含氟羟基丙烯酸水分散体的制备研究
摘要
以含氟丙烯酸单体、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、丙烯酸丁酯(BA)甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)等单体先制备了高固体份溶剂型含氟丙烯酸树脂,再经过胺中和,最后加水进行分散,制备了含氟羟基丙烯酸水分散体。讨论了相对分子质量、反应温度、中和度、溶剂量、酸价、含氟单体用量(氟含量)对树脂制备的影响。
引言
双组份丙烯酸—聚氨酯涂料在国民生产中起着重要作用,应用范围非常广泛。随着人们对环境的越加重视,加上水性涂料具有低VOC 排放的优势,逐渐推进了该体系从油性向水性化的发展。FEVE 涂料由于其具有优异的户外耐久性广泛用于户外钢结构、大型海上桥梁等设备的保护,但是其制备的涂料VOC含量较高,在施工成膜过程中对大气造成了较大的污染。目前真正意义上的水性FEVE 树脂还没有得到较好的开发,市场上推广的水性氟树脂大多数是采用乳液聚合技术制备的氟碳乳液, 其缺点是光泽不高,主要应用于建筑涂料领域。丙烯酸树脂具有光泽高、保色性好、耐碱性好、价格低等优点而被广泛使用。本文研究了在丙烯酸树脂中引入含氟丙烯酸酯单体进行共聚,制备含氟丙烯酸树脂水分散体,既能保持普通丙烯酸树脂的特点又能具备氟树脂的耐候性、耐沾污性优等特点,而且树脂的VOC 含量比溶剂型FEVE 树脂要低得多,可以制备2K-PU 涂料,也可以制备单组份氨基烤漆,应用范围非常广泛。
1.实验部分
1.1
原料
。以上原料直接使用,无需提纯。
1.2
树脂合成
将溶剂投入四口烧瓶中, 升温至规定的温度,将一部分(甲基)丙烯酸三氟乙酯、MBA、HEMA、BA、AA、引发剂混合均匀后, 匀速滴加到四口瓶中, 滴加3~4h;接着再滴加剩余的(甲基)丙烯酸三氟乙酯、MBA、HEMA、BA、AA、引发剂的均匀混合物,1~2 h 滴完。滴完后保温1 h 后,补加一份引发剂消除残单。保温2h后,降温到90 ℃,加入中和剂DMAE,再加入去离子水进行分散,得到含氟羟基丙烯酸树脂水分散体。
1.3
性能测试与表征
(1)外观:目测;
(2)相对分子质量及其分布:使用美国Waters 公司的GPC 表征水分散体的相对相对分子质量;
(3)水分散体不挥发份:按照国标GB/T 1725—2007 测定;
(4)水分散体黏度:按照GB/T 2794—1995 测定;NDJ-Ⅱ型旋转粘度计,采用3# 转子,30 r/min;
(5)贮存稳定性:将50 mL 样品装入80 mL 透明塑料瓶中,密闭后放入(50±2)℃恒温烘箱,定期观察样品外观;
(6)制板条件:含氟丙烯酸分散体与可水分散异氰酸酯固化剂按比例混合均匀,喷涂于马口铁板上,表干后80 ℃下烘烤60 min,干膜厚度约为(30±5)μm。
2.结果与讨论
2.1
相对分子质量对分散体的影响
树脂相对分子质量的大小直接影响着最终涂膜的性能。丙烯酸树脂的相对分子质量越小,制备的....
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