丙烯酸树脂在汽车涂料中的应用

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1、丙烯酸树脂在汽车涂料中的应用夏范武(无锡万博涂料化工有限公司，214112)摘要：介绍了用于制备汽车OEM及修补涂料的丙烯酸树脂，而当这两类丙烯酸树脂涂层所处位置即是作底漆、中涂、底色漆或色漆以及罩光清漆时，涂层所起的作用也不一样，因而对这些涂层中的主要成分丙烯酸树脂的特性要求也不一样。也论述了汽车涂料的发展趋势是高固体分涂料、水性涂料和粉末涂料等环境友好型涂料。本文通过分析提出了汽车涂料用丙烯酸树脂的设计要求。关键词：汽车涂料、OEM漆、修补漆、丙烯酸树脂、热固性丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、应用0前言丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类及其乙烯类不饱和单体经均聚或

2、共聚而成的一种高分子聚合物，丙烯酸树脂主链结构稳定，不含易氧化和水解基团，因此用其制备的涂膜具有色浅、保光、保色、光亮、耐候、耐腐蚀等特点，因此特别适合制备汽车涂料，特别是汽车面漆的基料。随着石油化工的迅速发展，丙烯酸系单体品种日益增加，使丙烯酸树脂涂料在世界范围内迅速发展。在某种程度上说，汽车涂料代表了一个国家的涂料工业发展水平。在工业发达国家，汽车涂料的销售额超过了建筑涂料，为了适应汽车工业的发展需要，各国均非常重视汽车涂料与涂装的研究与开发，而丙烯酸树脂在汽车涂料中占有的份额越来越大，起着举足轻重的作用。汽车涂料开始于20世纪初，那时的汽车车身多为

3、木结构，面漆以涂印第安磁漆为主，车身全改为钢制后，1927年开始涂硝基纤维素漆，以红外加热，从1950年起普及高固体分硝基磁漆及氨基树脂涂料，干性提高，生产效率也提高了。从1958年起使用烘烤型氨基醇酸树脂涂料，漆膜性能大幅度提高，采用了涂装循环系统，可以批量生产，随后又一代新技术丙烯酸磁漆出现，施工性更好，不象挥发性漆，这种产品不必抛光，最终光泽很好，施工性和干燥时间与挥发性漆相比拟，耐久性具有竞争优势，尤其是具有更好的耐UV特性，在60年代前只有色漆，从60年代中期以后，丙烯酯挥发性漆和烘烤磁漆统领市场，消费者已不再喜欢那时的单色涂装外观，从而导致具

4、有高装饰多色彩的金属闪光漆的出现。美国推出“66”法规后，德国提出TA-Luft法规，给汽车制造商施加很大压力。汽车涂层在不断提高性能（外观及物化性能）的情况下，还要适应不断严格的环保法规，因此先后出现了高固体分涂料和水性涂料、粉末涂料及UV固化涂料等环保型汽车涂料品种。目前已形成氨基醇酸、热塑性丙烯酸和热固性丙烯酸，粉末、非水分散体(NAD)、高固体分(H/S)和水性丙烯酸(W/B)并存的局面。汽车涂料的发展概况如表1所示。表1汽车涂料的发展1924年以前天然树脂为基料的油性漆（油漆）1934~1935硝基磁漆1935~1945硝基磁漆和醇酸1945~

5、1955醇酸和氨基1955~1965氨基醇酸、热塑性丙烯酸和热固性丙烯酸，出现了色漆、金属闪光漆（金属漆）1965~现在氨基醇酸、热塑性丙烯酸和热固性丙烯酸，粉末、非水分散体(NAD)、高固体分(H/S)和水性丙烯酸(W/B)1.丙烯酸树脂合成的基本知识1.1原材料(单体)表2单体对丙烯酸涂膜性能的影响涂膜性能单体涂膜性能单体户外耐性(甲基)丙烯酸酯抗溶剂与油性丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、高分子量的（甲基）丙烯酸酯硬度MMA、苯乙烯（St）、（甲基）丙烯酰胺抗洗涤剂与耐盐雾性苯乙烯（St）、甲基苯乙烯光泽苯乙烯（St）、含芳族单体耐色彩性(甲基)丙

6、烯酸酯柔韧性丙烯酸乙酯（EA）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA）抗污染性短链（甲基）丙烯酸酯1.2合成方法丙烯酸树脂的聚合通常采用的是自由基聚合。自由基聚合技术主要有4种工艺：本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。其反应过程包括：链引发、链增长、链终止3个阶段。1.2.1本体聚合聚合反应在单体内发生，采用可溶于单体的引发剂和链转移剂，最后造粒形成固体产品。经此法合成的聚合物产品纯度高，也无需干燥。但往往会有少量单体包裹在固体内，聚合时散热困难。这种聚合方法通常用于某种单体的单一均聚物的合成，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。1.2.

7、2悬浮聚合聚合反应在单体液滴内进行，这些单体液滴悬浮于以保护胶体稳定化的水相中，引发剂溶于油相单体。与本体聚合比，反应热易除去，可获得很高分子量，粘度不受分子量影响，此法单体残留量较高，聚合物易沾污保护胶而不易洗去。1.2.3溶液聚合聚合反应在溶液中进行，单体、引发剂均溶于溶液中，有时为了控制聚合物粘度加入少量链转移剂来调节分子量。体系反应热易散发，无需加入保护胶或乳化剂，但不易获得高分子量，且体系中含溶剂，聚合物多用于允许含溶剂的体系中。共聚合反应通常采用此法进行。1.2.4乳液聚合聚合反应在水相中进行，通过引入乳化剂、保护胶、水溶性引发剂，反应在胶束

8、中进行。该体系反应热易除去，且可获得高分子量，粘度不受分子量影响，但体系中引入乳