在最近几十年内水性丙烯酸酯树脂涂料得以快速发展,它不仅具有水性涂料的优、 缺点,还与其单体结构有紧密联系。存在于丙烯酸酯类反应单体中的碳碳不饱和双键经 聚合反应后变成了丙烯酸树脂。其主链为碳碳链,光热稳定性和化学稳定性极高。故丙烯酸酯树脂制得的涂料具有很好性能,如优良的耐候性、耐污性、耐化学药品、耐化学 药品等。与丙烯酸酯类的单体不同,甲基丙烯酸酯类单体含有的甲基为典型的非对称结 构,其参与了共聚物的分子含有极性,所以会提高涂膜的物理机械性能,所以相对于丙 烯酸酯的聚合物,甲基丙烯酸酯的会更硬,而且耐光老化性也会更好。除了以上跟单体 结构相关联的特点外,水性丙烯酸酯树脂还具有防腐,耐水,施工性良好,保色性佳, 施工性良好,使用安全等优点。
1。2 水性丙烯酸树脂的改性
传统的有机溶剂涂料因为对环境有着严重的影响,为此,水性涂料正在快速发展, 可以期待环境友好型涂料以后会遍布我们生活的每个角落。水性丙烯酸涂料虽然具备颜 色浅、耐候性好、透明性好及耐高温黄变性好等多个优点,然而也会存在自身不可消除 的缺点,如热粘冷脆、抗回粘性、耐水性、耐水性。为了改进水性丙烯存在的固有缺陷, 二十世纪八十年代以来,研究人员就对丙烯酸进行了各种改性,把各种材料的特长优点 有机结合起来,极大提高了漆膜的性能。改性的方法主要有物理共混和化学共聚法[7]。
物理共混法,即凭借聚合物分子相互的物理作用来完成共混的方法。物理共混又可 以分为三类:机械共混法,乳液共混法,溶液共混法。
水性丙烯酸化学方面的改性,可以是添加其他树脂或是单体与其反应,从而生成接 枝、共聚、超级链接、嵌段等结构。目前对水性丙烯酸改性的化学方法主要有:(1) 环氧改性丙烯酸树脂;(2)乙烯基单体改性丙烯酸树脂;(3)有机氟有机硅改性丙烯 酸树脂;(4)聚氨酯改 90 性丙烯酸树脂;(5)其他改性方法等。
1。2。1 环氧改性丙烯酸树脂
环氧树脂由于其极性基团多,固化成膜后表现有湿态附着力好、物理机械性能、耐 化学品性优异、耐湿性、耐渗透性、绝缘性能、耐渗透性强等多个优点。因此采用环氧 树脂来改性丙烯酸树脂时,会极大地改善丙烯酸类似的性能,在啤酒、罐头等包装盒的 内壁涂料,汽车漆、工程机械这些领域就有很大的发展潜力。
通过接枝、酯化、酯化-共聚等方法,可以在丙烯酸中加入环氧基团。接枝法是在 环氧的活性基团上发生夺氢反应,由此加入丙烯酸链段。引发剂 BPO 的夺氢能力极强, 所以用它时反应效果好一点,需要注意的是至少添加单体量的百分之三。除此之外,活 泼氢在分子中所占的比例越大,环氧树脂分子越容易接枝。酯化法是使含有环氧基团的 环氧树脂和含有羧基的丙烯酸单体进行开环聚合,可在丙烯酸中加入环氧基团。但这个反应需要减少环氧量或先封闭其中一个环氧基团,因为它的环氧是两官树脂,容易在反 应时候出现胶化。而脂化共聚法不同,它是先加入羧酸,其中的双键和环氧树脂进行开 环反应,然后利用丙烯酸单体和双键进行共聚合,这样在丙烯酸中就接枝了环氧链段。 在工业生产中这些方法都有所应用,但要根据实际情况或效果要求决定到底使用哪种。
1。2。2 聚氨酯改性丙烯酸树脂
聚氨酯分子有很多的突出的性能,如有良好的耐溶剂性,弹性,抗划伤性,耐磨性 等,因为它分子链上有数量不少的氨酯键、脲键、酯键。可以与丙烯酸的短处互补。目 前来看,丙烯酸可以通过物理混拼法,后交联法,双键共聚合等方法被聚氨酯改性。