固性丙烯酸树脂一般配用固化剂(一般是异氰酸酯),再加入其它料也就成为涂料行业中所说的双组分涂料了。这类性能较热塑性丙烯酸树脂稳定、优越。
固体丙烯酸树脂主要的还是以热塑性固体丙烯酸树脂为主,主要的应用是涂料行业。当然也有塑料、工艺品、模塑、齿科等行业的应用。这类热塑性固体丙烯酸树脂,也叫溶剂型固体丙烯酸树脂。因为他们一般都是溶于溶剂的,如苯类、酯类、酮类、氯化类、醚类、醇类等,根据合成的不同溶解性就有不同。
   
固体丙烯酸树脂,最通常用到的牌号一般都是由MMA和BMA,也就是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等合成。因带甲基的丙烯酸酯单合成的单体玻璃化温度较高!树脂的性能一般都是由生产工艺中单体的配方原料性能而决定的。当所合成单体全用MMA时它的硬度就会很高。也就是常说的压克力、有机玻璃了。但此类树脂不易做为涂料上面使用,一般应用于塑料板材上面。普通的固体丙烯酸树脂一般就是由MMA、BMA以不同比例进配方中合成不同指标性能的固体丙烯酸树脂。通常的玻璃化温度在50-100之间,软化点也在150-200度之间。这类树脂在应用最普遍的,液体的热塑性丙烯酸树脂有应用的它一般也都应用得到。
在用途上可应用很广,比如:
  1、普通油性热塑性固体丙烯酸树脂用途:
上面所说的最早的固体丙烯酸树脂是由英国ICI旗下的公司研发出来并投入市场的,最为通用型牌号为2013、2016,此二种型号为油溶性的丙烯酸树脂, 可应用于各种塑料涂料、金属涂料、且应用于印刷油墨等多种涂料,多且应用于高档油墨上面。经调整过的型号有其它的功效如耐汽油、高光、高硬度等。再经市场设放后又研发了其它的应用于,比如皮革上面用的,再后来的较难附着的铝材、陶瓷、玻璃等底材上面应用,后因ICI的几家公司分家,就有原主体公司(现中国地区名为英国路彩特公司)继承了原ICI的该树脂事业部,另几家也就是很有名的公司捷利康公司,其主要的牌号与ICI的牌号产品指标基本上相同!
   
而就国外的几家公司对其该产品所采用的生产方法一般都为本体聚合方法,具体生产方法与高分子的本体聚合方法大同小异。该方法产出固体丙烯酸树脂,颜色透明,外观可以很圆的珠状粉末,故纯度可以达到很高,但也正因如此。此类生产方法生产的树脂,其产品不及悬浮聚合的产品溶解速度,分散性也不如它。这些小细节时常要影响到涂料厂家的使用方便与否。
   
下面就主要列举此类树脂最常应用的几种地方:
丝网印刷油墨:
各种普通塑料底材涂料及油墨:
金属船舶涂料:
纸张木材涂料:
   
一般玻璃化温度在50-80度,软化点在160左右,分子量在35000-80000。及原料单体的不同很多都决定了它的应用!比如玻璃化温度,就一般而言,TG越高故它的硬度也就越高,成品也就越容易脆;TG越低它的柔韧性就越好,成品也就更易于应用到底材为软质的材料上面。而软化点一般而言在自干型涂料中是够耐常温度的,但一些要求高耐温度的应用就无法满足了。分子量主要是影响了产品的粘度,但也不是粘度的主要取决原因,但大体上来说影响了粘度的高低,一般而言分子量越高粘度也就越高,当粘度高时,树脂所能溶解的速度也就越慢,可溶解的固含量也就越低,故此粘度在应用中影响了涂料的丰满度高低、光泽度高低、固含量高低了。
  
    2
、特殊功能油性固体丙烯酸树脂用途:
特殊功能在涂料当中,是常见的事了。因为成品千千万,应用于不同的生活场所中,因场所的不同,也就有了不同的要求了。

 
 
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