王靜　馬欣

【摘 要】本文詳細(xì)介紹了高性能丙烯酸（叔碳酸縮水甘油酯改性羥基丙烯酸樹(shù)脂）的合成方法及相關(guān)技術(shù)，然后對(duì)以此酸為基料的丙烯酸涂料的各項(xiàng)性能進(jìn)行了分析和研究，事實(shí)證明丙烯酸涂料是一種造價(jià)便宜、制造簡(jiǎn)單、耐酸性好、保光保色性能優(yōu)良而且物理機(jī)械性能也十分優(yōu)良的汽車涂料。

【關(guān)鍵詞】丙烯酸；汽車涂料；應(yīng)用；分析

0.引言

近年來(lái)，我國(guó)的汽車工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，隨著汽車在人們生活中的推廣，汽車專用涂料也成了人們生活中不可避免的用品。汽車涂料不僅要求顏色好看，保光保色性能好，還要求硬度高、耐水性好，耐酸性好。在眾多的涂料當(dāng)中，以叔碳酸縮水甘油脂（E-10）與三聚氰胺樹(shù)脂交聯(lián)的羥基聚合物為原料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成的高性能丙烯酸涂料是一種各項(xiàng)性能都十分良好的涂料，不僅具有普通漆膜具備的豐滿度，還大大提高了汽車漆的耐水性和耐酸性。

1.高性能丙烯酸涂料的合成原理及工藝流程研究

1.1高性能丙烯酸涂料的合成原理簡(jiǎn)介

高性能丙烯酸涂料的合成原理：E-10是環(huán)氧基化合物，它可以與丙烯酸（AA）或者甲基丙烯酸（MAA）反應(yīng)從而在催化劑的作用下生產(chǎn)中間產(chǎn)物ACE，再與丙烯酸樹(shù)脂發(fā)生聚合反應(yīng)，生成叔碳酸縮水甘油酯改性羥基丙烯酸樹(shù)脂，即丙烯酸涂料。

1.2高性能丙烯酸涂料的工藝流程研究

1.2.1 ACE的合成工藝流程研究

在丙烯酸涂料的合成過(guò)程中，ACE是中間產(chǎn)物，它的出現(xiàn)解決了E-10與丙烯酸酯很難直接聚合的難題，但合成ACE時(shí)必須注意控制E-10和AA單體的加入速度和反應(yīng)爐的溫度。如果原料加入過(guò)慢或溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致阻聚劑效率下降，從而使過(guò)氧化物M1-O-O-M2分解成M1-O﹒和M2-O﹒自由基，即使重新引發(fā)聚合反應(yīng)，最終合成的ACE也難以與丙烯酸發(fā)生聚合反應(yīng)，失去了合成ACE的本來(lái)意義。

在E-10與AA反應(yīng)形成ACE的過(guò)程中，E-10的環(huán)氧化物基團(tuán)中的環(huán)會(huì)被打開(kāi)，形成羥基融入到丙烯酸聚合物中，這時(shí)候叔碳酸能對(duì)交聯(lián)提供位阻保護(hù)效應(yīng)，因?yàn)槭逄妓峤Y(jié)構(gòu)疏水而龐大，所以可以有效的防治水解，造就了聚合物具有十分優(yōu)良的特性，如耐水性、顏料濕潤(rùn)性、高光澤、低粘度等。

1.2.2引發(fā)劑用量的研究

在此聚合反應(yīng)中，選擇合適的引發(fā)劑對(duì)丙烯酸樹(shù)脂來(lái)說(shuō)是非常重要的，因?yàn)橐l(fā)劑對(duì)樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量影響很大，而且引發(fā)劑的半衰期需要匹配樹(shù)脂的合成溫度。現(xiàn)在工業(yè)通常選擇二叔戊基過(guò)氧化物作為引發(fā)劑，因?yàn)樗炔粫?huì)對(duì)自由基奪氫，又易于產(chǎn)生線性聚合反應(yīng)，從而使生成的聚合物擁有較低的粘度和較好的性能。但引發(fā)劑的用量并非越多越好，引發(fā)劑的增多，會(huì)增加反應(yīng)活性，提高反應(yīng)速率，從而導(dǎo)致聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量的降低，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而且增加成本。生產(chǎn)實(shí)踐表明，引發(fā)劑的用量為單體的總量的3%較好。

1.2.3丙烯酸樹(shù)脂Tg的影響研究

丙烯酸樹(shù)脂的Tg的高低直接影響丙烯酸樹(shù)脂的硬脆性。在生產(chǎn)中如果設(shè)置較低的Tg值，將有利于固體丙烯酸樹(shù)脂的制備，但會(huì)是丙烯酸樹(shù)脂的黏度增加、柔韌和耐沖擊性降低；而Tg值過(guò)低會(huì)降低涂膜的硬度，使涂層的附著力變差、干燥速率變慢，影響涂膜的性能。所以必須選擇合適的Tg值，才能使丙烯酸樹(shù)脂具有優(yōu)良的柔韌性和硬度，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，Tg值為40-50℃時(shí)，涂膜的各項(xiàng)性能最優(yōu)。

1.2.4反應(yīng)溫度的影響研究

在丙烯酸樹(shù)脂的最終合成過(guò)程中，影響其相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一是反應(yīng)溫度，但在丙烯酸聚合物的合成反應(yīng)中溫度過(guò)高或過(guò)低都不好，它的反應(yīng)溫度需要匹配聚合反應(yīng)引發(fā)劑的半衰期。如果聚合溫度過(guò)低，聚合反應(yīng)將以自由基耦合為主，其相對(duì)分子質(zhì)量太過(guò)分散，使樹(shù)脂的粘度過(guò)高，性能也不佳；如果聚合反應(yīng)的溫度超過(guò)150℃，其相對(duì)分子質(zhì)量的分散系數(shù)降低，合成樹(shù)脂的粘度也降低，但大大加快了引發(fā)劑的消耗，鏈自由基的歧化反應(yīng)增加，是樹(shù)脂中的殘余單體較多，影響成品漆的性能，尤其大大降低了漆的耐久性和耐酸性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出：反應(yīng)爐里的溫度以控制在140-145℃（溶劑二甲苯的出餾點(diǎn)）為最佳，既可以滿足各項(xiàng)反應(yīng)條件，又便于控制反應(yīng)爐的溫度穩(wěn)定。

1.2.5鏈轉(zhuǎn)移劑的用量研究

鏈轉(zhuǎn)移劑的主要作用是通過(guò)轉(zhuǎn)移鏈自由基，來(lái)調(diào)節(jié)丙烯酸樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量，使丙烯酸具有較為狹窄的相對(duì)分子質(zhì)量分布，從而優(yōu)化丙烯酸樹(shù)脂漆的性能。在此反應(yīng)過(guò)程中，鏈轉(zhuǎn)移劑濃度過(guò)大，會(huì)增加引發(fā)劑消耗，降低轉(zhuǎn)化率；過(guò)低則無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)相對(duì)分子質(zhì)量的目的。試驗(yàn)證明：鏈轉(zhuǎn)移劑的用量為1%時(shí)，合成的樹(shù)脂分子最佳，其耐水性和硬度均大于其他用量。

2.結(jié)論

本文首先對(duì)高性能丙烯酸樹(shù)脂涂料的合成原理進(jìn)行了具體的描述，然后對(duì)高性能丙烯酸樹(shù)脂涂料工藝過(guò)程的分析和研究，尤其對(duì)反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)溫度的影響、引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑的用量影響等進(jìn)行了具體的分析和研究，通過(guò)這些研究，大大提高了丙烯酸樹(shù)脂的各項(xiàng)性能指標(biāo)，為丙烯酸的生產(chǎn)者提供有效的借鑒。

實(shí)踐表明，丙烯酸樹(shù)脂涂料制造工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，比其他涂料具有更好的耐水性、耐酸性，是一種性能十分優(yōu)良的環(huán)境友好型汽車涂料。

【參考文獻(xiàn)】

[1]夏正斌，張艷紅，涂偉萍，等.高固體分熱固性丙烯酸樹(shù)脂的合成及性能研究[J].熱固性樹(shù)脂，2003（1）：8-12.

[2]王平華，伍勝利，等.核殼型水性聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合乳液研究[J].高分子材料科學(xué)與工程，2005（9）：58-59.