助剂丙烯酸类流平剂的分子量、原料,合成方案选择与分析
一、
引言:
流平剂的作用:粉末涂料在熔融流平时,存在“液气相”和“液固相”两个界面。流平剂的主分子链能在熔体表面形成极薄的单分子层,在“液气相”提供均匀化的表面张力,助于消除针孔、缩孔等漆病;同时流平剂的侧链酯基能够可控性地降低熔体涂料的表面张力,有助于涂层与被涂工件“液固相”表面的浸润和密着力,同时提供良好的对基材润湿和展铺。
聚丙烯酸丁酯是粉末涂料最常用的低成本材料之一。表现出较强的表面活性,主要原因是它具有较整齐的“—C—C—”主链具有疏树脂特性,侧链为“丁酯基团”具有亲树脂特性;这样的结构致使它能在界面自由取向,与液相相溶的那部分酯键向内,主链浮于界面形成均匀的单分子层,能够均匀表面张力。聚合度“n”体现分子量的大小。
二:液流的分子量多大最合理?
根据国内外专家的报道,从表面张力、主链的柔顺性、对基材的润湿性、对颜料填料的润湿性和包覆性、分子的流动性以及合成工艺的可操作性、形成涂层的光泽、饱满度、鲜映度等角度出发,结论意见大致趋向于以下指标:
Mn=4000-5000; Mw=7000-10000
,分子量分布多分散性
Mw/Mn=1.5---2.2
之间,这是最理想的聚
丙烯酸丁酯分子结构指标。
值得强调的一点:Mn=3000---10000,分子量分布Mw/Mn==1.5-7.0尽管也是可用的;但偶尔会出问题,比如:小分子和超大分子含量太多,会出现针孔、失光、不抗干扰等现象。4000以下的分子,因为分子太小而相溶性太好,这会丧失流平性,造成迎着光线看,全是小波纹;如下图:
20000以上的分子,因为分子太大而难与体系相容,趋向于失光或消光;4000以下和20000以上液流分子,所占比例越少越好。
三、合成材料
分子量的范围一旦确定,剩下的工作就是围绕这个目标找原材料、定工艺。主要材料有:丙烯酸正丁酯、二甲苯溶剂、偶氮AIBN催化剂、分子量调节剂,为了降成本,还可以加3%--5%的苯乙烯共聚;也有公司用丙烯酸2-乙基己酯、乙烯基三甲基硅氧烷、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸辛酯或异辛酯进行改性。主要是降低表面张力以提高抗干扰性能,这些都是有益的创新。有些厂为了降成本直接在“聚丙烯酸正丁酯”中掺入对苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸异辛酯、富马酸二乙酯、顺丁二烯二乙酯、环氧大豆油等,一般掺量为20%左右。这些做法不利于流平性和抗干扰性的。
溶剂的选择是多样的。最早期,采用甲苯(沸点110.63℃),但因为毒性和沸点低的问题,逐步采用二甲苯(138.5~141.5℃)....
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