氣干型陽離子丙烯酸樹脂-醇酸樹脂水性涂料的制備及性能研究.pdf

1、醇酸樹脂具有原料廉價易得、合成工藝穩(wěn)定、涂膜豐滿、光澤度高、流平性好、附著力強等優(yōu)點。但其涂膜存在干燥速度慢、硬度低、耐水性與耐候性較差以及有機溶劑含量較高，因此開發(fā)高性能環(huán)保型醇酸樹脂涂料十分必要。
　　本文通過采用溶液轉(zhuǎn)相乳液聚合的方法制備出丙烯酸樹脂/醇酸樹脂雜化乳液，以改善醇酸樹脂在干燥速度、硬度、耐候性、耐水性等性能方面的不足。以該雜化乳液為成膜物質(zhì)，加入白粉漿料及涂料助劑制備出水性丙烯酸樹脂/醇酸樹脂涂料。通過分析各項

2、因素對雜化乳液及涂料性能的影響，對合成雜化乳液及涂料配比進行優(yōu)化。
　?。?）丙烯酸樹脂改性醇酸樹脂雜化乳液：以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DM）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、醇酸樹脂（BTS-SZ）為原料合成了丙烯酸樹脂/醇酸樹脂雜化乳液（WPAAR）。研究了聚合反應條件、丙烯酸酯單體配比、丙烯酸樹脂與醇酸樹脂之間的配比對單體轉(zhuǎn)化率、接枝率、雜化乳液粒徑、流變行為、穩(wěn)定性、黏度、聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、涂膜表面的平整

3、度、吸水率、光澤度、干燥時間及涂膜機械性能的影響。結(jié)果表明，當丙烯酸酯單體滴加時間為2 h，聚合反應溫度為85℃，親水單體DM用量為4.76％，m（MMA）∶m（BA）為18∶2，BTS-SZ用量為55%，引發(fā)劑用量為1.62%，助溶劑為丙二醇甲醚時，涂膜的干燥性能、硬度、光澤、附著力及抗沖擊性較好，但乳液的儲存穩(wěn)定性及耐水性較差，需進一步改性。
　　（2）丙烯酸十八酯（SA）參與體系改性反應：以DM、MMA、BA、BTS-SZ、

4、SA合成丙烯酸樹脂/醇酸樹脂雜化乳液，通過調(diào)整SA用量合成系列雜化乳液。對雜化乳液及其涂膜性能測試表明，SA的引入能明顯提高乳液的穩(wěn)定性；原子力顯微鏡（AFM）分析表明涂膜表面平整度變好。當SA用量為1.54%時，涂膜表現(xiàn)出良好的機械性能，吸水率仍較高。
　?。?）γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）參與改性反應：傅立葉紅外光譜（FT-IR）測試表明，KH-570參與了丙烯酸酯單體與醇酸樹脂之間的共聚反應；熱分析曲線

5、（TGA）分析表明，KH-570的加入提高了涂膜的熱穩(wěn)定性；同時改善了涂膜的硬度及附著力，降低了膠膜的吸水率。
　?。?）丙烯酸酯單體滴加時間為2 h，聚合反應溫度為85℃，DM用量為4.76%，m（MMA）∶m（BA）為18∶2，BTS-SZ用量為55%，SA用量為1.54%，KH-570用量為0.62%，引發(fā)劑用量為1.62%時，雜化乳液及其涂膜表現(xiàn)出較佳綜合性能。透射電鏡（TEM）測試表明，乳膠粒具有典型的核殼結(jié)構；凝膠滲透

6、色譜（GPC）測試表明丙烯酸樹脂改性之后的醇酸樹脂的分子量及分子量分布指數(shù)增加；乳液流變行為分析表明乳液具有良好的觸變性。
　?。?）水性涂料助劑對涂料性能的研究表明，當分散劑用量為4%，鈦白粉用量為15%，流平劑用量為0.2%，成膜助劑用量為2%，催干劑用量為0.6%，增稠劑用量為0.2%，涂料綜合性能優(yōu)異。同時涂料在較佳原料配比下表現(xiàn)出良好的觸變性；AFM測試分析，涂膜表面呈現(xiàn)出凹凸不平的納米結(jié)構。通過對比改性前后醇酸樹脂涂料