水性丙烯酸树脂—醇酸树脂杂化体的合成研究

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1、ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＯｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕士学位论文水性丙烯酸树脂—醇酸树脂杂化体的合成研究学科专业：化学工艺研究生：杨威指导教师：闫福安教授培养单位：化工与制药学院二○一＾七年五月－Ｘ：摘要摘要醇酸树脂涂料是发展最早，应用最广的一种聚酯涂料，在涂料工业中一直占据相当大的市场。然而传统的油溶性醇酸树脂涂料含有大量的有机溶剂，施工过程中还常需要添加有机溶剂稀释，这些有机溶剂的挥发对环境和施工人员都具有很大的伤害。与传统的油性醇酸树脂相比，水性醇酸树脂可以很大程度降低有机溶剂的使

2、用，减少有机溶剂对环境的破坏，降低因有机溶剂引起的火灾事故。但水性醇酸树脂与传统的醇酸树脂相比干燥性能、耐水性能较差，丰满度与耐候性较差。造成水性涂料的推广受到很多限制。因此，对水性醇酸进行改性是目前国内外较重要的课题之一。本文主要研究了醇酸树脂的合成工艺，以及醇酸树脂的水性化，使用含交联单体的丙烯酸单体混合液对水性化后的醇酸树脂进行改性，合成了交联型水性丙烯酸改性醇酸树脂涂料，对影响树脂合成以及涂膜性能等因素进行了分析，制备出了双重交联型水性丙烯酸改性醇酸树脂。主要工作如下：使用酯化法将脂肪酸、三羟甲基丙烷（TMP）以及多元酸混合

3、物合成醇酸树脂，使用偏苯三酸酐（TMA）与醇酸树脂反应，得到水性醇酸树脂。利用醇酸树脂合成过程中的反应特点，优化合成工艺，得到其最优条件为：在装有搅拌装置、冷凝管、温控设备、分水器的四口烧瓶中加入配方量的亚麻酸、豆油酸、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、二甲苯，通氮气升温搅拌，升温至170℃保温1h，每一小时升温10℃，直至210℃后每30min测量一次酸值，当酸值达标后降温至150℃，抽滤二甲苯。待二甲苯抽干净后升温至170℃加TMA，酸值达理论值后降温加入适量丙二醇甲醚稀释备用。考察了多种因素对水性醇酸树脂耐水性、干燥速率

4、以及涂膜性能的影响，最终确定的配方中，使用三羟甲基丙烷与季戊四醇3:1、豆油酸与亚麻酸1:1、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐合成终点酸酯为5-10mgKOH/g的醇酸树脂，使用质量分为8%的TMA进行水性化，最终水性醇酸树脂油度50%、分子量1600，水性醇酸树脂羟基官能度为1。I武汉工程大学硕士学位论文使用含交联单体的丙烯酸混合液对自制的水性醇酸树脂进行改性，最终确定丙烯酸酯单体占水性醇酸树脂质量60%，双丙酮丙烯酰胺（DAAM）用量为丙烯酸酯单体总量的6%，BPO用量2.5%，苯乙烯用量15%，制备的改性树脂具有较高的性能，红外波普

5、分析证明改性树脂中交联单体发生了交联，粒径分析证明交联单体的加入可以使改性树脂具有更好的水溶性，研究了改性树脂的分散性能以及成膜后的特征。将自制的改性树脂配置成水性金属防锈涂料，通过确定使用铁红颜料且颜基比为0.6，分散剂、润湿剂用量0.8%，消泡剂用量0.3%时制备的水性金属防锈漆具有较好的性能。关键词：水性醇酸，交联单体，丙烯酸改性，防锈漆IIAbstractAbstractAlkydresincoatingistheearliestdevelopmentandthemostwidelyusedpolyestercoating,

6、whichhasbeenoccupiedaquitebigmarketinthecoatingindustry.However,thetraditionaloil-solublealkydcoatingcontainsalotoforganicsolvents.Sometimes,organicsolventsdilutionwillpollutetheenvironmentandaffectthehealthofconstructionworkersduringtheconstructionprocesswhichneedsadd

7、itfordilution.Comparedwiththetraditionaloil-solublealkydresin,water-basedalkydresincangreatlyreducetheuseoftheorganicsolvents,Andreducethedamagetotheenvironmentandthefireaccidentcausedbytheorganicsolvents.However,thedryingperformanceandwaterresistanceofwaterbornealkydr

8、esinareworsethanthatofthetraditionalalkydresin,resultinginthepromotionrestrictionsofwater-basedcoating.Therefore,them