丙烯酸树脂课件

丙丙烯酸酸树脂脂第一第一节 概概 述述第二第二节 原原料料第三第三节 丙丙烯酸酸树脂的配方脂的配方设计第四第四节 溶溶剂型丙型丙烯酸酸树脂脂第五第五节 水性丙水性丙烯酸酸树脂脂1丙烯酸树脂第一节 概 述1丙烯酸树脂第一节 概 述1丙烯酸树脂第一节 概 第一第一节 概概 述述 以以丙丙烯酸酸酯、甲基丙、甲基丙烯酸酸酯及苯乙及苯乙烯等乙等乙烯基基类单体体为主主要原料合成的共聚物称要原料合成的共聚物称为丙丙烯酸酸树脂脂，以其，以其为成膜基料的涂成膜基料的涂料称作料称作丙丙烯酸酸树脂涂料脂涂料。该类涂料具有涂料具有色浅、保色、保光、耐候、耐腐色浅、保色、保光、耐候、耐腐蚀和耐和耐污染染等等优点，使用温度范点，使用温度范围宽，已广泛，已广泛应用于汽用于汽车、飞机、机机、机械、械、电子、家具、建筑、皮革涂子、家具、建筑、皮革涂饰、造、造纸、印染、木材加工、印染、木材加工、工工业塑料及日用品的涂塑料及日用品的涂饰。近年来，国内外丙近年来，国内外丙烯酸酸烯树脂涂料的脂涂料的发展很快，目前已占展很快，目前已占涂料的涂料的/以上，因此，丙以上，因此，丙烯酸酸树脂在涂料成膜脂在涂料成膜树脂中居于脂中居于重要地位。重要地位。2 从从组成上分，丙成上分，丙烯酸酸烯树脂包括：脂包括：全丙全丙树脂、苯丙脂、苯丙树脂、硅丙脂、硅丙树脂、醋丙脂、醋丙树脂、氟丙脂、氟丙树脂、叔丙（叔碳酸脂、叔丙（叔碳酸酯-丙丙烯酸酸酯）树脂脂等。等。从涂料从涂料剂型上分，主要有：型上分，主要有：溶溶剂型涂料型涂料、水性水性涂料涂料、高固体高固体组份涂料份涂料和和粉末涂料粉末涂料。其中水性丙其中水性丙烯酸酸烯树脂涂料的研制和脂涂料的研制和应用始于用始于年代，年代初得到了迅速年代，年代初得到了迅速发展，与展，与传统的溶的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省省资源和能源，减少源和能源，减少环境境污染和公害等染和公害等优点，因点，因而已成而已成为当前涂料工当前涂料工业发展的主要方向之一。展的主要方向之一。3从组成上分，丙烯酸烯树脂包括：3 从组成上分，丙烯酸烯树脂包括：3从组成上分，丙烯酸烯树脂包括 涂料用丙涂料用丙烯酸酸树脂其成膜特性分脂其成膜特性分为：热塑性丙塑性丙烯酸酸树脂脂和和热固性丙固性丙烯酸酸树脂脂。热塑性塑性丙丙烯酸酸树脂其成膜主要靠溶脂其成膜主要靠溶剂或分散介或分散介质（常（常为水）水）挥发使大分子或大分子使大分子或大分子颗粒聚集融合成粒聚集融合成膜，成膜膜，成膜过程中没有化学反程中没有化学反应发生，生，为单组分体系，分体系，施工方便，但涂膜的耐溶施工方便，但涂膜的耐溶剂性性较差差；热固性固性丙丙烯酸酸树脂也称脂也称为反反应交交联型型树脂，其成膜脂，其成膜过程中伴有几个程中伴有几个组分可反分可反应基基团的交的交联反反应，因此，因此涂膜具有网状涂膜具有网状结构，因此其耐溶构，因此其耐溶剂性、耐化学品性性、耐化学品性好，适合于制好，适合于制备防腐涂料防腐涂料。返回4 涂料用丙烯酸树脂其成膜特性分为：热塑性丙烯酸 涂料用丙烯酸树脂其成膜特性分为：热塑性丙烯酸 第二第二节 原料原料 丙丙烯酸酸类及甲基丙及甲基丙烯酸酸类单体是合成丙体是合成丙烯酸酸树脂的重要脂的重要单体。体。MMA：硬：硬单体体BA：软单体体均聚物均聚物难满足成膜物要求：足成膜物要求：PMMA：太脆，：太脆，聚丙聚丙烯酸丁酸丁酯：太：太软，粘，可做粘合，粘，可做粘合剂，不宜作涂，不宜作涂料料二者共聚物最常用，称二者共聚物最常用，称为全丙涂料。全丙涂料。5 第二节 原 第二节 原66 66共聚目的：共聚目的：（1）改）改进树脂的脂的Tg（2）调节树脂极性、溶解性、机械力学脂极性、溶解性、机械力学性能，性能，如丙如丙烯酸，甲基丙酸，甲基丙烯酸可改酸可改进漆漆膜与底材的附着力；膜与底材的附着力；（3）引）引进官能官能团，用以和交，用以和交联剂反反应形形成交成交联结构，构，主要功能主要功能单体有：丙体有：丙烯酸酸羟乙乙酯（羟丙丙酯），丙），丙烯酸，甲基丙酸，甲基丙烯酸酸7共聚目的：（1）改进树脂的Tg（2）调节树脂极性、溶解性共聚目的：（1）改进树脂的Tg（2）调节树脂极性、溶解性依据依据单体体对涂膜性能的影响常可将涂膜性能的影响常可将单体体进行如下分行如下分类，以方便，以方便应用。用。单 体体 名名 称称功功 能能甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯甲基丙甲基丙烯酸乙酸乙酯苯乙苯乙烯丙丙烯睛睛提高硬度，称之提高硬度，称之为硬硬单体。体。丙丙烯酸乙酸乙酯丙丙烯酸正丁酸正丁酯丙丙烯酸月桂酸月桂酯丙丙烯酸酸-2-乙基己乙基己酯提高柔提高柔韧性，促性，促进成膜，成膜，称之称之为软单体。体。丙丙烯酸酸-2-羟基乙基乙酯丙丙烯酸酸-2-羟基丙基丙酯甲基丙甲基丙烯酸酸-2-羟基乙基乙酯甲基丙甲基丙烯酸酸-2-羟基丙基丙酯丙丙烯酰胺胺N-羟甲基丙甲基丙烯酰胺胺引入官能引入官能团或交或交联点，点，提高附着力，提高附着力，称之称之为交交联单体。体。8依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行如下分类，以方便应用。依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行如下分类，以方便应用。丙丙烯酸与甲基丙酸与甲基丙烯酸的低酸的低级烷基基酯苯乙苯乙烯抗抗污染性染性甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯苯乙苯乙烯甲基丙甲基丙烯酸月桂酸月桂酯丙丙烯酸酸-2-乙基己乙基己酯耐水性耐水性丙丙烯睛睛甲基丙甲基丙烯酸丁酸丁酯甲基丙甲基丙烯酸月桂酸月桂酯耐溶耐溶剂性性丙丙烯酸乙酸乙酯丙丙烯酸正丁酸正丁酯丙丙烯酸酸-2-乙基己乙基己酯甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯甲基丙甲基丙烯酸丁酸丁酯保光、保色性保光、保色性丙丙烯酸酸甲基丙甲基丙烯酸酸亚甲基丁二酸（衣康酸）甲基丁二酸（衣康酸）苯乙苯乙烯磺酸磺酸乙乙烯基磺酸基磺酸钠AMPS实现水溶性，增加附着力，水溶性，增加附着力，称之称之为水溶性水溶性单体、体、表面活性表面活性单体。体。9丙烯酸与甲基丙烯酸的低级烷基酯抗污染性甲基丙烯酸甲酯耐水性丙丙烯酸与甲基丙烯酸的低级烷基酯抗污染性甲基丙烯酸甲酯耐水性丙 第三第三节 丙丙烯酸酸树脂的配方脂的配方设计设计基本原基本原则是是首先首先要要针对不同基材和不同基材和产品确定品确定树脂脂剂型型溶溶剂型或水型或水剂型；型；然后然后根据根据性能要求确定性能要求确定单体体组成、玻璃化温度成、玻璃化温度（Tg）、溶）、溶剂组成、引成、引发剂类型及用量和聚合工型及用量和聚合工艺；最最终通通过实验进行行检验、修正、修正，以确定最佳的，以确定最佳的产品品工工艺和配方。和配方。其中其中单体的体的选择是配方是配方设计的核心内的核心内容容。10 第三 第三一、一、单体的体的选择 为方便方便应用，通常将聚合用，通常将聚合单体分体分为硬硬单体、体、软单体和功能体和功能单体体三大三大类。甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯（MMA）、苯乙）、苯乙烯（ST）、丙）、丙烯睛睛(AN)是最常用的是最常用的硬硬单体体；丙丙烯酸乙酸乙酯(EA)、丙、丙烯酸丁酸丁酯(BA)、丙、丙烯酸异辛酸异辛酯(2-EHA)为最常用的最常用的软单体体。长链的丙的丙烯酸及甲基丙酸及甲基丙烯酸酸酯（如月桂（如月桂酯、十八、十八烷酯）具有）具有较好的耐醇性和耐水性好的耐醇性和耐水性。11一、单体的选择11 一、单体的选择11一、单体的选择11功能性功能性单体体主要指含有主要指含有羟基和基和羧基的基的单体。体。其它功能其它功能单体体有：丙有：丙烯酰胺（胺（AAM）、）、羟甲基甲基丙丙烯酰胺（胺（NMA）、双丙）、双丙酮丙丙烯酰胺（胺（DAAM）和）和甲基丙甲基丙烯酸乙酸乙酰乙酸乙乙酸乙酯（AAEM）功能功能单体的用量一般控制在体的用量一般控制在16（mass ratio），不能太多，否），不能太多，否则可能会影响可能会影响树脂或成漆的脂或成漆的贮存存稳定性。定性。含含羧基的基的单体引入体引入羧基可以改善基可以改善树脂脂对颜、填料的、填料的润饰性及性及对基材的附着力，而且同基材的附着力，而且同环氧基氧基团有反有反应性性，对氨基氨基树脂的固化有催化活性。脂的固化有催化活性。12功能性单体主要指含有羟基和羧基的单体。12功能性单体主要指含有羟基和羧基的单体。12功能性单体主要指含n二.制备方法n丙烯酸丁酯的制备方法n丙烯酸与正丁醇在硫酸催化下进行酯化，再经中和，水洗，脱醇，精馏得成品丙烯酸丁酯nH2C CHCOOH+C4H9OHH2C CHCOOC4H9+H2On丙烯酸的制备方法n方法一：nH2CCHCN+H2SO4+H2OH2CCHCONH2H2SO4H2CCHCOOH+NH4HSO4n方法二：氧化法，即将丙烯氧化为烯醛，再进一步氧化，生成丙烯酸。13二.制备方法13二.制备方法13二.制备方法13三、三、引引发剂的的选择 溶溶剂型丙型丙烯酸酸树脂的引脂的引发剂主要有主要有过氧氧类和偶氮和偶氮类两种。两种。为了使聚合平了使聚合平稳进行，溶液聚合行，溶液聚合时常采用引常采用引发剂同同单体混体混合滴加的工合滴加的工艺四、溶四、溶剂的的选择 用作用作室温固化双室温固化双组分聚氨分聚氨酯羟基基组分的丙分的丙烯酸酸树脂不能使脂不能使用醇用醇类、醚醇醇类溶溶剂，以防其和异，以防其和异氰酸酸酯基基团反反应，溶溶剂中含中含水量水量应尽可能低，可以在聚合中使溶尽可能低，可以在聚合中使溶剂回流回流带走体系中的水分。走体系中的水分。常用的溶常用的溶剂为甲苯、二甲苯甲苯、二甲苯，可以适当加些乙酸乙，可以适当加些乙酸乙酯、乙酸丁、乙酸丁酯。环保涂料保涂料用溶用溶剂不准含不准含“三苯三苯”，通常以乙酸乙，通常以乙酸乙酯、乙酸、乙酸丁丁酯（BAC）、丙二醇甲）、丙二醇甲醚乙酸乙酸酯（PMA）混合溶）混合溶剂为主。主。氨基烘漆用氨基烘漆用羟基丙基丙烯酸酸树脂可以用二甲苯、丁醇作混合溶脂可以用二甲苯、丁醇作混合溶剂。14三、引发剂的选择14三、引发剂的选择14三、引发剂的选择14实际上，上，树脂用途决定脂用途决定单体的体的组成及溶成及溶剂选择，为使聚合温度下体系使聚合温度下体系处于回流状于回流状态，溶，溶剂常用混合溶常用混合溶剂，低沸点，低沸点组分起回流作用，分起回流作用，一旦确定了回流溶一旦确定了回流溶剂，就可以根据回流温度，就可以根据回流温度选择引引发剂，对溶液聚合，主引溶液聚合，主引发剂在聚合在聚合温度温度时的半衰期一般在的半衰期一般在0.52h之之间较好。有好。有时可以复合使用一种可以复合使用一种较低活性引低活性引发剂，其半，其半衰期一般在衰期一般在24h之之间。15实际上，树脂用途决定单体的组成及溶剂选择，为使聚合温度下体系实际上，树脂用途决定单体的组成及溶剂选择，为使聚合温度下体系五、分子量五、分子量调节剂 为了了调控分子量，就需要加入分子量控分子量，就需要加入分子量调节剂。现在常用的品种在常用的品种为硫醇硫醇类化合物化合物。如。如 正十二正十二烷基硫醇，仲十二基硫醇，仲十二烷基硫醇，叔十二基硫醇，叔十二烷基硫醇，基硫醇，巯基乙醇（基乙醇（HOCH2CH2SH）等。）等。巯基乙醇在基乙醇在转移后再引移后再引发时可在大分子可在大分子链上引上引入入羟基，减少基，减少羟基型丙基型丙烯酸酸树脂合成中脂合成中羟基基单体用体用量。量。通通过提高引提高引发剂用量也可以用量也可以对分子量起到一定的分子量起到一定的调控作用。控作用。返回16五、分子量调节剂返回16 五、分子量调节剂返回16五、分子量调节剂返回16 第四第四节 溶溶剂型丙型丙烯酸酸树脂脂合成主要采用溶液聚合，如果合成主要采用溶液聚合，如果选择恰当的溶恰当的溶剂（常（常为混合溶混合溶剂），如溶解性好、），如溶解性好、挥发速速度度满足施工要求、安全、低毒等，聚合物溶足施工要求、安全、低毒等，聚合物溶液可以直接用作涂料基料液可以直接用作涂料基料进行涂料配制，使行涂料配制，使用非常方便。溶用非常方便。溶剂型丙型丙烯酸酸树脂主要分脂主要分为热塑型丙塑型丙烯酸酸树脂和脂和热固型丙固型丙烯酸酸树脂。脂。17 第四节 溶剂型丙烯酸树脂17 第四节 溶剂型丙烯酸树脂17 一、一、热塑性丙塑性丙烯酸酸树脂脂以以MMA或一定数量的或一定数量的st为主体，主体，BPO或或 AIBN 溶液聚合溶液聚合配以丙配以丙烯酸乙（丁）酸乙（丁）酯，甲甲酮/丙丙酮，90100 Mw90000要求分子量分布窄些要求分子量分布窄些，一般，一般Mw/Mn45便不能使用。便不能使用。优点：点：优异的保光、保色性异的保光、保色性耐候性好（接近交耐候性好（接近交联型丙型丙烯酸涂料的水平），耐化学酸涂料的水平），耐化学药品品耐水性、抛光性良好耐水性、抛光性良好，附着力附着力强。缺点：缺点：固体分低（固体分高固体分低（固体分高时黏度大，黏度大，喷涂涂时易出易出现拉拉丝现象），象），分子量分子量较高，粘度大，故施工性能差，高，粘度大，故施工性能差，涂膜丰涂膜丰满度差，低温易度差，低温易脆裂、高温易脆裂、高温易发黏，黏，实干干较慢，耐溶慢，耐溶剂性不好等，与其他性不好等，与其他树脂脂相容性差。相容性差。18一、热塑性丙烯酸树脂18 一、热塑性丙烯酸树脂18一、热塑性丙烯酸树脂18改改进方法：方法：（1）与硝基）与硝基纤维素、醋丁素、醋丁纤维素并用，提高干素并用，提高干燥性，硬度，在此基燥性，硬度，在此基础上添加增塑上添加增塑剂以改善以改善柔柔韧性。性。（2）有机硅改性丙）有机硅改性丙烯酸酸树脂提高脂提高耐久性。耐久性。（3）醇酸）醇酸树脂改性丙脂改性丙烯酸酸树脂脂提高丰提高丰满度，度，挠度，度，价格降低。价格降低。引入甲基丙引入甲基丙烯酸正丁酸正丁酯或甲基丙或甲基丙烯酸异丁酸异丁酯、甲基丙甲基丙烯酸叔丁酸叔丁酯、甲基丙、甲基丙烯酸月桂酸月桂酯、丙、丙烯腈改善耐乙醇性改善耐乙醇性。19改进方法：19 改进方法：19改进方法：19二、二、热固性丙固性丙烯酸酸树脂脂 也称也称为交交联型或反型或反应型丙型丙烯酸酸树指。它可以克服指。它可以克服热塑性丙塑性丙烯酸酸树脂的缺点，使涂膜的机械性能、耐化学品性能大大提脂的缺点，使涂膜的机械性能、耐化学品性能大大提高。其原因在于成膜高。其原因在于成膜过程伴有交程伴有交联反反应发生，最生，最终形成网形成网络结构，不熔不溶。构，不熔不溶。热固性丙固性丙烯酸酸树指分子量通常指分子量通常较低，低，10000左右，高固体份的左右，高固体份的树脂脂约在在3000左右。左右。优点：点：较高的固体份，成膜后，不溶于有机溶高的固体份，成膜后，不溶于有机溶剂，有更好的抗化学、，有更好的抗化学、抗溶抗溶剂、抗碱、抗、抗碱、抗热性；更好的光性；更好的光泽和表和表观，丰，丰满，强韧。缺点：缺点：有一定的使用寿命，不能有一定的使用寿命，不能长时间储存。存。20二、热固性丙烯酸树脂20 二、热固性丙烯酸树脂20二、热固性丙烯酸树脂20丙丙烯酸酸树脂的脂的交交联反反应：1 1 与氨基基与氨基基团的反的反应：2 2 与异与异氰酸酸酯的反的反应 21丙烯酸树脂的交联反应：1 与氨基基团的反应：2丙烯酸树脂的交联反应：1 与氨基基团的反应：2丙丙烯酸酸树脂的脂的交交联反反应：3 3、与、与环氧基氧基团的反的反应 4 4、与、与羟基的反基的反应（含（含N-羟甲基丙甲基丙烯酰胺的胺的树脂）脂）22丙烯酸树脂的交联反应：3、与环氧基团的反应 4、丙烯酸树脂的交联反应：3、与环氧基团的反应 4、丙丙烯酸酸树脂的脂的交交联反反应：5 5、羟甲基与甲基与羟甲基的反甲基的反应（含（含N-N-羟甲基丙甲基丙烯酰胺的胺的树脂）脂）6 6 羟甲基与甲基与羧基的反基的反应 23丙烯酸树脂的交联反应：5、羟甲基与羟甲基的反应（含N-羟丙烯酸树脂的交联反应：5、羟甲基与羟甲基的反应（含N-羟 根据其携根据其携带的可反的可反应官能官能团特征分特征分类，主要包括，主要包括羟基丙基丙烯酸酸树脂、脂、羧基丙基丙烯酸酸树脂和脂和环氧基丙氧基丙烯酸酸树脂。脂。其中其中羟基丙基丙烯酸酸树脂脂是最重要的一是最重要的一类，用于同多异，用于同多异氰酸酸酯固化固化剂配制室温干燥双配制室温干燥双组分丙分丙烯酸酸-聚氨聚氨酯涂料和丙涂料和丙烯酸酸-氨基氨基烘漆，烘漆，这两两类涂料涂料应用范用范围广、广、产量大。量大。丙丙烯酸酸-聚氨聚氨酯涂料主要用于涂料主要用于飞机、汽机、汽车、摩托、摩托车、火、火车、工、工业机械、家机械、家电、家具、装修及其它高装、家具、装修及其它高装饰性要求性要求产品的涂品的涂饰，属重属重要的工要的工业或民用涂料或民用涂料品种。品种。丙丙烯酸酸-氨基烘漆主要用于汽氨基烘漆主要用于汽车原厂漆、摩托原厂漆、摩托车、金属卷材、金属卷材、家家电、轻工工产品及其它金属制品的涂品及其它金属制品的涂饰，属，属重要的工重要的工业涂料涂料。羧基丙基丙烯酸酸树脂和脂和环氧基丙氧基丙烯酸酸树脂分脂分别用于同用于同环氧氧树脂及脂及羧基聚基聚酯树脂配制粉末涂料。脂配制粉末涂料。24 根据其携带的可反应官能团特征分类，主要包括羟基丙 根据其携带的可反应官能团特征分类，主要包括羟基丙 丙丙烯酸酸树脂官能脂官能团种种类 功能功能单体体 交交联反反应物物质 羟基基羧基基环氧基氧基N-羟甲基或甲甲基或甲氧基氧基酰胺基胺基（甲基）丙（甲基）丙烯酸酸羟基基烷基基酯（甲基）丙（甲基）丙烯酸、衣酸、衣康酸或康酸或马来酸来酸酐（甲基）丙（甲基）丙烯酸酸缩水水甘油甘油酯 N-羟甲基（甲基）甲基（甲基）丙丙烯酰胺、胺、N-甲甲氧基甲基（甲基）氧基甲基（甲基）丙丙烯酰胺胺与与烷氧基氨基氧基氨基树脂脂热交交联与多异与多异氰酸酸酯室温室温交交联与与环氧氧树脂脂环氧基氧基热交交联与与羧基聚基聚酯或或羧基基丙丙烯酸酸树脂脂热交交联加加热自交自交联，与，与环氧氧树脂或脂或烷氧基氨基氧基氨基树脂脂热交交联25 丙烯酸树脂官能团种类 功能单体 丙烯酸树脂官能团种类 功能单体 第五第五节 水性丙水性丙烯酸酸树脂脂 水性丙水性丙烯酸酸烯树脂涂料是水性涂料中脂涂料是水性涂料中发展最快、品展最快、品种最多的无种最多的无污染型涂料。包括：染型涂料。包括：丙丙烯酸酸树脂乳液：脂乳液：主要是由乳液聚合而成。主要是由乳液聚合而成。丙丙烯酸酸树脂水分散体（亦称水可稀脂水分散体（亦称水可稀释丙丙烯酸）：酸）：是通是通过自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工艺合成合成的。的。丙丙烯酸酸树脂水溶液脂水溶液。粒子粒径看：乳液粒径粒子粒径看：乳液粒径树脂水分散体粒径脂水分散体粒径水溶液粒水溶液粒径。从径。从应用看以前两者最用看以前两者最为重要。重要。26 一、丙一、丙烯酸乳液的酸乳液的合成合成 乳液聚合是一种重要的自由基聚合乳液聚合是一种重要的自由基聚合实施方法。由于其施方法。由于其独特的聚合机理，可以以高的聚合速率合成高分子量的聚独特的聚合机理，可以以高的聚合速率合成高分子量的聚合物，是橡胶用合物，是橡胶用树脂（丁苯橡胶）、乳胶漆基料的重要聚脂（丁苯橡胶）、乳胶漆基料的重要聚合方法。合方法。其中丙其中丙烯酸乳液是最重要的乳胶漆基料，具有酸乳液是最重要的乳胶漆基料，具有颗粒粒细、弹性好、耐光、耐候、耐水的特点。性好、耐光、耐候、耐水的特点。乳液聚合的特乳液聚合的特点：点：水作分散介水作分散介质，粘度低且，粘度低且稳定，价廉安全。定，价廉安全。机理独特，可以同机理独特，可以同时提高聚合速率和聚合物分子量。提高聚合速率和聚合物分子量。对直接直接应用胶乳（乳液）的用胶乳（乳液）的场合更合更为方便，如涂料，胶方便，如涂料，胶粘粘剂，水性墨等。，水性墨等。获得固体聚合物得固体聚合物时须经破乳、洗破乳、洗涤、脱水、干燥等、脱水、干燥等工序，工序，纯化困化困难，生，生产成本成本较悬浮聚合高。浮聚合高。27一、丙烯酸乳液的合成27 一、丙烯酸乳液的合成27一、丙烯酸乳液的合成271丙丙烯酸乳液的酸乳液的合成原料合成原料 油性油性单体在体在水介水介质中由中由乳化乳化剂分散成乳状液，由分散成乳状液，由水溶性引水溶性引发剂引引发的聚合称的聚合称为乳液聚合。乳液聚合的乳液聚合。乳液聚合的最最简单配方配方为:油性（可含少量水性）油性（可含少量水性）单体：体：30%60%；去离子水：；去离子水：40%70%；水溶性引；水溶性引发剂：0.30.7%；乳化；乳化剂（Emulsifier）：）：1%3%。(1)乳化乳化剂 乳化乳化剂实际上是一种表面活性上是一种表面活性剂，它可以极大的降低界面（表面），它可以极大的降低界面（表面）张力，使互不相溶的油水两相借助力，使互不相溶的油水两相借助搅拌的作用拌的作用转变为能能够稳定存在、久置亦定存在、久置亦难以分以分层的白色乳液，是乳液聚合的必不可少的的白色乳液，是乳液聚合的必不可少的组分，在其他工分，在其他工业部部门也也具有重要具有重要应用。用。因此，其因此，其结构包括两部分：其构包括两部分：其头部表示部表示亲水端，棒部表示水端，棒部表示亲油的油的烃基基端，如果端，如果这两个部分以恰当的两个部分以恰当的质、量、量进行行结合，合，则这种表面活性种表面活性剂分子既分子既不同于水溶性物不同于水溶性物质以分子状以分子状态溶于水中，也不同于油和水的溶于水中，也不同于油和水的难溶，而是以溶，而是以一种特殊的一种特殊的结构构-“胶束胶束(micelle)的形式分散在水中。的形式分散在水中。281丙烯酸乳液的合成原料281丙烯酸乳液的合成原料281丙烯酸乳液的合成原料28 乳化乳化剂的作用的作用 a分散作用分散作用乳化乳化剂使油水界面使油水界面张力极大降低，在力极大降低，在搅拌作用下，拌作用下，使油性使油性单体相以体相以细小液滴（小液滴（d树脂水分散体粒径脂水分散体粒径水溶液粒水溶液粒径。从径。从应用看以前两者最用看以前两者最为重要。重要。60 一、丙一、丙烯酸乳液的酸乳液的合成合成 乳液聚合是一种重要的自由基聚合乳液聚合是一种重要的自由基聚合实施方法。由于其施方法。由于其独特的聚合机理，可以以高的聚合速率合成高分子量的聚独特的聚合机理，可以以高的聚合速率合成高分子量的聚合物，是橡胶用合物，是橡胶用树脂（丁苯橡胶）、乳胶漆基料的重要聚脂（丁苯橡胶）、乳胶漆基料的重要聚合方法。合方法。其中丙其中丙烯酸乳液是最重要的乳胶漆基料，具有酸乳液是最重要的乳胶漆基料，具有颗粒粒细、弹性好、耐光、耐候、耐水的特点。性好、耐光、耐候、耐水的特点。乳液聚合的特乳液聚合的特点：点：水作分散介水作分散介质，粘度低且，粘度低且稳定，价廉安全。定，价廉安全。机理独特，可以同机理独特，可以同时提高聚合速率和聚合物分子量。提高聚合速率和聚合物分子量。对直接直接应用胶乳（乳液）的用胶乳（乳液）的场合更合更为方便，如涂料，胶方便，如涂料，胶粘粘剂，水性墨等。，水性墨等。获得固体聚合物得固体聚合物时须经破乳、洗破乳、洗涤、脱水、干燥等、脱水、干燥等工序，工序，纯化困化困难，生，生产成本成本较悬浮聚合高。浮聚合高。61一、丙烯酸乳液的合成27 一、丙烯酸乳液的合成61一、丙烯酸乳液的合成271丙丙烯酸乳液的酸乳液的合成原料合成原料 油性油性单体在体在水介水介质中由中由乳化乳化剂分散成乳状液，由分散成乳状液，由水溶性引水溶性引发剂引引发的聚合称的聚合称为乳液聚合。乳液聚合的乳液聚合。乳液聚合的最最简单配方配方为:油性（可含少量水性）油性（可含少量水性）单体：体：30%60%；去离子水：；去离子水：40%70%；水溶性引；水溶性引发剂：0.30.7%；乳化；乳化剂（Emulsifier）：）：1%3%。(1)乳化乳化剂 乳化乳化剂实际上是一种表面活性上是一种表面活性剂，它可以极大的降低界面（表面），它可以极大的降低界面（表面）张力，使互不相溶的油水两相借助力，使互不相溶的油水两相借助搅拌的作用拌的作用转变为能能够稳定存在、久置亦定存在、久置亦难以分以分层的白色乳液，是乳液聚合的必不可少的的白色乳液，是乳液聚合的必不可少的组分，在其他工分，在其他工业部部门也也具有重要具有重要应用。用。因此，其因此，其结构包括两部分：其构包括两部分：其头部表示部表示亲水端，棒部表示水端，棒部表示亲油的油的烃基基端，如果端，如果这两个部分以恰当的两个部分以恰当的质、量、量进行行结合，合，则这种表面活性种表面活性剂分子既分子既不同于水溶性物不同于水溶性物质以分子状以分子状态溶于水中，也不同于油和水的溶于水中，也不同于油和水的难溶，而是以溶，而是以一种特殊的一种特殊的结构构-“胶束胶束(micelle)的形式分散在水中。的形式分散在水中。621丙烯酸乳液的合成原料281丙烯酸乳液的合成原料621丙烯酸乳液的合成原料28 乳化乳化剂的作用的作用 a分散作用分散作用乳化乳化剂使油水界面使油水界面张力极大降低，在力极大降低，在搅拌作用下，拌作用下，使油性使油性单体相以体相以细小液滴（小液滴（d1000nm）分散于水相中，形成乳液。）分散于水相中，形成乳液。b稳定乳液定乳液在乳液中，表面活性在乳液中，表面活性剂分子主要定位于两相液体分子主要定位于两相液体的界面上，的界面上，亲水基水基团与水相接触。与水相接触。亲油基油基团与油相接触，与油相接触，乳液聚合中常乳液聚合中常用阴离子型表面活性用阴离子型表面活性剂（如十二（如十二烷基硫酸基硫酸钠，）作主乳化，）作主乳化剂，其，其亲水端水端带有有负电荷，荷，这样液滴上的同种液滴上的同种电荷荷层相互排斥，可阻止液滴相互排斥，可阻止液滴间的聚集，的聚集，起到起到稳定乳液的作用。定乳液的作用。非离子型非离子型表面活性表面活性剂，如壬基酚聚，如壬基酚聚环氧乙氧乙烷醚作作助乳化助乳化剂，其，其亲水水链段聚段聚环氧乙氧乙烷嵌段定向吸附到乳胶粒的表面上，嵌段定向吸附到乳胶粒的表面上，通通过氢键作用吸附大量的水，作用吸附大量的水，这层水水层的位阻效的位阻效应也有利于乳液的也有利于乳液的稳定。定。63 乳化剂的作用29 乳化剂的作用63 乳化剂的 （2）内）内墙漆用叔丙乳液漆用叔丙乳液的合成的合成 配方配方 K-12：十二：十二烷基硫酸基硫酸钠VV-10：指高度支指高度支链化的化的10个碳原子的叔碳酸乙个碳原子的叔碳酸乙烯酯 TBHP：叔丁基：叔丁基过氧化氧化氢 SFS：次硫酸次硫酸氢钠甲甲醛或甲或甲醛合次硫酸合次硫酸氢钠，为半透明半透明白色白色结晶或小晶或小块，易溶于水。，易溶于水。高温下具有极高温下具有极强的的还原性，原性，有漂白作用。有漂白作用。组分分原料原料用量（用量（质量量份）份）A组分（底分（底料）料）去离子水去离子水K-12OP-10NaHCO345.000.04400.08900.0990B组分（分（预乳液）乳液）去离子水去离子水K-12OP-10甲基丙甲基丙烯酸甲酸甲酯丙丙烯酸丁酸丁酯VV-10N-羟甲基丙甲基丙烯酰胺胺丙丙烯酸酸15.000.17700.354034.02313.78816.6011.3280.664C组分（引分（引发剂液）液）过硫酸硫酸钾（初加）（初加）去离子水（初加）去离子水（初加）过硫酸硫酸钾（滴加）（滴加）去离子水（滴加）去离子水（滴加）0.1002.0000.23215.00D组分（后分（后消除）消除）TBHP去离子水去离子水SFS（雕白（雕白块）去离子水去离子水0.07201.5000.06001.50064 （2）内墙漆用叔丙乳液组分原料用量（质量份）A （2）内墙漆用叔丙乳液组分原料用量（质量份）A 合成工合成工艺 将底料加入反将底料加入反应瓶瓶 升温至升温至78；取；取组分分B的的10%加入反加入反应瓶打底，升温至瓶打底，升温至84，加入初加，加入初加KPS（过硫酸硫酸钾）溶液；待）溶液；待兰光出光出现，回流不明，回流不明显时同同时滴加剩余滴加剩余预乳液及滴加用引乳液及滴加用引发剂液，液，约4h滴滴完；保温完；保温1h；降温；降温为65，后消除，保温，后消除，保温30min；降至降至40，用氨水，用氨水调PH为78，过滤出料。出料。65 合成工艺31 合成工艺65 合成工艺 结 语 丙丙烯酸酸树脂是重要的涂料工脂是重要的涂料工业用成膜物用成膜物质，其今后的其今后的发展仍将呈加速增展仍将呈加速增长趋势。其中水性丙。其中水性丙烯酸酸树脂（包括乳液型和水可稀脂（包括乳液型和水可稀释型）的研究、开型）的研究、开发、生生产及及应用将更加受到重用将更加受到重视,要加要加强核壳核壳结构、互构、互穿网穿网络结构乳液的研究；高固体份丙构乳液的研究；高固体份丙烯酸酸树脂和粉脂和粉末涂料用丙末涂料用丙烯酸酸树脂也将占有一定的市脂也将占有一定的市场份份额；同；同时，氟、硅，氟、硅单体改性、聚氨体改性、聚氨酯改性、改性、环氧氧树脂改性脂改性以及醇酸以及醇酸树脂改性的丙脂改性的丙烯酸酸树脂在一些高端及特殊脂在一些高端及特殊领域的域的应用会得到用会得到进一步的推广。一步的推广。66 谢谢观赏Make Presentation much more funWPS官方微博官方微博kingsoftwps67 谢谢观赏Make Presentation muc 谢谢观赏Make Presentation muc感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，68感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻