水性木器涂料及其发展课件

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水性木器涂料及其发展红木-花梨木花梨木硬木硬木-桦木桦木 硬木硬木-樟木樟木硬木硬木-欧洲橡木欧洲橡木 软木-黄松软木-东北松软木-杉木木材的结构n由无数的小细胞(管胞)、导管、树脂由无数的小细胞(管胞)、导管、树脂沟等构成,其中管胞占沟等构成,其中管胞占90%以上。以上。n边材颜色浅,芯材颜色深。边材颜色浅,芯材颜色深。木材的特征1、花纹、花纹2、颜色、颜色3、比重、比重(硬度)硬度)4、木肌、木肌5、木理、木理6、气味、气味7、年轮年轮8、含水率含水率9、节节10、胀缩性、胀缩性漆、涂料漆、涂料n水性漆、油性漆、溶剂性漆n水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料n液体涂料、固体涂料n室温固化涂料、热固化涂料、UV固化涂料n单组分涂料、双组分涂料按成膜物分类按成膜物分类n丙烯酸漆n聚氨酯漆n硝基漆n聚酯漆n醇酸漆n环氧漆n有机硅漆n有机氟漆按用途、功能分类按用途、功能分类n汽车涂料n飞机涂料n船舶涂料n建筑涂料n木器涂料n家电涂料n玻璃涂料n手机涂料n.n隐形涂料n自修复涂料n隔热涂料n导电涂料n自清洁涂料n防雾涂料n防污涂料n变色涂料n.环境标志产品技术要求环境标志产品技术要求n以水为溶剂或以水为分散介质的涂料及其相关产品。以水为溶剂或以水为分散介质的涂料及其相关产品。n生产过程符合清洁生产指标的要求生产过程符合清洁生产指标的要求n不得添加壬基酚类乳化剂和邻苯类增塑剂不得添加壬基酚类乳化剂和邻苯类增塑剂n有毒溶剂及重金属含量低于限量指标有毒溶剂及重金属含量低于限量指标产品中不得人为添加的物质产品中不得人为添加的物质中文名称中文名称缩写缩写烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚APEO邻苯二甲酸二异壬酯邻苯二甲酸二异壬酯DINP邻苯二甲酸二正辛酯邻苯二甲酸二正辛酯DNOP邻苯二甲酸二(邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯乙基己基)酯DEHP邻苯二甲酸二异癸酯邻苯二甲酸二异癸酯DIDP邻苯二甲酸丁基苄基酯邻苯二甲酸丁基苄基酯BBP邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二丁酯DBP产品中有害物限量产品中有害物限量产品种品种类建筑涂料建筑涂料工工业涂料涂料内内墙涂料涂料外外墙涂料涂料底漆底漆集装箱涂料集装箱涂料道路道路标线涂料涂料防腐防腐涂料涂料汽汽车涂料涂料木器木器涂料涂料腻子子光光泽(85)2020光光泽(85)2020底漆底漆中涂中涂/面漆面漆VOC80g/L80g/L50g/L50g/L120g/L120g/L50g/L50g/L300g/L300g/L150g/L150g/L150g/L150g/L150g/L150g/L150g/L150g/L150g/L150g/L10g/L10g/L乙二醇乙二醇醚及及其其酯类-Tg水分蒸发、胶粒接近水分蒸发、胶粒接近 (第一阶段)(第一阶段)n由表及里的垂直干燥理论由表及里的垂直干燥理论 n平推干燥理论平推干燥理论 n有序排列干燥理论有序排列干燥理论 颗粒变形(第二阶段)颗粒变形(第二阶段)n作用力:悬浮体系的作用力、范德华力、双电荷层重作用力:悬浮体系的作用力、范德华力、双电荷层重叠的排斥力、水叠的排斥力、水-空气界面的毛细管作用力、液桥引起空气界面的毛细管作用力、液桥引起的毛细管作用力。的毛细管作用力。n变形理论:干烧结理论、湿烧结理论、毛细管理论、变形理论:干烧结理论、湿烧结理论、毛细管理论、Lamprecht理论、理论、Kendall&Padget理论。理论。颗粒融合(颗粒融合(第三阶段)第三阶段)n相互扩散理论相互扩散理论nPrager-Tirrell理论理论nJud-Kausch-William理论理论nKim-Wool理论理论nMikos-Peppas理论理论涂膜中的物性参数:涂膜中的物性参数:扩散系数等不全扩散系数等不全有交联反应的成膜过程有交联反应的成膜过程n温度n相对湿度n空气流动速度n树脂的种类n成膜助剂n基材性质n反应速度n涂膜厚度n助剂水性木器涂料成膜过程影响因素水性木器涂料成膜过程影响因素n温度越高、湿度越低,涂膜的干燥速率越快;但温度越高、湿度越低,表面易结皮,当涂膜较厚时,内部水分不易挥发,易起泡和发皱;存在适宜的干燥温度和湿度。n当环境湿度较高时,如空气中的湿度接近饱和值时,涂膜中的水分不易挥发而不能干燥。n在工厂的涂装生产线,增设除湿加热设备,调节喷涂环境的温度和湿度处于适宜值范围。温度和湿度对成膜的影响及相应对策温度和湿度对成膜的影响及相应对策 n空气流动速度越快,涂膜表面的传质系数增大,水的挥发也相应加快,干燥速度越快。空气流动速度过快,表面易结皮。n在烘干流水线上增设送风或排风装置,通过调节风量以控制气体流动速度在适宜值的范围。n空气流动速度越大,即风量越大,能耗越高。空气流动速度对成膜的影响及相应对策空气流动速度对成膜的影响及相应对策n涂膜越厚,干燥速度越慢;涂膜越薄,干燥速度越快;但涂膜厚度增加一倍,干燥速度并不是一倍的降低,而是数倍数的降低。n涂膜增厚,易出现气泡、皱纹、附着力下降等缺陷;n涂膜越薄,效率下降,涂装成本上升。n控制适当的膜厚也是非常重要的。涂膜厚度对成膜的影响及相应对策涂膜厚度对成膜的影响及相应对策n树脂的玻璃化温度(Tg)越高,成膜温度(TMF)越高,越不容易形成完整的涂膜;需要加入成膜助剂帮助成膜。n树脂的粒径越小,成膜温度越低。n具有高Tg核和低Tg壳的核壳乳液具有较低的成膜温度。n水分散的粒径小,玻璃化温度度,不加入成膜助剂也能成膜。n通过不同Tg的乳液的复配,可减少成膜助剂的用量,但可能会影响涂膜的透明性(折射率不同时)。树脂与成膜助剂对成膜影响和相应对策树脂与成膜助剂对成膜影响和相应对策n成膜助剂是一类能够溶胀高分子聚合物、降低高分子聚合物最低成膜温度、促进高分子化合物塑性流动和弹性变形的溶剂。n成膜助剂分为两类:1)各种醇醚酯酮等溶剂,2)增塑剂。n成膜助剂的用量要适当:既要考虑水性涂料的干燥速度和成膜性,又要考虑涂膜的抗回黏性。n烘烤线的长度和烘烤温度,以及水性木器涂料的干燥性能,决定成膜助剂的品种和数量;应尽可能少用或不用成膜助剂,达到最快的干燥速度和最佳的涂膜效果。树脂与成膜助剂对成膜影响和相应对策树脂与成膜助剂对成膜影响和相应对策n对于Tg较低的树脂,通过自交联或外交联的方法,最终提高涂膜的硬度和耐水等性能。采用外交联(双组分涂料)的方法可以减少成膜助剂的用量。n从干燥速度的角度看,由于化学键的互相吸引,自交联的乳液聚合物往往能够更快地融合在一起,所以干燥速度比外交联的略有所提高。n对于双组分水性木器涂料,外交联的速度应小于胶粒的融合速度,否则不能得到机械性能良好的涂膜。n对于含羟基的树脂与异氰酸酯交联的双组分体系,成膜助剂不能含有羟基基团,异氰酸酯与水的反应活性要低,与羟基反应较快,但同时还要考虑双组分水性木器涂料的开放时间。交联对成膜的影响及相应对策交联对成膜的影响及相应对策提高涂膜耐水性的对策提高涂膜耐水性的对策n降低乳化剂的用量n应用反应性乳化剂和高效乳化剂n降低亲水基团的含量n引入能与亲水基团反应的交联剂,消除亲水基团的影响n采用含有机氟的乳液 提高涂膜抗划痕的对策提高涂膜抗划痕的对策n添加蜡助剂n增加涂膜的弹性n增加涂膜的表面硬度 水性木器涂料推广中存在的技术问题水性木器涂料推广中存在的技术问题1)亲水性基团和乳化剂等对漆膜的耐水性能造成影响,树脂结构设计不当,严重影响涂膜的耐水性能。2)采用多官能度异氰酸酯进行交联时,往往也会受到水的影响,造成涂膜出现起泡现象。3)水性木器涂料是聚合物胶乳粒子堆积成膜,如果配方设计不合理,施工条件和工艺不当,极易造成漆膜缺陷,如漆膜开裂、泛乳光等现象。4)水性木器涂料中的水对木材的浸润作用会导致木材纤维发涨。5)木器制品的涂装施工,需要更完整的涂料配套系统。6)水性木器涂料的助剂和颜色体系存在不配套问题。用户接受度问题部分消费者单纯追求漆膜高硬度、高丰满度;家具制造商也往往只讲求漆膜性能指标和施工的方便性,不愿改造生产线。国家政策方面的问题国家目前还没有出台对油性木器涂料的相关限制措施或发展路线图,政策支持力度还不够。仅靠生产企业努力,进展较为缓慢。水性木器涂料推广中存在的其他问题水性木器涂料推广中存在的其他问题1)进一步加大技术和产品开发的力度,进一步提高水性木器涂料产品质量、稳定性和配套性。2)加强水性木器涂料应用性研究和对施工人员的培训。3)提高家具制造业参与的积极性,解决生产线上使用水性木器涂料的各种工艺技术问题。4)国家应该出台相应的环保法规,逐步加大油性木器涂料的限制力度,支持水性木器涂料的研究和发展。水性木器涂料推广应用的对策水性木器涂料推广应用的对策涂料工业给环境带来的问题涂料工业给环境带来的问题n释放于大气的中挥发性有机物(VOCs):全国:约500多万吨/年广东:120多万吨/年nVOCs:在101325 Pa 标准大气压下,任何沸点低于或等于250 的有机化合物,是PM2.5的主要来源之一。n重金属n粉尘n水性水性油性油性水性水性水性木器涂料替代油性木器涂料,我国每年可减少挥发性有机物(VOCs)排放约135万吨。水性涂料是涂料的归宿水性涂料是涂料的归宿国家及地方对水性木器涂料的相关政策国家及地方对水性木器涂料的相关政策n2010年9月12日,中国涂料工业协会、中国工业经济联合会共同举办,环保部、工信部、科技部等部门的相关负责人在北京召开的水性木器涂料环境经济政策推进研讨会上,提出了研发水性木器涂料相关投入抵扣企业所得税、提高溶剂型涂料国家标准等政策建议,并上报国家相关主管部门。n2011年,北京市发布北京市清洁空气行动计划(2011-2015年大气污染控制措施),2013年印发了“北京市2012-2020年大气污染治理措施”,其中包含要对家具等重点行业实施挥发性有机物治理。据该计划规定,到2012年底,家具制造企业低挥发性有机物含量涂料占涂料使用比例不低于10%;政府部门以鼓励补贴为主要手段督促。“例如家具生产企业上一条水性漆生产线补贴200万-400万元,使用低挥发性有机物含量涂料比例越高奖励越高。2015年底,家具制造企业低挥发性有机物(VOCs)含量涂料占涂料使用比例不低于30%。国家及地方对水性木器涂料的相关政策国家及地方对水性木器涂料的相关政策n2012年工信部下发了关于组织申报当前国家鼓励开发使用的有毒有害原料(产品)替代品的通知(工信厅节函2012372号),其中鼓励使用水性涂料减少VOCs的替代方案。n2013年9月12日国务院发布大气污染防治行动计划,完善涂料、胶粘剂等产品挥发性有机物限值标准,推广使用水性涂料,鼓励生产、销售和使用低毒、低挥发性有机溶剂。n在2012年底,广东率先在全国将VOCs的排放纳入总量控制,逐步禁止销售、使用高挥发性油漆、涂料。n由于珠三角的涂料产业对VOC排放“贡献”较大,此次大气污染防治行动计划中,珠三角属于重点整治的区域之一。中涂协提出鼓励水性木器涂料的一些中涂协提出鼓励水性木器涂料的一些建议建议提高溶剂型木器涂料的国家标准和行业标准;对硝基木器涂料征收消费税;将家具厂用于水性木器涂料的干燥设备列入环境保护设备;对应用水性木器涂料的家具实行环保标志和材料认定;协助水性木器涂料企业申报国家高新技术企业,争取享受免税的优惠政策;并积极组织申报国家的科研经费扶持。广东省环境保护厅关于珠江三角洲地区严格控制工业企广东省环境保护厅关于珠江三角洲地区严格控制工业企业挥发性有机物(业挥发性有机物(VOCs)排放的六点意见)排放的六点意见(粤环201218号,2012年3月23日)一、充分认识严格控制一、充分认识严格控制VOCs排放的重要性和紧迫性排放的重要性和紧迫性二、明确目标,分步实施,扎实推进二、明确目标,分步实施,扎实推进VOCs污染控制污染控制三、严格环境准入,有效控制区域内三、严格环境准入,有效控制区域内VOCs的新增排放量的新增排放量四、加快重点污染源整治,有效控制四、加快重点污染源整治,有效控制VOCs排放排放五、加强监管,建立排放五、加强监管,建立排放VOCs工业源的长效机制工业源的长效机制六、明确职责,广泛动员,确保整治效果取得实效六、明确职责,广泛动员,确保整治效果取得实效广东省涂协提交给水性涂料政策扶持报告广东省涂协提交给水性涂料政策扶持报告n2010年9月12日向广东省人民政府提交关于给水性涂料扶持政策的报告,建议:减免水性涂料所得税;制定水性涂料标准;经济扶持水性涂料施工设备制造企业;加强水性涂料的政策宣传。n扶持政策包括:结合广东化工行业“十二五”规划,明确水性环保涂料的发展目标,将涂料产业升级纳入化工产业发展重点并确立相应的保障措施;n研究制定鼓励、扶持涂料企业走出国门发展的奖励性资金方案;建议税务部门研究扶持环保型涂料发展的相关政策。行业行业VOCsVOCs的排放标准的排放标准n国家目前没有VOCs的排放标准n广东省制定了4个行业VOCs的地方排放标准:家具制造行业家具制造行业(DB 44/814-2010)(DB 44/814-2010)包装印刷行业包装印刷行业表面涂装(汽车制造业)表面涂装(汽车制造业)制鞋行业制鞋行业家具制造行业家具制造行业(DB 44/814-2010)(DB 44/814-2010)污染物污染物最高允许排放浓度最高允许排放浓度(mg/mmg/m3 3)最高允许排放速率最高允许排放速率(kg/hkg/h)苯苯1 10.40.4甲苯与二甲苯合计甲苯与二甲苯合计20201.01.0总总VOCsVOCs30302.92.9苯苯0.10.1甲苯甲苯0.60.6二甲苯二甲苯0.20.2总总VOCsVOCs2.02.0排气筒VOCs排放限值无组织排放监控点浓度限值(mg/m3)VOCsVOCs的治理技术的治理技术n吸附法(活性炭、分子筛、石灰等)(活性炭、分子筛、石灰等)n吸收法n吸附-催化燃烧法n低温等离子法n生物净化法(生物滤塔、生物洗涤塔和生物滴滤塔(生物滤塔、生物洗涤塔和生物滴滤塔 )n直接燃烧法n蓄热燃烧法(RTO)水性木器涂料的应用成为必然水性木器涂料的应用成为必然n国家将继续执行约束性和鼓励性兼具的政策,限制油性木器涂料的生产和使用,鼓励水性木器涂料的生产和使用。n水性木器涂料在技术、产品质量、涂装水平、用户认可方面有了很大的提高和进步,基本能满足大部分产品应用的要求。nVOCs排放标准将更严格,监测更频繁,管理更到位,企业治理VOCs的成本增加。水性丙烯酸树脂的合成水性丙烯酸树脂的合成丙烯酸树脂概述丙烯酸树脂概述n丙烯酸树脂:(甲基)丙烯酸及其酯类的共聚物。n改性丙烯酸树脂:(甲基)丙烯酸及其酯类与其他烯类单体(苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈等)的共聚物;上述共聚物用其他单体或低聚物改性的树脂(丙烯酸-聚氨酯树脂、丙烯酸-环氧树脂、丙烯酸-醇酸树脂等)。n丙烯酸树脂的特点:色浅、优异的耐光、耐候性,较好耐腐蚀性等。n丙烯酸树脂的缺点:热粘冷脆n用途:建筑涂料、汽车涂料、木器涂料、塑料涂料、油墨等领域。丙烯酸酯类的物理常数丙烯酸酯类的物理常数项 目丙烯酸甲酯丙烯酸乙酯丙烯酸正丁酯丙烯酸异丁酯丙烯酸-2-乙基己酯丙烯酸正辛酯相对分子质量86.09100.12128.17128.17184.27184.27沸点,80100147155213222相对密度d250.9500.9170.8940.8840.881水中溶解度100g/g51.50.20.20.01气化热,J/g385347192.5297255甲基丙烯酸酯类的物理常数甲基丙烯酸酯类的物理常数项目甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸乙酯甲基丙烯酸正丁酯甲基丙烯酸己酯甲基丙烯酸-2-乙基己酯甲基丙烯酸癸酯甲基丙烯酸月桂酯甲基丙烯酸十八酯相对分子质量100.12114.15142.20170.25198226.35254.42338.58沸点,101117163199218155(22mmHg)272343310370相对密度d250.9400.9110.8950.8850.8850.8760.8680.864折射率nD251.4121.4121.4221.4511.4381.4421.4441.45(甲基)丙烯酸酯系均聚物的(甲基)丙烯酸酯系均聚物的Tg烷基聚甲基丙烯酸酯聚丙烯酸酯烷基聚甲基丙烯酸酯聚丙烯酸酯烷基聚甲基丙烯酸酯聚丙烯酸酯烷基聚甲基丙烯酸酯聚丙烯酸酯甲酯1058正丁酯20-54正辛酯-20环己酯6615乙酯65-22叔丁酯10741正癸酯-70苯酯110异丙酯81-5正戊酯10月桂酯-65152-羟乙酯55-15正丙酯33-52正己酯-5正十四酯-9202-羟丙酯26-7异丁酯48-242-乙基己酯-85正十六酯35性能与单体间的关系性能与单体间的关系性能及效用选用单体户外耐久性甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯硬度甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯,(甲基)丙烯酰胺,(甲基)丙烯酸,丙烯腈耐磨性丙烯腈,甲基丙烯酰胺光泽苯乙烯,芳族不饱和化合物保光、保色性甲基丙烯酸酯,丙烯酸酯柔韧性丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸-2-乙基己酯耐溶剂型丙烯腈,(甲基)丙烯酰胺,(甲基)丙烯酸耐水性苯乙烯,含环氧及弹体,甲基丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸高烷基酯单体对涂膜性能的影响单体对涂膜性能的影响名称粘结性硬度拉伸强度延伸率脆折温度光泽苯乙烯略有变化增加提高下降略有变化好丙烯酰胺增大减少略有下降增大下降较好丙烯酸甲酯增加增高下降上升丙烯酸丁酯减少下降增大下降丙烯酸略有变化丙烯酸乙酯略有变化略有变化好甲基丙烯酸甲酯增加增高下降上升丙烯腈略有变化略有变化差聚合物的玻璃化温度聚合物的玻璃化温度Tgn采用半经验的Fox公式计算:丙烯酸树脂合成的反应机理丙烯酸树脂合成的反应机理n丙烯酸树脂合成反应为自由基反应,分为链引发、链增长和链终止3个基本过程,同时伴随着链转移过程。水性丙烯酸树脂的聚合方法水性丙烯酸树脂的聚合方法聚合方法 聚合体系主要组份反应前后体系的状态 溶液聚合 单体+引发剂+溶剂反应前后均为均相乳液聚合 单体+引发剂+水+乳化剂 反应前后均为非均相水性丙烯酸树脂合成配方及工艺水性丙烯酸树脂合成配方及工艺原料原料/kg甲基丙烯酸甲酯11.6丙烯酸丁酯50.0丙烯酸羟乙酯22.0丙烯酸6.4苯乙烯10.0十二硫醇2.0甲戊酮42.8BPO引发剂4.0三乙胺适量去离子水适量1)在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计、氮气接口的四口烧瓶中加入部分溶剂,搅拌并加热到所需温度;2)将剩余溶剂、单体、链转移剂和引发剂在搅拌器中混合均匀;3)滴加上述混合液。保持反应温度和搅拌速度恒定。在24小时内滴加完毕,然后保温至单体转化率达到要求;4)降温至50以下,抽除部分溶剂,控制树脂溶液的固含量为85%;5)加适量胺进行中和;6)加去离子水得到水性丙烯酸酯树脂。乳液聚合乳液聚合n乳液聚合借助于表面活性剂,使单体分散在水相中并进行自由基反应,最后形成稳定的乳液。n优点:优点:可以在低温下聚合,聚合速率快,同时分子量高;以水作为介质,粘度低,传热、控温容易;便于连续化生产,可以直接使用,成本低、环保、安全。n应用:应用:合成橡胶、涂料、胶黏剂、纸张及织物处理剂等。乳液聚合乳液聚合n乳液聚合最广泛使用的是乳液聚合最广泛使用的是阴离子乳化剂。阴离子乳化剂。乳化剂的作用乳化剂的作用:1、分散作用:降低界面张力,有利于单体分散成细小液滴;2、稳定作用:吸附在液滴表面形成保护膜,使乳液得以稳定;3、增溶作用:使部分单体溶于胶束内。乳液聚合乳液聚合过程分为四个阶段过程分为四个阶段1、分散阶段2、乳胶粒生成阶段3、乳胶粒长大阶段4、聚合完成阶段分散阶段分散阶段:乳化剂;:单体;:引发剂在分散阶段,乳化剂和单体分别以三种形式存在。乳胶粒生成阶段乳胶粒生成阶段 聚合反应速率不断增加,单体液滴数目不变,体积逐渐减小;乳胶粒数目、粒径不断增加;胶束逐渐减少,直至消失。乳胶粒长大阶段乳胶粒长大阶段 聚合反应速率基本不变;乳胶粒数目不变,粒径逐渐增大;单体液滴逐渐减小,直至消失。聚合完成阶段聚合完成阶段聚合反应速率下降,乳胶粒数目、粒径基本不变。乳液聚合各阶段的特点乳液聚合各阶段的特点乳液聚合物配方和工艺乳液聚合物配方和工艺原料用量(kg)单体丙烯酸丁酯36丙烯腈3丙烯酸1丙烯酸羟丙酯2甲基丙烯酸甲酯56N-羟甲基丙烯酰胺2邻苯二甲酸二烯丙酯0.2正十二硫醇0.1乳化剂乙氧基酚醚硫酸铵1.8壬基酚聚氧乙烯醚0.2烯丙基醚羟丙基磺酸钠1引发剂过硫酸铵0.3叔丁基过氧化氢0.1缓冲剂亚硫酸氢钠0.2还原剂雕白粉0.1水100合计合计:203.91)核预乳液A:水+乳化剂+核单体 2)壳预乳液B:水+乳化剂+壳单体 3)底料:水+乳化剂+碳酸氢钠+引发剂4)在四口反应瓶中加入10%的核A,温度控制在62左右,体系泛蓝光时(约30min),滴加剩余核A和引发剂溶液约2h滴完,保温30min,然后滴加壳B和剩下的引发剂溶液,在还剩约1/4壳B时,加入还原剂,于62下保温1h,然后升温至65保温1h;5)冷却至35,调pH=7,过滤出料。二种聚合方法的比较二种聚合方法的比较比较项目聚合场所聚合机理生产特点产物特征溶液聚合溶液伴有向溶剂的链转移反应,一般相对分子质量和聚合速率较低散热容易,连续、间歇均可,不宜生产干粉或粒状树脂聚合物可直接用于油漆、黏合剂等乳液聚合胶束和乳胶粒能同时提高聚合速率和相对分子质量散热容易,间歇、连续均可,生产固体树脂需要凝聚、干燥等过程乳状液可直接用于黏合剂、涂料等,固体产物含有少量乳化剂等丙烯酸树脂的改性丙烯酸树脂的改性丙烯酸树脂改性有机氟改性其他改性纳米材料改性环氧改性聚氨酯改性有机硅改性 丙烯酸树脂存在热粘冷脆、耐水性、耐溶剂性差等缺陷,经常对丙烯酸树脂进行改性。有机硅改性丙烯酸树脂有机硅改性丙烯酸树脂n有机硅主链为(-Si-O-Si-),侧链为-CH3等有机基团,-Si-O键能高,内旋转能垒低,表面能小,具有优异的耐高低温性,疏水性、电绝缘性,生理与化学惰性;n有机硅改性丙烯酸树脂可以改善其“热粘冷脆”、耐水、耐候等性能。n物理改性:物理改性:物理改性容易发生相分离,用增溶剂来改善。n化学改性:化学改性:自由基共聚法、缩(聚)合法、硅氢加成法。n1、自由基共聚法自由基共聚法:含双键的有机硅与丙烯酸类单体共聚n2、缩(聚)合法缩(聚)合法:将带羟基、氨基、烷氧基或环氧基的有机硅通过缩(聚)合反应使其与带有羟基或异氰酸酯基的聚丙烯酸酯反应。n3、硅氢加成法硅氢加成法:将含有Si-H键的聚硅氧烷与含不饱和键的丙烯酸类单体进行硅氢加成。聚氨酯改性丙烯酸树脂聚氨酯改性丙烯酸树脂n聚氨酯树脂具有良好力学性能、丰满光亮、耐化学品性好、耐低温、柔韧性好、黏结强度高等优点,可以明显提高丙烯酸树脂的性能。1、物理共混:物理共混:易分相,不稳定;加入交联剂和相容剂,可改善。2、化学改性化学改性1)含NCO基团的聚氨酯预聚物与羟基丙烯酸反应,然后再加入丙烯酸单体进行自由基聚合反应,得到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)。(单组分)2)含OH丙烯酸预聚物与含NCO基团聚氨酯预聚物或多异氰酸酯反应得到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)。(双组份)3)含OH丙烯酸酯聚合物中加入封端的多异氰酸酯。(单组分)环氧改性丙烯酸树脂环氧改性丙烯酸树脂n环氧改性丙烯酸树脂,不仅具有丙烯酸树脂的光泽、丰满度和耐候性好等特点,又具有环氧树脂的高模量、高强度、耐化学品和优良的防腐蚀性。1、环氧树脂无不饱和双键,但含有醚键,其邻位碳上的-H原子和叔碳原子上的H原子比较活泼,在引发剂作用下可能形成自由基,通过自由基反应,自由基反应,引发接枝反应。2、利用环氧基团,与羧基、氨基进行开环反应,形成新结构的聚合物。有机氟改性丙烯酸树脂有机氟改性丙烯酸树脂n氟原子具有最大的电负性(4.0)、半径小(0.135nm),C-F键能大(347kJ/mol)的特点。含氟丙烯酸树脂具有优异的耐候性、耐久性和耐化学品性、优异的表面性能(耐水性、耐油性、耐沾污性、自清洁)、光学性能、电学性能。1、使用氟化丙烯酸酯类单体。(丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯等)2、在聚合时加入含氟表面活性剂,如全氟辛酸、氟碳表面活性剂等。纳米材料改性丙烯酸树脂纳米材料改性丙烯酸树脂n纳米材料的引入主要是改善或增加涂膜的功能性,如抗辐射、自清洁、抗静电、抗菌杀菌和吸波隐身等特殊性能。n纳米粒子表面改性纳米粒子表面改性:偶联剂、表面活性剂、单体等。1、物理共混、物理共混2、溶胶凝胶法:、溶胶凝胶法:在有机金属化合物或含硅的有机物前驱体溶液中引入有机相聚合物,在适当的条件下(如水解)形成稳定的溶胶,然后在无机物溶胶中加入单体,然后进行聚合,形成聚合物/无机纳米复合材料。3、细乳液聚合法:、细乳液聚合法:采用向单体液滴内加入可以阻止单体向水相中迁移的高度憎水性的共稳定剂(如十六烷等),将SiO2纳米粒子分散在溶有共稳定剂的小液滴中,在引发聚合,就可以制备出复合乳液。4、原位生成法。、原位生成法。先制备适当的聚合物,然后在聚合物提供的受控环境下通过化学反应原位生成纳米颗粒,从而制成聚合物基无机纳米复合材料的方法。谢谢大家!谢谢大家!
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