丙烯酸树脂涂料的研究
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一、项目背景随着全球环保意识的不断提升,传统溶剂型涂料逐渐被淘汰,水性涂料在市场上得到越来越广泛的应用。
丙烯酸树脂水性涂料具有无毒、无色、无味、无溶剂挥发、环保等优势,因此在市场上具有很大的潜力。
二、市场需求分析1.环保政策推动:随着各国环保政策的出台和执行,传统的溶剂型涂料将逐渐被取代。
丙烯酸树脂水性涂料作为一种环保产品,具有很大发展空间。
2.建筑涂料市场增长:随着城市化进程的加快,房地产市场不断扩大,建筑涂料市场也呈现出稳步增长的趋势。
3.家庭装饰需求:随着人们生活水平的提高,对住宅环境的要求也不断提升。
丙烯酸树脂水性涂料作为一种高品质的涂料,满足了人们对家庭装饰的需求。
4.工业涂料市场发展:制造业的发展需要大量的工业涂料,而丙烯酸树脂水性涂料具有优良的防腐性能和耐久性能,适用于各种工业领域。
三、竞争对手分析当前市场上主要的丙烯酸树脂水性涂料供应商包括国际知名的PPG、巴斯夫等公司以及国内的华润、金纺、海得等公司。
然而,国内丙烯酸树脂水性涂料企业相对较少,市场整体竞争压力较小,有利于新进入者的发展。
四、技术可行性分析丙烯酸树脂水性涂料的生产技术相对成熟,国内已有许多企业具备生产能力。
技术门槛并不高,新企业可以通过引进先进设备和技术进行生产,提高竞争力。
五、经济可行性分析1.初始投资:该项目需要购置设备、原材料以及租赁生产场地等,初始投资额较高。
2.市场销售:根据市场需求分析,丙烯酸树脂水性涂料市场潜力巨大,产品销售前景广阔。
3.成本收益分析:通过对市场行情、原材料价格、生产成本等的分析,可以预测项目的盈利能力。
根据市场调研,丙烯酸树脂水性涂料具有较高的利润空间。
4.资金筹集:可以通过银行贷款、股权融资等方式筹集项目所需资金。
六、风险分析1.市场风险:市场需求的不确定性可能影响产品销售。
2.技术风险:新企业在生产过程中可能遇到技术问题,需具备技术支持和解决问题的能力。
3.资金风险:初始投资较高,资金周转不畅可能会影响项目的正常运作。
丙烯酸树脂的固化机理
丙烯酸树脂是一种广泛用于涂料、胶粘剂和复合材料等领域的聚合物。
在应用过程中,丙烯酸树脂需要通过固化反应来形成硬化物,以实现预期的性能。
本文将介绍丙烯酸树脂的固化机理。
丙烯酸树脂的固化主要分为自由基聚合和离子聚合两种机理。
自由基聚合是指通过引入自由基引发剂,使得丙烯酸单体中的双键发生聚合反应,形成交联结构的硬化物。
离子聚合则是指利用离子反应的机制,引入阳离子或阴离子,使丙烯酸单体发生聚合反应。
在自由基聚合机理中,引发剂可以是热敏引发剂、光敏引发剂或过氧化物等,它们能够通过不同的途径产生自由基,促进丙烯酸单体的聚合反应。
在聚合反应中,单体之间的双键不断发生加成反应,形成高分子交联结构,从而形成硬化物。
在离子聚合机理中,常用的引发剂有Lewis酸、Lewis碱等,它们能够引入相应的离子,并促进单体的聚合反应。
这种机理下,聚合反应发生的速度较快,反应活性也更高,形成的硬化物通常比自由基聚合机理下更均匀、更致密。
总的来说,丙烯酸树脂的固化机理是通过引入不同类型的引发剂,使其单体发生聚合反应,从而形成硬化物。
不同的机理有着不同的应用场景和性能特点,需要根据具体应用需求进行选择。
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丙烯酸涂料成膜原理丙烯酸涂料成膜原理丙烯酸涂料是一种常用的装饰涂料,广泛应用于建筑、家居以及工业领域。
了解丙烯酸涂料成膜的原理对于设计师、装饰工程师和消费者来说都非常重要。
本文将深入探讨丙烯酸涂料成膜的原理,包括其基本成分、反应机理以及成膜过程的影响因素。
一、丙烯酸涂料的基本成分丙烯酸涂料主要由以下几部分组成:丙烯酸树脂、颜料、助剂和溶剂。
丙烯酸树脂是涂料的主要成膜物质,它能够通过反应形成坚硬的膜层。
颜料用于给涂料着色,使其具有丰富的色彩。
助剂则用于改善涂料的流变性能和耐候性能。
溶剂则用于稀释丙烯酸树脂以便于涂刷施工。
二、丙烯酸涂料的反应机理丙烯酸涂料的成膜过程主要是通过丙烯酸树脂的聚合反应完成的。
丙烯酸树脂中的丙烯酸单体在存在活性物质的作用下发生聚合反应,形成高分子链状结构。
这些高分子链之间通过交联作用力形成一个三维网状结构,使得涂膜具有较高的强度和硬度。
聚合反应一般需要活性物质的存在来引发。
丙烯酸涂料中常用的引发剂有过氧化钒、过氧化氢以及有机过氧化物等。
这些引发剂能够通过提供自由基来引发聚合反应。
一旦聚合反应开始,丙烯酸单体之间就会形成共价键,最终形成一个坚固的聚合体。
三、丙烯酸涂料的成膜过程丙烯酸涂料的成膜过程可以分为以下几个步骤:涂刷施工、溶剂挥发、聚合反应和固化。
1. 涂刷施工:丙烯酸涂料在施工时会被均匀地涂刷在基材表面。
涂刷的过程中,涂料会形成一个较薄的涂膜,其中溶剂和丙烯酸树脂均匀分布。
2. 溶剂挥发:施工完成后,涂膜中的溶剂会逐渐挥发。
溶剂的挥发会导致涂膜厚度的减少,涂膜变得更加致密。
3. 聚合反应:溶剂挥发后,丙烯酸涂料开始发生聚合反应。
引发剂提供的自由基与丙烯酸单体发生反应,使其逐渐形成聚合体。
4. 固化:聚合反应完成后,丙烯酸涂料中的聚合体开始逐渐固化。
固化过程是一个化学交联的过程,使得涂膜形成牢固的纳米结构。
四、影响丙烯酸涂料成膜的因素丙烯酸涂料的成膜过程受到多种因素的影响,包括温度、湿度和基材特性等。
核壳型丙烯酸树脂乳液的制备及性能研究核壳型丙烯酸树脂乳液的制备及性能研究摘要:随着人们对环境友好型涂料需求的增加,核壳型丙烯酸树脂乳液成为一种备受关注的新型涂料。
本文以乳液聚合法制备核壳型丙烯酸树脂乳液,并通过对其性能的研究,探究其在涂料领域中的应用潜力。
实验结果表明,通过调节反应条件、控制聚合过程中的温度、添加剂以及稳定剂的使用等因素,可以获得粒径均一、稳定性好的核壳型丙烯酸树脂乳液。
其在性能方面具有优异的悬浮稳定性、高红外反射率以及较好的耐候性能等特点,表现出良好的应用前景。
关键词:核壳型丙烯酸树脂乳液,制备,性能研究,涂料 1. 引言核壳型丙烯酸树脂乳液是一种以聚合物颗粒为基础材料的分散体系,具有颗粒均匀、粒径可调、悬浮稳定性好等特点。
与传统有机溶剂型涂料相比,核壳型丙烯酸树脂乳液不含有机溶剂,具有环境友好、可回收利用等优势。
因此,核壳型丙烯酸树脂乳液在涂料领域具有广泛的应用前景。
2. 实验方法2.1 材料准备本实验所用原料为丙烯酸、乙二醇丙烯酸酯、丙烯腈等,同时添加表面活性剂和稳定剂。
2.2 核壳型丙烯酸树脂乳液制备将所需原料按照一定比例加入反应釜中,控制反应温度和时间,利用乳液聚合法制备核壳型丙烯酸树脂乳液。
2.3 性能测试采用粒径分析仪测定乳液的粒径分布情况,利用红外光谱仪分析乳液的光学性能,通过耐候性测试和悬浮稳定性测试评估乳液的耐候性和悬浮稳定性。
3. 结果与讨论3.1 核壳型丙烯酸树脂乳液的制备通过实验探究了反应温度、反应时间、添加剂比例以及稳定剂用量等因素对核壳型丙烯酸树脂乳液制备的影响。
结果显示,在适宜的反应条件下,并且添加适量的表面活性剂和稳定剂,可以获得粒径分布均匀、稳定性好的核壳型丙烯酸树脂乳液。
3.2 核壳型丙烯酸树脂乳液的性能研究粒径分析结果表明,制备的核壳型丙烯酸树脂乳液粒径分布在100~300nm之间,粒径较小且分布均匀。
红外光谱分析结果显示,核壳型丙烯酸树脂乳液在红外光谱范围内具有较高的反射率,表明其具有良好的红外反射性能。
科学研究创提高丙烯酸树脂的耐候性研究陈燕(恩希爱(杭州)薄膜有限公司浙江杭州311231)摘 要:丙烯酸树脂(POLY)是一种化工材料,是以丙烯酸酯类和乙烯类化合物的共聚形成的材料,有不饱和碳键的特点,环保优越性能较高,现已被广泛用于我国涂料工业。
丙烯酸树脂耐候性试验是产品配方优化的关键手段,关系着产品质量是否达标,要根据产品实际情况选择合理的方法,不断提高改性技术的水平,促使丙烯酸树脂产品质量的不断优化。
丙烯酸树脂的耐候性研究主要指对室外气候环境的综合破坏耐受的能力,如光照、风雨、冰雪和细菌等影响,关系着产品质量是否能达到检验标准和正常使用,要高度重视耐候性试验,有效提高丙烯酸树脂的耐候性。
本文对提高丙烯酸树脂耐候性各方面问题进行研究,提出丙烯酸树脂改性和试验等方面工作的把控要点。
关键词:丙烯酸树脂耐候性材料试验要点改性工艺中图分类号:T Q324.8文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)07(c)-0007-03丙烯酸树脂材料具备耐候性、抗老化及耐腐蚀性等优势特性,研究发现,其耐候性能最为显著,为制作成膜剂的主要材料,还能够作为改性剂,高度突显出涂层的保色性、保光性、耐候性,涂层的效果优良,可以表现出较强的装饰作用。
丙烯酸树脂涂层具有较高的平整性和丰满性,外层耐磨度、耐污度都较高。
1 丙烯酸树脂的分类1.1 以生产方式分类丙烯酸树脂按照生产方式分类,以乳液聚合和悬浮聚合、本体聚合为主。
乳液聚合是一种以单体和引发剂、蒸馏水反应聚合形成的丙烯酸树脂,这种树脂通常有50%的乳液及50%的水,呈乳胶溶液状态,有乳白泛蓝的丁达尔现象,玻璃化温度采用FOX公式设计,乳液分子量大,属于环保型乳液。
悬浮聚合的生产工艺非常复杂,通常制作的树脂是固体状态,由甲基丙烯酸酯反应形成,这种物质有官能团,反应釜中的反应控制难度较大,产品质量要进行严格的控制。
本体聚合的生产工艺效率高,制备时,主要将原料放在特殊塑料薄膜中,使其反应成为结块状,通过粉碎和过滤,形成固体丙烯酸树脂,具有较好的纯度和稳定性,但对溶剂溶解性较低,颜料分散性欠佳。
丙烯酸涂料成膜原理
丙烯酸涂料是一种常见的涂料类型,广泛应用于建筑、家具、汽车等领域。
它的成膜原理主要基于以下几个方面。
丙烯酸涂料中含有丙烯酸树脂,这是一种高分子聚合物。
在涂料涂布到物体表面后,丙烯酸树脂会与空气中的氧发生反应,形成致密的氧化膜。
这一过程称为氧化干燥反应,是丙烯酸涂料成膜的基础。
丙烯酸涂料中还包含有溶剂,如甲醇、丙酮等。
这些溶剂在涂料涂布后会逐渐挥发,使得涂料中的固体分子得以靠近并结合在一起。
同时,溶剂的挥发还会导致涂料的体积变小,从而形成均匀平整的薄膜。
丙烯酸涂料中还添加有稳定剂、增稠剂等助剂。
稳定剂的作用是防止聚合物在涂料中发生不可逆的聚合反应,从而保证涂料的稳定性。
增稠剂的作用是增加涂料的黏度,使其更容易涂布在物体表面。
在丙烯酸涂料成膜的过程中,温度和湿度也起着重要的影响。
温度的升高可以加快溶剂的挥发速度,促进涂料的干燥。
湿度的增加可以延缓涂料的干燥速度,使得涂料有足够的时间形成均匀的薄膜。
总结起来,丙烯酸涂料成膜的原理是丙烯酸树脂通过与空气中的氧发生氧化干燥反应形成氧化膜,溶剂的挥发使得涂料形成均匀平整的薄膜。
稳定剂和增稠剂等助剂的添加可以提高涂料的稳定性和涂
布性能。
温度和湿度的变化也会对涂料的成膜过程产生影响。
丙烯酸涂料成膜原理的了解对于涂料的选择和应用具有重要意义。
在实际应用中,需根据涂料的成膜原理和物体表面的特性来选择合适的涂料类型和施工条件,以确保涂膜的质量和持久性。
同时,科学研究人员还在不断探索和改进丙烯酸涂料的成膜原理,以提高涂料的性能和环境友好性。
丙烯酸树脂在涂料中的应用
丙烯酸树脂在涂料中的应用非常广泛,它是一种优良的涂料基料。
首先,丙烯酸树脂可以用于制造建筑涂料。
这种涂料具有优异的耐候性、耐水性、耐化学腐蚀性和耐污染性,可以有效地保护建筑物的外表面,延长其使用寿命。
其次,丙烯酸树脂也可以用于制造汽车涂料。
汽车涂料需要具有优异的耐候性、耐腐蚀性和耐刮擦性,而丙烯酸树脂正好满足这些要求。
此外,丙烯酸树脂还可以用于制造家具涂料。
这种涂料具有优异的附著力和光泽度,可以使家具表面更加光滑、美观。
最后,丙烯酸树脂还可以用于制造金属涂料。
金属涂料需要具有优异的耐候性、耐腐蚀性和耐刮擦性,而丙烯酸树脂正好满足这些要求。
总的来说,丙烯酸树脂在涂料中的应用非常广泛,它不仅可以用于制造建筑涂料、汽车涂料、家具涂料和金属涂料,还可以用于制造其他类型的涂料。
丙烯酸涂料的合成方法哎,说起来丙烯酸涂料的合成方法,这事儿我还真有点儿研究。
咱们先从最简单的说起,丙烯酸涂料的合成主要就是几个步骤:首先得有丙烯酸,然后得加一点引发剂,再掺点儿溶剂,最后就是配比和反应条件。
我有一个朋友,叫小王,他是个化学爱好者,对这事儿研究得还挺深。
有一次,我们一起去实验室,他给我展示了一下怎么合成丙烯酸涂料。
只见他戴好防护眼镜和手套,拿起一个烧杯,往里倒了点丙烯酸,还不到杯底三分之一,然后又加了点儿引发剂,我就问:“这引发剂是啥啊?”小王笑了笑,说:“引发剂就是催化剂,它能让丙烯酸分子更快地发生反应。
”我看着他,心里想,这催化剂还挺神奇的。
接着,他又往烧杯里加了点儿溶剂,这溶剂主要是用来稀释丙烯酸的,让整个涂料更容易搅拌均匀。
合成涂料的过程,其实就像做菜一样,得掌握好火候和配比。
小王告诉我,丙烯酸涂料的关键在于配比,得控制好丙烯酸、引发剂和溶剂的比例。
这比例得恰到好处,少了或者多了都不行。
我问道:“那要是配比不对,会有什么后果?”小王叹了口气,说:“要是配比不对,要么涂料干燥速度太慢,要么干燥速度太快,而且还会影响涂料的附着力。
”听着小王讲解,我突然想到一个问题:“那这丙烯酸涂料合成过程中,有没有什么特别的注意事项?”小王摇摇头,说:“注意事项倒是没有,不过得注意安全,毕竟是在实验室里,防火、防爆是大事儿。
”合成完涂料后,小王把烧杯放到一边,让我看了一下反应后的产物。
只见烧杯里,丙烯酸和引发剂已经发生了反应,产生了白色的沉淀物。
我好奇地问:“这白色沉淀物是什么?”小王拍了拍我的肩膀,说:“这是丙烯酸聚合反应后的产物,也就是我们说的丙烯酸树脂。
这就是丙烯酸涂料的原料。
”通过这次实验,我对丙烯酸涂料的合成方法有了更深入的了解。
当然,这只是一个非常简单的介绍,实际上,丙烯酸涂料的合成过程还有很多细节需要注意。
不过,我觉得只要掌握了基本原理,再遇到类似的问题,应该就能迎刃而解了。
毕竟,化学这门科学,就是靠不断地实践和探索,才能逐渐揭开它的神秘面纱。
丙烯酸涂料成膜原理丙烯酸涂料是一种常见的涂料类型,其成膜原理是通过丙烯酸树脂与其他添加剂的相互作用形成坚硬的膜状涂层。
这种涂料具有良好的附着力、耐候性和耐化学腐蚀性能,广泛应用于建筑、家居、汽车等领域。
丙烯酸涂料的成膜过程可以简单概括为以下几个步骤:1. 涂料的溶剂挥发:丙烯酸涂料通常以溶剂作为稀释剂,使其具有适合施工的粘度。
在涂料施工后,涂膜中的溶剂会逐渐挥发,使涂层逐渐变得干燥。
2. 丙烯酸树脂的聚合:丙烯酸树脂是丙烯酸涂料的主要成分,具有良好的粘结能力和耐候性。
在涂料施工后,丙烯酸树脂会通过自由基聚合反应进行交联,形成坚硬的膜状结构。
3. 添加剂的作用:除了丙烯酸树脂外,丙烯酸涂料中还添加了各种辅助剂,如颜料、填料、稳定剂等。
这些添加剂可以增加涂料的色彩、光泽度和耐候性,同时改善涂料的流变性能和涂装性能。
4. 涂膜的固化:丙烯酸涂料施工后,涂膜会经历一个固化过程。
在这个过程中,涂膜中的丙烯酸树脂和其他添加剂会与空气中的氧发生反应,形成交联结构,使涂膜变得坚硬且具有一定的耐久性。
丙烯酸涂料成膜的原理可以从分子层面进行解释。
丙烯酸树脂分子中的双键会发生开环反应,形成聚合物链。
这些聚合物链会相互交联,形成三维网络结构,从而形成坚硬的膜状涂层。
同时,丙烯酸涂料中的添加剂也会与丙烯酸树脂分子进行相互作用,进一步增强涂料的性能。
丙烯酸涂料的成膜原理决定了其具有良好的附着力和耐久性。
涂料施工后,丙烯酸涂料会与基材表面形成牢固的结合,不易剥离。
同时,丙烯酸涂料的聚合和交联过程使其具有一定的硬度和耐候性,能够抵抗紫外线、酸碱等外界环境的侵蚀。
总结起来,丙烯酸涂料成膜的原理是通过丙烯酸树脂的聚合和交联,以及添加剂的作用形成坚硬的膜状涂层。
这种涂料具有良好的附着力和耐久性,在各个领域都有广泛的应用。
通过理解丙烯酸涂料成膜的原理,我们可以更好地选择和使用涂料,以满足不同场合的需求。
有机硅改性丙烯酸建筑涂料的制备及性能研究摘要:有机硅改性丙烯酸(又称硅丙树脂)是丙烯酸酯的一种大型分子,其主要反应和侧链为硅烷或聚硅氧烷。
介绍了制备有机硅丙烯酸外墙涂料的制备方法,并测试了耐久性、环境适应性、耐洗刷,其是高档建筑外墙涂料。
关键词:有机聚硅氧烷;丙烯酸涂料;建筑涂料目前,住宅建筑的外涂料比丙烯酸树脂使用效果好,保色鲜艳,经久耐用,附着牢固,常温自干。
但是,由于丙烯酸树脂涂层是作为膜材料制造的,丙烯酸树脂本身的热塑性有限,没有线性分子的交联点,因此很难产生三交联膜和相对较低的耐热性。
达到室外温度时,返粘会在高温下出现。
低温下,膜由于缺乏弹性而易开裂。
一、试验部分硅丙涂料,比普通苯丙、纯丙以及醋丙涂料耐候性,温度低,耐沾污。
一般来说,普通丙烯酸树脂使用寿命约为5-8年。
建筑物外墙的颜色寿命要求约为10年,高和超高层的涂料寿命超过15年。
其后果是丙烯酸涂料在使用寿命期间不符合建筑外墙的要求,而硅丙则为15-20年,这是这个最明显的优点之一。
同时,硅丙与氟碳涂料差不多,但硅丙涂料在附着、污染和方面具有更明显的优势。
这是因为硅丙涂料有很多优点,近年来的快速发展逐渐成为建筑外墙的首选涂料之一。
1.合成丙烯酸的有机硅改性机理。
其包括碳、氢和其他有机物质以及硅、氧和有机物质。
它的分子结构几乎是硅酸盐,是典型的半无机聚合物,对于具有(见表1)Si—O、Si—C、Si—O键的有机硅分子443.5kJ/mol表1键能(KJ/mol)数据表1.试验配方原料及涂料。
硅丙树脂、钛白粉、硫酸钡、滑石粉、轻质碳酸钙、邻苯二甲酸二丁酯、增稠防沉剂、稀料分别为80~100、15~100、10~70、10~70、10~70、3.5~7.5、0.6~3份、适量。
3.制备。
加入一定量硅丙、颜填料、助剂等。
在配料容器中,以高速分散30分钟的速度分散,砂磨机打开,研磨制作大约50μm。
在油漆容器中添加硅丙树脂和稀料。
完全混合后,慢慢加入硅丙树脂、钛白粉、填料,使完全混合,然后慢慢加入其他色浆,调整色泽。
丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展赵万赛1,于国玲2(1.宣城市宣州区生态环境分局,安徽宣城,242000;2.南阳农业职业学院, 河南南阳,473000)摘 要:介绍了丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展,并展望了其未来的发展方向。
丙烯酸涂料改性方面的研究主要有用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂和聚氨酯树脂等对其接枝或混拼;用无机纳米填料或功能化助剂对其杂化改性,赋予其特殊的功能。
关键词:丙烯酸涂料;改性;杂化;功能涂料;研究进展中图分类号:TQ 630.7 文献标志码:A 文章编号:1009-1696(2020)05-0040-04[收稿日期] 2020-03-09[作者简介] 赵万赛(1979-),男,大学本科,助理工程师。
毕业于中国人民解放军西安政治学院,长期从事生态环境保护与涂料研究。
研究方向:水性涂料和杂化涂料。
[通信作者] 于国玲(1974-),女, 硕士研究生,高级实验师。
长期从事化学教学与研究。
研究方向:水性涂料。
共发表论文50余篇,授权专利6项。
0 引言以丙烯酸树脂为主要成膜物的丙烯酸涂料因具有优异的干燥性能、合成与配制简单、耐碱耐老化性好、保光保色性优异等特点,而在防腐、装饰、防污、建筑、防水等领域有着广阔的应用前景[1-3]。
但单一的丙烯酸涂料存在着漆膜脆性大、附着力差、不耐冲击、耐热性不足等缺点,常需对其改性后使用[4-5]。
通常用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂和聚氨酯树脂分别对其进行改性,或用无机纳米填料对其进行杂化改性。
改性后涂膜的性能得到明显改善,拓展了丙烯酸涂料的应用领域[6-8]。
近年来,对丙烯酸涂料的研究取得了较大进展,下面重点介绍丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展及其未来的发展方向。
1 丙烯酸涂料的改性研究1.1 丙烯酸树脂的接枝改性用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂或聚氨酯树脂分别对丙烯酸树脂进行接枝改性,接枝改性后涂膜的柔韧性、附着力和耐冲击性能有显著的提高。
一、实验目的本研究旨在探讨抗菌性涂料的制备及其性能,通过实验分析不同抗菌剂对涂料性能的影响,评估抗菌涂料的抗菌效果、耐久性、环保性能等方面的表现。
二、实验材料与仪器1. 实验材料:- 水性丙烯酸树脂- 纳米银抗菌剂- 硅藻土- 润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂等助剂- 甲醛溶液- 细菌培养箱- 抗菌性能测试仪- 光催化抗菌性能测试仪- 紫外-可见分光光度计2. 实验仪器:- 搅拌器- 高速混合机- 粘度计- 烘箱- 耐黄变性测试仪- 漆膜外观检测仪三、实验方法1. 抗菌性涂料制备:(1)将水性丙烯酸树脂、硅藻土、润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂等助剂按比例混合,搅拌均匀;(2)将纳米银抗菌剂加入混合好的物料中,继续搅拌均匀;(3)将混合好的物料倒入烘箱中,于一定温度下进行烘干,制成抗菌涂料。
2. 抗菌性能测试:(1)将制备好的抗菌涂料涂覆在测试板上,干燥后进行抗菌性能测试;(2)将测试板暴露在细菌培养箱中,观察细菌生长情况,计算抗菌率;(3)重复上述步骤,测试不同抗菌剂添加量对涂料抗菌性能的影响。
3. 耐黄变性测试:(1)将制备好的抗菌涂料涂覆在测试板上,干燥后进行耐黄变性测试;(2)将测试板置于耐黄变性测试仪中,观察涂料颜色变化,计算黄变率;(3)重复上述步骤,测试不同抗菌剂添加量对涂料耐黄变性的影响。
4. 环保性能测试:(1)将制备好的抗菌涂料涂覆在测试板上,干燥后进行环保性能测试;(2)将测试板置于紫外-可见分光光度计中,检测涂料中挥发性有机化合物(VOCs)含量;(3)重复上述步骤,测试不同抗菌剂添加量对涂料环保性能的影响。
5. 光催化抗菌性能测试:(1)将制备好的抗菌涂料涂覆在测试板上,干燥后进行光催化抗菌性能测试;(2)将测试板置于光催化抗菌性能测试仪中,观察涂料对甲醛的分解效果,计算除甲醛率;(3)重复上述步骤,测试不同抗菌剂添加量对涂料光催化抗菌性能的影响。
四、实验结果与分析1. 抗菌性能:随着纳米银添加量的增加,涂料的抗菌性能逐渐提高,当添加量为1%时,抗菌率达到99.99%。
丙烯酸涂料成膜原理
丙烯酸涂料是一种常见的涂料,其成膜原理主要涉及以下几个方面:
1. 丙烯酸树脂的聚合反应
丙烯酸涂料的主要成分是丙烯酸树脂,它是一种高分子化合物,具有较强的聚合反应能力。
在涂料涂刷到物体表面后,丙烯酸树脂开始进行聚合反应,形成一层坚固的膜。
2. 溶剂的挥发
丙烯酸涂料中通常含有挥发性溶剂,如甲苯、丙酮等。
这些溶剂的主要作用是将丙烯酸树脂溶解成涂料,便于涂刷。
在涂料涂刷到物体表面后,溶剂开始挥发,使得涂料逐渐变得粘稠,最终形成一层坚固的膜。
3. 交联反应
丙烯酸涂料中通常还含有交联剂,如异氰酸酯等。
交联剂的主要作用是在丙烯酸树脂聚合反应的同时,进行交联反应,使得膜的结构更加紧密,硬度更高,耐磨性更强。
4. 其他添加剂的作用
丙烯酸涂料中还可能含有其他添加剂,如颜料、填料、稀释剂等。
这
些添加剂的作用是使得涂料具有一定的颜色、光泽度、防腐性等特性。
总的来说,丙烯酸涂料的成膜原理是通过丙烯酸树脂的聚合反应、溶
剂的挥发、交联反应以及其他添加剂的作用,形成一层坚固的膜,从
而达到保护物体表面、美化物体表面等目的。
需要注意的是,丙烯酸涂料的成膜过程中可能会产生一些有害气体,
如挥发性有机物等,因此在涂料施工时需要注意通风换气,避免对人
体造成危害。
同时,涂料的选择也需要根据具体的使用环境和要求进行,以达到最佳的效果。
丙烯酸树脂涂料化学工程与工艺一班)
摘要:介绍了丙烯酸树脂涂料的用途;简述了丙烯酸树脂改性方法,展望了丙烯酸树脂的发展前景。
关键词:丙烯酸树脂纳米材料杂化改性UV固化
1、前言
丙烯酸涂料是由丙烯酸树脂、溶剂和颜料、填料以及助剂组成。
丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯等单体聚合而成,丙烯酸树脂具有色浅、透明度高、光亮丰满、涂膜坚韧、附着力强、耐腐蚀等特点,是常用的涂层材料。
由于丙烯酸树脂在特定场合存在一定的缺陷,如硬度、抗污染性、耐溶剂性、机械性能不够好以及成本偏高等,限制了它的进一步应用,因此国内外学者进行大量深入研究,有众多改性方法[1]。
2010 年国内丙烯酸及酯的产能分别达到117.9 万t/a、172.8 万t/a,我国已成为世界丙烯酸及酯的最大产国[2],丙烯酸树脂及涂料产量也将居世界首位。
2、丙烯酸树脂涂料的用途
2.1 用于建筑涂料
如丙烯酸树脂建筑用乳胶漆,聚丙烯酸酯彩色涂料,防水涂料和外墙涂料。
聚丙烯酸酯彩色涂料的基料可用于制备清漆或者色漆,其制得的清漆或者色漆适合于内外墙装饰,具有色彩艳丽,耐水性,耐恶劣气候性强,漆膜柔韧,对环境无污染等特点。
2 ,2用于制备防腐涂料
水性铁红丙烯酸防锈漆,水性自交联丙烯酸防腐涂料,耐酸雨有机硅改性丙烯酸涂料,水性聚氨酯改性丙烯酸木器涂料。
水性铁红丙烯酸防锈漆是自干型涂料,其性能优于红丹酚醛防锈漆和红丹醇酸防锈漆。
该漆具有优良的耐盐水性,耐腐蚀性,漆膜附着力强,坚韧牢固,可与各类面漆配套使用,且无毒害,不燃不爆,对坏,境污染少,便于储藏运算和施工涂料。
该涂料主要应用于大型机械车辆船舶与小型仪器仪表的涂装。
2,3 用于导电功能丙烯酸涂料
丙烯酸--石墨导电涂料,丙烯酸—聚苯胺防腐导电涂料,塑料制品用丙烯酸防静电涂料
丙烯酸—石墨导电性涂料具有良好的导电性,对陶瓷表面具有良好的附着力,其优点在于不污染环境价格低廉,主要用于电磁屏蔽的涂覆。
,2,4 光学涂料
溶剂型丙烯酸荧光涂料,丙烯酸夜光涂料,聚合物水泥长余辉蓄能发光涂料,丙烯酸紫外光固化光纤带涂料。
溶剂型丙烯酸荧光涂料,聚丙烯酸树脂无色透明且透光性良好,特别是对紫外光透过率高,耐水耐碱性好,其作为主要成膜物添加荧光颜料制成荧光涂料,施工性好,漆膜鲜艳,使用时间长。
可用于建筑涂料装潢设计铁路公路人造景观等。
,2,5 抗菌涂料
食用用型无机抗菌涂料,防氡抗菌苯丙乳液建筑涂料,纳米氧化锌—苯丙乳液抗菌涂料,纳米银粉抗菌涂料。
食用用型无机抗菌涂料,由溶胶—凝胶法制备的Ag系 Ag—Zn系及Ag—Cu 系无机抗菌粉体可添加与丙烯酸涂料中得到抗菌性耐酸性耐碱性和耐水性优良的抗菌涂料。
该涂料可广泛应用于食品厂酿造厂制药厂及医院等场所。
2丙烯酸树脂改性技术发展
针对丙烯酸树脂涂料存在的抗污染性低,机械性能不够好等缺陷,利用有机硅、有机氟、环氧树脂、聚氨酯、纳米材料等对丙烯酸树脂进行改性,赋与它不同的新性能,能够较好的提高丙烯酸树脂涂料的性能,国内报道的文献较多[4-5]。
3.1 纳米材料改性
纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质,可以使材料获得新的功能。
涂料中添加纳米颜填料后,由于纳米颜填料粒子能够吸收紫外光,起到紫外光吸收剂的作用,增强涂料的耐老化性能,同时还具有光催化性能、疏水疏油性能、高韧性、高耐擦洗性、高附着力等,故可使涂料的耐候性得到大幅度的提高。
近年来,随着纳米科技的快速发展,纳米材料已广泛地应用于丙烯酸树脂改性,使其各项性能获得提高。
除此之外,纳米材料改性的丙烯酸树脂还呈现出如自清洁、抗静电、抗菌杀菌和吸波隐身等特殊性能,使丙烯酸酯乳液向着环保方向发展[6]。
纳米材料改性丙烯酸树脂的开发已成为近年来国内外研究的新热点。
SPGumfekar等[7]用甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯/纳米CaCO3(平均粒径53 nm)进行原位乳液聚合,制成P(MMA-BA)的纳米复合乳液,以不同的比例和醇酸乳液杂化改性,除了耐冲击性能有点弱化外,涂膜的光泽、附着力、硬度均有明显改进。
试验证实,在MMA∶BA=1∶1,纳米CaCO3用量4%,醇酸乳液占50%(均为质量分数)的配方,可以获得最佳性能。
马国章等[8]利用纳米SiO2 表面上的Si—OH 和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇、丙烯酸羟乙酯进行原位聚合,制备纳米SiO2 /PU- 丙烯酸酯聚合物,纳米材料分散好,无团聚,可以UV 固化,改进了涂膜的耐热性和硬度。
3.2 丙烯酸-醇酸树脂杂化改性
对水性醇酸树脂涂料改性的研究工作,以丙烯酸改性为多。
用丙烯酸改性水性醇酸树脂,希望能综合醇酸乳液的高光泽和对木材等底材渗透性好、丙烯酸乳液的快干和保光保色性好的优点,克服醇酸乳液干燥慢等缺点。
如果将丙烯酸乳液和醇酸乳液采取简单的机械混和,也不采取其他措施,搅拌停止后就会很快分层。
采用杂化(hybrid)工艺,可以较好克服这个弱点。
近年来,国内外对丙烯酸-醇酸乳液树脂杂化改性的报道较多,可以是在醇酸树脂低聚物存在下,丙烯酸单体进行聚合,然后乳化;也可以是丙烯酸乳液存在下,滴加醇酸树脂低聚物进行聚合。
可以是常规乳液聚合,也可以借助添加低相对分子质量的PMMA 进行细乳液聚合,以进一步提高体系的稳定性和涂膜的性能 [9-11]。
3.3 UV 固化水性丙烯酸系涂料的改进
(1) 紫外光(UV)固化丙烯酸酯涂料
UV 固化涂料具有高涂装效率、低VOC、较好性能的优点,发展较快。
有阴离子固化和阳离子固化2 种类型,而以前者应用较多。
树脂分子中含丙烯酰氧基是产生自由基、进行UV 固化的前提。
常用的品种有丙烯酸-聚酯、丙烯酸-环氧、丙烯酸-聚氨酯、丙烯酸-有机硅等。
以丙烯酸-环氧消费量高,如2009 年全国生产与消费UV 固化树脂5.85 万t,丙烯酸-环氧树脂占2.9 万t,几占一半 [12]。
为提高UV 固化涂料的耐候性、抗沾污性、化学抗性,用氟材料改性UV 固化丙烯酸的研究较多,技术途径多样。
氟化丙烯酸酯如全氟烷基乙基丙烯酸酯已商品化,从它出发可以制含氟的UV 固化的丙烯酸酯涂料、丙烯酸-环氧涂料,可以明显提高耐候性和抗沾污性。
氟化多元醇和多异氰酸酯反应制成端NCO 预聚物,再引入丙烯酰氧基,可制成UV 固化聚氨酯-丙烯酸酯涂料[13-14]。
也可用氟化多异氰酸酯合成丙烯酸-聚氨酯UV 固化涂料,只是氟化多异氰酯单体成本高,影响产业化。
有报道[15],利用含Si—H 键的有机硅单体和氟化丙烯酸酯的双键进行硅氢化加成反应,同时进行含氟硅材料改性,制成可UV 固化的涂料,以期提高涂料的耐性和耐热性能。
纳米二氧化硅改性聚氨酯-丙烯酸涂料,经UV 固化,可提高涂膜的热稳定性、硬度、耐磨性和化学抗性。
(2)UV 固化水性丙烯酸涂料的改进
围绕UV 固化水性丙烯酸-聚氨酯树脂的改进,有一些报道[16-17]。
张胜文等[18]用纳米SiO2和聚氨酯丙烯酸反应制成纳米复合乳胶液,经分析证实,纳米粒子在乳液分散体中无团聚现象,对UV 固化涂膜的微结构进行分析与观察,纳米粒子均匀地分散在聚氨酯-丙烯酸的基体中,为改进涂膜的热稳定性、硬度等性能提供了前提。
褚夫强等[19]分别合成聚氨酯-丙烯酸与环氧-丙烯酸两种水分散体,然后混合使用,相混性良好,UV 固化速度提高;加入20%(质量)的聚氨酯-丙烯酸水分散体,涂膜的断裂伸长率可提高1.5 倍,光泽也大为提高。
基本上能达到优势互补,可综合二者的优点,能明显提高综合性能。
闵绍进等[20]分别合成环氧
-丙烯酸乳液和环氧乳液,将二者按一定比例混合,利用UV 和热双重固化工艺,涂膜硬度可达3H,提高了耐水性、附着力、耐擦洗性能。
3、展望随着时代的发展和人类的进步,环境保护问题已越来越受到人们的普遍重视。
由于传统的低固含量溶剂型涂料含有50%左右的溶剂,这些溶剂在涂料制造及施工阶段排入大气,污染环境,危害人类健康。
因此,世界各大涂料公司纷纷开发环保型涂料,即开发省资源、省能源、无污染的水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料,成为一种发展趋势.
其中重点是水性丙烯酸树脂涂料,国外的发展方向是开发提高外观质量、满足环保法规的新型高性能涂料用乳液。
确立颜料分散技术和多元化技术及水性涂料的制造技术,开发耐酸碱性、耐擦伤性的水性清漆。
在水性丙烯酸涂料中,得到广泛应用的是丙烯酸乳胶涂料。
在这一领域日本研究较早,目前,其着重点是在涂料的功能上加以突破,同时注重降低成本。
随着现代高层建筑的兴起,对建筑涂料的耐候性要求也逐渐提高。
因此,高耐候性涂料的研究成为发达国家研究比较活跃的领域。
由于有机硅改性丙烯酸涂料的耐候性可以与含氟树脂媲美,而其耐沾污性优于含氟树脂涂料,成本也只有含氟树脂涂料的三分之一,可能成为今后超耐候涂料的发展方向。
4 结语
丙烯酸树脂不仅是涂料的成膜基料,亦可作为颜填料在涂料中的润湿分散剂,丙烯酸涂料的前景非常诱人。
水性和UV 固化的丙烯酸树脂及涂料发展很快,产量在低污染涂料中名列前茅。
氟硅材料、纳米材料改性、多重复合、双重固化等技术研究与应用,不仅明显改进水性丙烯酸涂料和UV 固化丙烯酸涂料的性能,而且为进一步研究开发质量更高的复合型丙烯酸系树脂及涂料展示了广阔的途径。