全  站关键词

南 燕 1 2 ，刘正堂 1 2 ，张新岐 2 (1 ．兰州理工大学化工学院，兰州 730050 ； 2 ．北方涂料工业研究设计院，兰州 730020)     摘要：介绍了涂改液用丙烯酸树脂的组成、原材料规格、聚合方法和性能测试方法；详细分析了主单体配 比、辅单体用量、引发剂用量对树脂性能的影响。     关键词：涂改液；丙烯酸树脂；引发剂     1 引言     丙烯酸树脂具有无色透明、耐紫外线、耐热老化、耐油、附着力好等特点。涂改液用丙烯酸树脂要求对颜料的润湿性好，抗冷冻性优异，气味小，无毒或低毒，对各种笔迹的溶解性差 ( 即不渗色 ) 。普通的丙烯酸树脂由于所用溶剂一般为二甲苯及酯类溶剂，其气味大，毒性也较大，并对笔迹易溶解而造成渗色，不适用作涂改液的基料。本研究选用气味小、毒性小、对笔迹溶解弱或不溶解的溶剂，选择合适的单体进行聚合，制得具有良好综合性能的涂改液用丙烯酸树脂。     2 试验部分     2 ． 1 原材料及规格     试验用原材料及规格见表 1 。 表 1 原材料名称及规格     2 ． 2 聚合方法     采用溶液聚合法。在带有搅拌器、回流冷凝器、温度计及加料装置的四口反应瓶中，先加入部分溶剂和 1 ／ 4 左右的溶有引发剂的混合单体，开动搅拌，加热到回流温度，保温 30 ～ 60 min 后开始连续滴加剩余单体， 2 h 内加完；保温 1 h 后，补加第二份引发剂，再保温 1 h ，补加第三份引发剂，保温 3 h ，反应结束，加入剩余溶剂，冷却到 40 ℃ 以下出料，即得涂改液用丙烯酸树脂液。     2 ． 3 分析测试     (1) 抗冷冻性能。取 50 g 树脂液装入封闭透明的玻璃瓶中，置于冰箱的冷冻室， 2 h 后观察树脂的黏度变 化或冻结情况。     (2) 树脂液的不挥发分、透明性、黏度、干燥性分别 按 GB 1725 — 89 、目视法、涂 -4 杯法及 GB ／ T 1728 — 89 进行测试。     (3) 配漆性能。测试使用性能和贮存稳定性。 3 结果与讨论     3 ． 1 单体的组成     经筛选，合成丙烯酸树脂的单体组成见表 2 。     3 ． 2 主单体配比对树脂性能的影响     本研究中选用了甲基环已烷为溶剂，故在丙烯酸单体的选择上，选用具有柔性支链的甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸异辛酯为主要的单体进行合成。甲基环己烷的回流温度约为 94 ℃ ( 兰州 ) ，在合成工艺中，选用过氧化二苯甲酰 (BPO) 为引发剂。通过试验，考察了不同配比单体合成的树脂的性能。结果见表 3 。 表 2 合成丙烯酸树脂的单体组成 表 3 主单体配比与树脂液性能的关系     树脂液的抗冷冻性和溶剂对树脂的溶解性都随 2-EHA 用量的增大而变好。当 2-EHA 的用量占 25 ％时，树脂液的抗冻性满足涂改液的要求。但随着 2-EHA 用量的增加，涂膜的玻璃化温度 (Tg) 会随之降低，所制备的涂改液涂膜的硬度达不到书写要求，因此 2-EHA 的用量控制在 24 ％ ～ 28 ％为宜。     3 ． 3 辅助单体的用量对树脂性能的影响     从表 3 可知，如果仅使用主单体，合成所得的树脂液的黏度较低，这样会造成涂改液沉淀分层，影响涂改液的使用；另外所制得的涂膜的刚性不足。这是由于 2-EHA 的用量提高后，增加树脂与溶剂的相容性，但内聚力相应降低。为此引入辅助单体来增加涂料的黏度和提高涂膜的刚性。试验中，以 2-EHA 和 IBMA( 质 量比为 25 ： 75) 为主单体，引入辅助单体，辅助单体及 其用量对树脂性能的影响见表 4 。 表 4 辅助单体用量与树脂液性能的关系     由表 4 可见，树脂的黏度随辅助单体的用量的增加而提高，但抗冻性却变差，这是由于刚性链段的引入 使得树脂与溶剂的相容性变差，故树脂液外观也变得 不透明。而 NPGDA 的官能度较高，可有效提高树脂液的黏度，当 NPGDA 达到一定量时，黏度增加迅速，并会使树脂发生胶化。因此，加入 NPGDA 后反应工艺较难控制，如对树脂的黏度要求不高时，尽量少用或不用。试验表明，辅助单体合适的用量 ( 以主单体为 100 计 ) ： MMA 为 2 ％ ， BA 为 2 ． 5 ％ ， NPGDA 为 1 ． 7 ％ 。 3 ． 4 引发剂的用量对聚合转化率及树脂性能的影响     溶剂型丙烯酸树脂一般选用过氧化苯甲酰 (BPO) 、偶氮二异丁腈等引发剂。本工艺采用 BPO 作为引发剂，其用量 ( 按对聚合单体的总质量计 ) 对聚合转化率及树脂性能的影响见表 5 。   表 5 引发剂的用量与聚合转化率及树脂性能的关系     由表 5 可知，聚合转化率随着引发剂用量的增加 而逐渐增加，但当引发剂的用量达 1 ． 2 ％后，聚合转化率的变化趋于平缓。为提高转化率，多采用延长保温时间和补加引发剂的方法，因一次使用引发剂过多，会导致相对分子质量降低，因此聚合溶液的黏度随着引发剂用量的增加而减小，但当引发剂的用量太少时，聚合物溶液的抗冻性不好。在本研究中，将引发剂分 3 次加入，效果较为理想。试验表明，引发剂的用量范围应 为 1 ． 2 ％～ 1 ． 8 ％ 。     4 丙烯酸树脂的配方和性能     4 ． 1 丙烯酸树脂的配方     涂改液用丙烯酸树脂的配方见表 6 。 表 6 涂改液用丙烯酸树脂配方       4 ． 2 涂改液用丙烯酸树脂     涂改液用阿烯酸树脂的性能检测结果见表 7 。 表 7 涂改液用丙烯酸树脂的性能检测结果     4 ． 3 配制的涂改液性能     将丙烯酸树脂按一定的涂改液配方制备涂改液， 对其性能进行检测，结果见表 8 。 表 8 涂改液的性能检测结果       (1) 采用溶液聚合法，以 2-EHA 和 IBMA 为主体， BPO 为引发剂，甲基环己烷和内二醇甲醚为溶剂，加以 MMA 、 BA 及 NPGDA ，在同流温度下保温反应，所得丙烯酸树脂性能良好，且具有反应平稳、操作简单、质 量稳定等特点。     (2) 以所得的丙烯酸树脂为基料，制备的涂改液气味小，抗冻性优异，干燥快，贮存稳定性理想。 资料来源: hc360慧聪网       5 结语 中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”