汽车修补漆用高固体分丙烯酸树脂的研究

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1、中国涂料在线http://www.coatingol.com汽车修补漆用高固体分丙烯酸树脂的研究刘海红（上海涂料有限公司，200020）摘要：随着全球降低涂料中VOC含量的环境法规出台，汽车修补漆正由传统溶剂型涂料向高固体分、水性化方向发展。通过丙烯酸单体、引发剂、链转移剂和合成条件的选择，开发了一种黏度适中的固体分达70%的丙烯酸树脂。该树脂与异氰酸酯固化剂配合应用于汽车修补漆，其性能完全达到市售国外同类树脂的水平。关键词：汽车修补漆；高固体分；丙烯酸树脂0引言进入21世纪，我国汽车涂料市场一路飘红，新车年销售量屡创新高，特别在2

2、008年下半年，受全球金融风波的影响，很多行业的发展步入低谷，但汽车行业一枝独秀。据了解，2009年我国汽车产量跃上新高，达到1360万辆，汽车涂料用量随之持续高涨，供应量约52万t，其中新车用漆约27万t，修补漆约10.3万t，零部件和PVC用漆约14.6万t。随着车辆使用年限的增加，市场对汽车修补漆的需求量呈现出不断上升的趋势。随着全球降低涂料中VOC含量的环境法规出台，汽车修补漆已由传统溶剂型涂料向高固体分和水性化方向发展。汽车修补漆要求涂层在平整度、丰满度及光亮的镜面效果上与原装漆基本一致，因此研究高固体分汽车修补漆用羟基丙

3、烯酸树脂，是修补漆的发展方向。1实验部分1.1实验原料单体与溶剂：苯乙烯（St），甲基丙烯酸丁酯（BMA），甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），丙烯酸丁酯（BA），丙烯酸（AA），丙烯酸叔丁酯（TBA），丙二醇甲醚醋酸酯，醋酸丁酯（氨酯级），均为工业级。引发剂：偶氮二异丁腈（AIBN），过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB），过氧化二叔丁酯（DTBP），均为工业级。相对分子质量调节剂：聚α-甲基苯乙烯线性二聚体，工业级。1.2合成工艺在四口烧瓶中加入部分溶剂，加热至一定温度。将混合单体、引发剂、链转移剂的混合溶液在3~4h内匀速滴加到反应体系中。

4、滴加完毕后，在一定温度下保温1h，分3~4次补加引发剂和溶剂的混合液。此后，在一定温度下保温2~3h，整个反应过程通氮气保护，当单体转化率≥99%时，出料。1.3反应机理热固型丙烯酸树脂在涂料中被广泛应用。与其它树脂相比，它具有色浅、耐光性、耐候性、耐化学品性、耐溶剂性好、光泽高等优点，被广泛应用于汽车、家电、卷材及其它工业领域［1］。目前，制备丙烯酸树脂的主要方法还是自由基聚合，整个反应过程包括链的引发、增长和终止。在丙烯酸树脂的合成中，树脂的玻璃化温度、溶剂、引发剂和链转移剂的使用和添加量都是重要的影响因素。引中国涂料在线htt

5、p://www.coatingol.com发剂主要通过在聚合过程中控制生成的自由基数量来控制聚合物的相对分子质量及其分布。链转移剂通过对链自由基的转移来调节聚合物的相对分子质量，并使相对分子质量分布也趋于狭窄。合成高固体分丙烯酸树脂，与合成传统的热固型丙烯酸树脂有所不同，需选择特定的单体，适当降低其相对分子质量，才有可能在黏度适中的情况下，使树脂的固体分提高到70%以上。当相对分子质量较小时，就必须有极窄的相对分子质量分布，使聚合物结构中有足够的羟基酯单体，才能保证每个树脂分子上都有2个以上的羟基，否则树脂就不能很好地与固化剂交联成

6、体型大分子，从而影响涂膜的质量。1.4试验1.4.1单体配比单体配比见表1。表1单体配比1.4.2引发剂及用量引发剂及其用量的影响见表2。表2引发剂及其用量的影响1.4.3树脂物性比较自制树脂与市售进口树脂的物性比较见表3。表3自制树脂与市售进口树脂的物性比较中国涂料在线http://www.coatingol.com1.4.4树脂红外谱图比较自制树脂与进口树脂的红外谱图比较见图1。从图1可见：二者除了指纹区略有不同外，其余基本相似。图1红外谱图比较1.4.5配制白漆性能比较配制白漆的配方如下：A组分：原料质量分数/%R706钛白粉

7、20~28丙烯酸树脂52~66BYK-1611~3433流平剂0.1~0.9中国涂料在线http://www.coatingol.com5500消泡剂0.1~0.9稀释剂（二甲苯/醋酸丁酯/5~10丙二醇甲醚醋酸酯）研磨细度：≤10μmB组分：固化剂：DesmodurN3390A、B组分配比：-OH∶-NCO=1.03∶1配制白漆后的性能比较见表4。表4白漆的性能比较2结果和讨论2.1树脂玻璃化温度的设计可以采用降低树脂黏度的方法合成高固体分丙烯酸树脂，使丙烯酸树脂中有机溶剂的含量降低。降低丙烯酸树脂黏度的有效方法是调整共聚单体的比

8、例，以降低玻璃化温度（Tg）。Tg可以用FOX方程来计算：1/Tg＝W1/Tg1+W2/Tg2??+Wn/Tgn单体的物理数据见表5。中国涂料在线http://www.coatingol.com配方中添加了特殊的丙烯酸叔丁酯，使丙烯酸