水性丙烯酸树脂在油画布涂层中应用的基本知识-课件

水性丙烯酸树脂在油画布涂层中应用的基本知识丙烯酸树脂的分类:按生产的方式分类:1、乳液聚合 乳液聚合是单体借助乳化剂和机械搅拌,使单体分散在水中形成乳液,再加入引发剂引发单体聚合。丙烯酸树脂的分类:2、悬浮聚合 单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应为悬浮聚合,是一种较为复杂的生产工艺,一般的流程是将单体、引发剂、助剂投入反应斧中,然后放入蒸溜水反应。丙烯酸树脂的分类:3、本体聚合 本体聚合是单体或原料低分子物在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。是一种效率较高的生产工艺,一般该种方法生产的固体丙烯酸树脂其纯度是所有生产法中最高的。丙烯酸树脂的分类:依照结构和成膜机理的差异分类:1、热塑性丙烯酸树脂 在成膜过程中不发生进一步交联,它的相对分子量较大,具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便,易于施工重涂和返工。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。丙烯酸树脂的分类:2、热固性丙烯酸树脂 是指以丙烯酸酯系单体为基本成分,经交联成网络结构的不溶、不熔丙烯酸系聚合物,也称交联型或反应型丙烯酸树脂。热固性树脂一般相对分子量较低,最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆,目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。丙烯酸树脂的合成单体:单体,是指未发生聚合反应的有机化合物,如苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、有机硅等。单体是决定一个乳液质量好坏和用途最直截了当的因素。丙烯酸树脂的合成单体:1、纯丙乳液就是由丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等单体生产的乳液。2、硅丙就是由丙烯酸类单体与有机硅单体生产的乳液。3、苯丙乳液是由丙烯酸类单体与苯乙烯单体生产的乳液。4、醋丙乳液是由丙烯酸类单体与醋酸乙烯酯单体生产的乳液。单体的选择:通常将聚合单体分为硬单体、软单体和功能单体三大类。最常用的硬单体:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(ST)、丙烯睛(AN)最常用的软单体:丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)功能性单体:含羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,含羧基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行如下分类:单 体 名 称功 能 甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯睛提高硬度 丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正辛酯提高柔韧性,促进成膜 丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-丁氧甲基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺(DAAM)、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯(AAEM)、二乙烯基苯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷引入官能团或交联点,提高附着力丙烯酸与甲基丙烯酸的低级烷基酯苯乙烯抗污染性甲基丙烯酸甲酯苯乙烯、甲基丙烯酸月桂酯丙烯酸-2-乙基己酯耐水性丙烯睛甲基丙烯酸丁酯甲基丙烯酸月桂酯耐溶剂性丙烯酸乙酯丙烯酸正丁酯丙烯酸-2-乙基己酯甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸丁酯保光、保色性丙烯酸甲基丙烯酸亚甲基丁二酸(衣康酸)苯乙烯磺酸乙烯基磺酸钠AMPS实现水溶性,增加附着力单体的储存条件:1、阻聚剂存在时,MEHQ 和HQ 需要有氧下工作;2、由于桶底氧气先耗尽,聚合由底部开始幸免日光直晒;3、大多数单体至少在六个月内稳定,但事实上往往超过十二个月;4、定期摇一摇,储存更可靠。引发剂 含有弱键的化合物,它们在热的作用下,共价键均裂而产生自由基的物质,称为引发剂。它是产生自由基聚合反应活性中心的物质,不仅影响聚合反应速率的重要因素,也是影响聚合物相对分子质量的重要因素。引发剂的种类:l偶氮类引发剂l有机过氧类引发剂l无机过氧类引发剂l 氧化-还原引发剂偶氮类引发剂 偶氮类引发剂中主要分为:偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈。1、偶氮二异丁腈(ABIN)性质:白色柱状结晶,不溶于水,溶于有机溶剂,室温下比较稳定,可在纯粹状态贮存,在 8090急剧分解,100有爆炸着火的危险。特点:分解均匀,只产生一种自由基,无其它副反应,分解速率较低,属于低活性引发剂。2、偶氮二异庚腈(ABVN)性质:易燃、易爆,在室温30中15天即可分解失效,必须贮存于10以下的电冰箱中,不便运输,不便在实验室中应用。属于油溶性引发剂。特点:分解速率高,属于高活性引发剂。有机过氧类引发剂1、氢过氧类引发剂主要有:氢过氧化异丙苯、氢过氧化特丁基和氢过氧化对孟烷。性质用途:氢过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂,一般用于乳液聚合和水溶液聚合。2、过氧化二酰类引发剂该类引发剂有过氧化二苯甲酰和过氧化十二酰等。A、过氧化二苯甲酰(BPO)性质:白色粉末,干品极不稳定,加热时易引起爆炸,不溶于水,溶于有机溶剂,属于油溶性引发剂。特点:分解速率较慢,属于低活性引发剂。B、过氧化十二酰(LPO)属于油溶性、低活性引发剂,适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。过氧化氢是无机过氧类引发剂中最简单的一种,但其分解活化能较高,分解温度高于100,特别少单独使用,一般要和还原剂组成氧化-还原引发剂。无机过氧类引发剂溶于水无机过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂属于水溶性引发剂无机过氧类引发剂 在过氧类引发剂中加上还原剂,通过氧化-还原反应产生自由基。利用氧化-还原引发剂可降低分解活化能,从而能够使聚合反应在较低的温度下进行,有利于节约能源,可改善聚合物性能。氧化-还原引发剂氧化-还原引发剂依照其是否溶于水,分为水溶性氧化-还原引发剂和油溶性氧化-还原引发剂。1、水溶性氧化-还原引发剂(水体系)溶于水的氧化-还原引发剂称为水溶性氧化-还原引发剂。其中氧化剂一般选用无机过氧类引发剂和氢过氧类引发剂,还原剂一般选用二价铁盐、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、醇和多元胺等 水体系用于乳液聚合和水溶液聚合。2、油溶性氧化-还原引发剂(油体系)不溶于水,而溶于有机溶剂的氧化-还原引发剂,称为油溶性氧化-还原引发剂(油体系)。氧化剂、还原剂和辅助还原剂的选择和配合是一个广阔的研究领域。引发剂的选用原则 依照聚合实施方法选择引发剂种类A、本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合选择油溶性引发剂;B、乳液聚合和水溶液聚合选择水溶性引发剂。依照聚合温度选择分解活化能适当的引发剂 依照引发剂的使用温度范围,将引发剂分为四类:(右图)使用温度/Ed/kJ(mol)-1引发剂举例高温10030100-1030-101381881101386311063氢过氧化异丙苯过氧化二苯甲酰氧化-还原引发剂过氧化物-烷基金属化合物玻璃化温度 TG 玻璃化温度是反映无定型聚合物由脆性的玻璃态转变为高弹态的转变温度。玻璃化温度的高低是反映聚合物柔软性或硬脆性的重要指标。丙烯酸酯单体的玻璃化转变温度汇总单体缩写玻璃化温度(摄氏度)玻璃化温度(K)丙烯酸甲酯MA9282、15丙烯酸乙酯EA-22251、15丙烯酸正丁酯n-BA-56217、15丙烯酸异丁酯i-BA-4269、15丙烯酸-2-乙基已酯2-EHA-70203、15丙烯酸正辛酯n-OA-15258、15丙烯酸-2-羟乙酯2-HEA-15258、15丙烯酸-2-羟丙酯2-HPA-7266、15甲基丙烯酸甲酯MMA105378、15甲基丙烯酸乙酯EMA65338、15甲基丙烯酸异丙酯i-PMA48321、15甲基丙烯酸正丁酯n-BMA20293、15甲基丙烯酸异丁酯i-BMA53326、15甲基丙烯酸已酯n-HMA-5268、15甲基丙烯酸-2-羟乙酯2-HEMA55328、15甲基丙烯酸-2-羟丙酯2-HPMA73346、15丙烯酸AA106379、15甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA40313、15甲基丙烯酸MAA185458、15丙烯腈AN96369、15丙烯酰胺AAM165438、15醋酸乙烯酯VAc32305、15苯乙烯St100373、15顺丁烯二酸MAL131404、15甲基丙烯酸环已酯CHMA83356、15甲基丙烯酸异冰片酯IBOMA110383、15甲基丙烯酸二甲胺基乙酯DMAEMA19292、15乳化剂定义:乳化剂是一种具有亲水基和亲油基的表面活性剂,它能使互不相溶的两相(如油与水)相互混溶,并形成均匀分散体或乳化体,从而变原有的物理状态。乳液聚合中乳化剂的作用u乳化作用u分散作用u增溶作用u降低界面张力u降低表面张力u胶束机理生成乳胶粒HLB值 亲油亲水平衡值基本概念:HLB是用来衡量表面活性剂分子中的亲水部分同亲油部分强弱的物理量,大多数HLB值介于0到40之间。变量关系:lHLB值越低,亲油性越大lHLB值越高,亲水性越大HLB值的选择范围 HLB值在36的表面活性剂适合作W/O型乳化剂;HLB值在818的表面活性剂适合作O/W型乳化剂;HLB值在1318的表面活性剂适合作增溶剂;HLB值在79的表面活性剂适合作润湿剂。感谢您的聆听！感谢您的聆听！