多组分交联丙烯酸酯涂料的研究.doc

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1、多组分交联丙烯酸酯涂料的研究蒋秋云，王正青，胡福增(华东理丁•大学，上海200237)摘要:研制了一种多组分交联丙烯酸酯涂料，利用丙烯酸酯树脂不饱和双键与交联单体在引发剂和促进剂的作用下进行自由基聚合反应交联成膜。本文讨论了不饱和丙烯酸酯树脂的合成和涂料的配方设计，并对涂膜性能进行了表征，讨论了影响涂料性能的因素。关键词：塑料;涂料；丙烯酸酯；多组分;真空镀膜0引言常用涂料如硝基涂料、醇酸涂料、乙烯基涂料和丙烯酸酯涂料普遍存在丰满度低、固化温度高、干燥时间长、硬度低、附着力较差等缺点。本文研制了一种多组分丙烯酸酯涂料，利用不饱和丙烯酸酯树脂(UPA树脂)和低相对分子质量的交联单

2、体在引发剂和促进剂的作用下在涂饰过程中进行交联成膜。该涂料体系具有黏度低、流平好、硬度高、光泽丰满、固化温度低、固化速度快等优点，特别适用于低表面能的塑料制品涂装，固化涂膜表面平整光洁，无起泡、缩孔等缺陷。1实验部分1.1实验原料甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基内烯酸缩水片油酯(GMA)、过氧化苯甲酰(BP0),均为化学纯，上海凌峰化学试剂有限公司；丙烯酸(AA):化学纯,上海化学试剂总厂；屮苯:分析纯，上海菲达工贸有限公司；醋酸丁酯:分析纯，江苏金城试剂厂;节基三乙基氯化(TEBA):自制。1.2UPA树脂的合成以MMA.BA和GMA常规自由基溶液聚合合成三

3、元共聚物MBG树脂,再利用GMA的环氧基与AA的竣基开环反就引入双键,成为不饱和丙烯酸酯预聚物。所得UPA树脂的性能见表1。檢测项目检测结杲外观消滋透明数均相对分子质做11270黏度(25r)/(mPa-s)1150龛值/(mgKOH•昇)58酸值/(rngKOH-g-1)5.255固含址/%50±2表1UPA树脂的性能1.3UPA树脂和涂膜的性能表征1.3.1UPA树脂性能测试通过测定酸值计算反应转化率。按GB/T1725-1979测定预聚物固含量;并对UPA树脂进行红外光谱分析，采用差示扫描法(DSC)测定玻璃化转变温度Tg,用凝胶色谱法(GPC)测定相对分子质量，用NDJ

4、-79型旋转黏度计测定表观黏度。1.3.2涂膜性能测试将UPA树脂与乙烯基单体、引发剂、促进剂和助剂按比例混合配制成涂料,搅拌均匀后制样、干燥成膜。分别测定涂膜的干燥时间(GB/T1728—1979).附着力(GB/T9286—1988).铅笔硬度(GB/T6739—1986)、流平性(GB/T1750—1979)和耐溶剂性(GB/T1763—1979)O2实验结果与讨论2.1UPA树脂的合成2.1.1反应温度的选择MBG树脂与AA反应时，需要选择合适的反应温度和反应时间。反应温度过高,双键有热聚合的危险，反应温度过低，则反应速率慢。图1是固定反应条件下，丙烯酸的转化率随反应温

5、度的变化曲线，可见，随着反应温度的升高,丙烯酸的反应转达化率升高，而当反应温度继续升高(^120°C)时树脂岀现部分胶凝现象，这是由于温度过高导致部分双键聚合。故反应温度选择110°C较为适宜。图1反应温度对转化率的影响2.1.2反应时间的选择图2是在反应温度为110°C下,转化率随反丿勺时间的变化，可见，转化率随时间延长而升高，但反应2h后，再延长反应时间转化率已提高不多，因此选择在110°C下反应2h较为合适。B575丄4、▲1.0t.5Z02.53・0图2反应时间対转化率的影响2.1.3催化剂用量的影响选用节基三乙基氯化钱为催化剂,其用量与转化率的关系见图3o可以看岀转化

6、率随着催化剂用量增加而提高，当催化剂用量为4%（质量分数）时，转化率可达95.4%,继续增加催化剂用量，转化率趋丁•平稳。因此,催化剂用量以4%为宜。・：-JL•5心5998%/僚芒*7512345诚傑化剂）图3节基三乙基氯化镀用戢对转化率的影响2.1.4GMA用量对涂膜性能的影响由GMA引入环氧基在分子链上的分布和数量决定了预聚物的不饱和度和固化涂膜的交联密度[1],GMA用量对涂膜性能的影响见表2。实验数据表明，涂膜的硬度和光泽随着GMA用量的增加而提高，当GMA用量超过40%吋，交联密度过高导致涂膜的脆性增加，附着力也有所下降，因此GMA用量以30%左右为宜。性能w(CM

7、A)/%1020253040硬度BHBHB2H2H附着力/级i1112(60°)光泽84.689、192.395.896.4柔甸性/mm12234表2GMA用量对涂膜性能的影响2.1.5UPA树脂的结构鉴定图4是UPA树脂的红外光谱图。1000.4()0035(X1^300025