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丙烯酸树脂基本原理

丙烯酸树脂

丙烯酸树脂基础,UL勘探者,Ronald Lewarchik, 2016年4月:

涂料使用 丙烯酸树脂 涂料行业的领先聚合物技术是什么. 从历史上看 醇酸 几十年来,漆面漆在涂料领域一直处于领先地位. 丙烯酸树脂用于建筑涂料, 用于原始设备制造的产品饰面,包括汽车(OEM)和返修, 以及特殊用途涂料.

丙烯酸树脂主要是基于 丙烯酸酯 而且 异丁烯酸甲酯 单体具有良好的耐候性, 抗水解性, 外部应用的光泽和保色性. 由于它们的多功能性和性能, 丙烯酸涂料占所有涂料的25%以上,全球销售额接近250亿美元. 丙烯酸树脂可以是热塑性树脂或热固性树脂,并用于有机溶剂中诞生, 水传播的, 粉末和辐射固化涂料

表I -非官能均聚物Tg
表I -非官能均聚物Tg

三大类液体涂料使用丙烯酸树脂包括 热塑性,热固性和水性. 许多丙烯酸树脂还可能包括其他乙烯基单体,如 苯乙烯 or 醋酸乙烯酯 主要是为了降低成本. 丙烯酸单体的Tg比类似的甲基丙烯酸酯单体低(例如,比较丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸正丁酯的Tg,见表一和表二). 如表二所示, 可以选择用于合成树脂的单体的玻璃化转变温度来增强多种性能,包括耐候性, 抗湿性, 氧气渗透, 灵活反应, 固化和硬度. 除了, 丙烯酸可以与各种单体功能化,以提供更好的金属附着力, 或者与氨基质体或异氰酸酯交联剂反应.

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表二Tg与物性的关系

热塑性丙烯酸聚合物 (TPA)通常具有优良的性能,包括外观耐久性. 从50年代到70年代,这种树脂广泛用于汽车OEM和修补面漆, 但它们的使用已经急剧减少,因为它们的分子质量高,是提供性能所必需的, 它们需要大量的有机溶剂,以使空气雾化喷涂应用. 因此,这些涂料适用于约20%重量的固体. 热塑性树脂通常使用高水平的甲基丙烯酸甲酯 聚合物 脊骨提供优异的硬度和外观耐久性.

图一-聚MMA和聚MA的结构 
图一-聚MMA和聚MA的结构

热固性丙烯酸树脂(TSA) 功能单体在设计时是否会在受热或受潮时发生反应, 或者与交联剂形成交联膜. 热固性树脂作为一个群体,分子量较低,因此有较高的应用固体. 一次交联, 作为一类,它们提供耐有机溶剂的优良薄膜, 湿气和紫外线照射,当暴露在中等高温时,不会像热塑性塑料那样明显软化.  具有官能团的丙烯酸单体的示例,可用于使丙烯酸聚合物功能化以提供诸如交联等性能, self-crosslinking, 附着力或颜料润湿性的改善见表III.

表三-功能性丙烯酸单体 
表三-功能性丙烯酸单体

能够功能化具有广泛反应基团的丙烯酸树脂提供了定制树脂主干的性能的能力,以提供改进的在各种基材上的附着力, 改善了颜料的润湿性和/或提供交联或自交联的能力. 其他 丙烯酸单体 也可赋予磺酸,或磷酸功能的丙烯酸树脂.

能够功能化具有广泛反应基团的丙烯酸树脂提供了定制树脂主干的性能的能力,以提供改进的在各种基材上的附着力, 改善了颜料的润湿性和/或提供交联或自交联的能力. 其他 丙烯酸单体 也可赋予磺酸,或磷酸功能的丙烯酸树脂.

氨基甲酸酯功能丙烯酸酯也可以通过异氰酸酯功能丙烯酸酯与氨基甲酸酯羟丙酯反应制成. 许多功能化丙烯酸树脂类别中的丙烯酸用于汽车OEM和修补漆,以提供良好的抗损坏性组合, 耐化学性和光稳定性.

 

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