作者
敖 伟1, 刘道峰1,朱延安2,瞿金清1 1 华南理工大学化工学院,广东 广州 2 嘉宝莉化工集团股份有限公司,广东 江门 DOI:10. 13536/ j. cnki. issn1001-6813. 2021-010-029 研究背景 · 高固含丙烯酸聚氨酯涂料有良好的保光性、耐水性、耐溶剂性、紫外线抗性,是涂料行业广泛应用的涂料。目前羟基丙烯酸树脂固含较低,一般在70%以下,其涂料施工挥发性有机化合物(VOC)含量高,对环境造成较大的污染。通常采用高温聚合,提高引发剂和链转移剂浓度等措施来降低丙烯酸树脂分子质量和黏度。如通过加压提高溶剂沸点,提高聚合反应温度来降低树脂的分子质量及分布,但存在设备要求高,工艺复杂且耗能等问题;还可通过共混或共聚的方法引入超支化羟基聚酯,提高丙烯酸树脂的固含,其中共聚存在单体转化率低,共混存在聚酯与丙烯酸树脂相容性差等问题。采用叔碳酸甘油酯改性羟基丙烯酸树脂,可以先将叔碳酸甘油酯与丙烯酸反应,其产物再参与丙烯酸酯的聚合反应;也可以使叔碳酸甘油酯作为丙烯酸酯的共聚溶剂,共聚结束后再通过羧基与环氧基的反应将叔碳酸甘油酯引入到羟基聚丙烯酸树脂链上,从而降低树脂黏度,这些方法同样存在单体转化率低的问题。 叔碳酸乙烯酯具有叔碳酸甘油酯相似的结构,含有乙烯基,可直接参与丙烯酸酯单体的聚合反应,制备含有叔碳酸基团的树脂,工艺比叔碳酸甘油酯改性羟基丙烯酸树脂简单。因此,本文采用溶液自由基聚合法合成叔碳酸乙烯酯改性羟基丙烯酸树脂,研究引发剂、链转移剂、羟基含量和叔碳酸乙烯酯添加量对树脂黏度和涂膜性能的影响。叔碳酸乙烯酯价格便宜,更易接入丙烯酸大分子链上,具有制备工艺简单,降黏效果更好的优点。 图文摘要 · E10P 和V10 分子结构示意图 引发剂种类对树脂性能的影响 DTAP 添加量对树脂性能的影响 巯基乙醇添加量对树脂性能的影响 羟基含量对树脂性能的影响 V-10 用量对树脂性能的影响 羟基丙烯酸树脂的红外光谱 羟基丙烯酸树脂的GPC 谱图 树脂涂膜的微分热重曲线(a)和热重曲线(b) 本试验制备的树脂与市售树脂涂膜性能比较 结 论 · 针对现有涂料黏度高、固含低、涂料施工时VOC排放量大且无法满足越来越严格的法规要求等问题,采用溶液聚合法合成出高固低黏的羟基丙烯酸树脂,研究了引发剂、链转移剂、羟基含量等对树脂性能的影响。对于羟基丙烯酸树脂使用叔碳酸乙烯酯(V-10)进行改性。结果表明,具有叔碳结构的V-10 能降低树脂的黏度,提高涂膜的热稳定性、光泽度和耐水性。运用FT-IR 对其结构进行了表征;GPC 数据表明树脂分子质量在5 000~8 000,分散度在2. 00~2. 25 之间。TGA 测试表明材料热稳定性好,涂膜性能测试表明该涂膜具有较好的物理和化学性能。
