消光环氧丙烯酸树脂的制备及应用

消光环氧丙烯酸树脂的制备及应用

抽象的： 在异丙醇溶剂中，以偶氮二异丁腈为引发剂，以甲基丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸缩水甘油酯为共聚单体，通过自由基聚合反应合成环氧丙烯酸树脂。最终产品的分子结构通过 IR 表征。消光粉末涂料配方采用环氧丙烯酸树脂，表现出优异的消光性能。 关键词：环氧丙烯酸树脂；席子;丙烯酸缩水甘油酯；准备;应用

[我nt生产]

环氧丙烯酸树脂是一类含有环氧基团的丙烯酸类聚合物[1]，主要是由(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等含烯烃单体共聚而成。这类树脂作为体系的主体树脂、环氧丙烯酸树脂和助剂广泛应用于粉末涂料中[2-3]。由于环氧丙烯酸树脂的特殊结构，该类树脂制备的涂膜具有优异的附着力、保光性和耐黄变性等优点[4-6]。

目前市场上的环氧丙烯酸树脂一般由丙烯酸酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯缩水甘油酯通过自由基聚合共聚而成。然而，粉末涂料消光体系中使用的树脂存在反应性不均匀、消光稳定性差、漆膜表面光洁度差等问题。为克服传统树脂的缺点，本文引入比甲基丙烯酸缩水甘油酯具有更高反应活性和更好柔韧性的丙烯酸缩水甘油酯单体[7]，在异丙醇体系中与甲基丙烯酸甲酯等特殊功能单体共聚得到具有出色的褪色性能。

[P艺术 我体验]

1.1 主要原料

丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯：工业级，上海华谊丙烯酸有限公司。异丙醇、α-甲基苯乙烯：化学纯，国药集团化学试剂有限公司。涤纶SJ5122：工业级，安徽神剑股份有限公司。涤纶GH2209：工业级，浙江光华科技有限公司。聚酯CC2441：工业级，展新树脂（中国）有限公司。涤纶P9336：工业级，杭州中发实业有限公司。涤纶SJ4#ET：工业级，安徽神剑股份有限公司。消光钡：工业级，青岛宏蝶新材料有限公司。TiO2：工业级，四川龙蟒集团有限公司。HA501、HL701、HL988、TGIC、环氧丙烯酸树脂、丙烯酸缩水甘油酯：工业级，黄山华汇科技有限公司。偶氮二异丁腈：化学纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器设备

红外光谱仪：Nicolet 380，Nicolet Instrument Corperation；双螺杆挤出机：ZLJ-33，台州漫鑫机械科技有限公司。鼓风炉：LC-223，上海爱斯派环境设备有限公司。光泽仪：BYK4561，德国瓦克化学有限公司。

1.3 环氧丙烯酸树脂的合成

1.3.1 单体混合

按配方量，将α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甘油酯（GA）、引发剂、异丙醇依次加入反应瓶中，室温下搅拌均匀，然后加入滴液漏斗中待用。

1.3.2 合成反应

在四孔烧瓶中加入适量溶剂，升温至溶剂回流。待回流稳定后，将上一步得到的恒压滴液漏斗中的混合单体滴入反应釜中，控制加入速度，4h内将混合单体加入均匀，然后在回流温度下反应反应1h以保证混合单体反应完全。

向四口烧瓶中加入异丙醇，升温至异丙醇的回流温度。然后将滴液漏斗中的混合料逐渐加入反应瓶中进行聚合，控制滴液在4h左右结束。继续回流反应1h以完成反应。

1.3.3 蒸馏冷却

经蒸馏充分除去溶剂等小分子后，挥发分含量控制在1%以内，出料冷却破碎，得到无色透明环氧丙烯酸树脂颗粒。

1.4 胶片准备

基材为马口铁，经砂纸打磨、清洗、烘干后静电喷涂。

将120g环氧丙烯酸树脂与480g聚酯、42g TGIC、200g TiO2、140g消光钡、10g流平剂、5g光亮剂混合均匀。产品粉末涂料经双螺杆挤出机挤出熔融粉碎，再经粉碎机粉碎、筛分，制成粉末涂料成品。最后，通过静电喷涂制作样品。放入烘箱中以200℃/10min充分固化。

1.5 性能 t测试

涂层光泽度（60°）测试按GB/T9754——2007进行；冲击性能试验按GB/T1732——1993标准进行。上胶时间(s)按GB/T16995——1997进行试验；流调平是根据 PCI 标准执行的。

[P艺术 二：R结果和 D讨论]

2.1 Re硒拱 浅谈环氧丙烯酸树脂的最佳使用

对于哑光或亚光粉末涂料，环氧丙烯酸树脂具有最佳用途。根据消光效果、表面性能等，对不同用量的环氧丙烯酸树脂进行优化比较。结果如表1所示。

T有能力的 1 : 不同用量环氧丙烯酸树脂的消光性能
树脂含量/%	光泽（60°）	整平等级（PCI）	表面视觉测量	冲击固化（50cm）	凝胶时间/s
6	30.5	6	表面扩口	正反冲通过	138
8	13.6	7	光滑的表面	正反冲通过	133
10	4.2	7	光滑的表面	正反冲通过	126
12	3.9	7	光滑的表面	正反冲通过	115
14	3.7	6	表面光洁度差	正向穿越，反向破解	95

本研究制备的环氧丙烯酸树脂添加量与漆膜光泽的变化规律如表1所示。当配方中环氧丙烯酸树脂的添加量大于12%时，消光效果的增加不明显，并出现固化性能差的现象，这可能是环氧丙烯酸树脂机械性能差的原因本身。当环氧丙烯酸树脂用量低于8%时，消光效果和表面性能变差。因此，根据漆膜光泽的不同，环氧丙烯酸树脂的推荐用量范围为8%~12%。

2.2 环氧丙烯酸树脂对聚酯的选择性分析

T有能力的 2 : 不同聚酯对环氧丙烯酸树脂消光性能的影响n
涤纶类	光泽（60°）	整平等级（PCI）	表面视觉测量	凝胶时间/s 消光样品 空白样品 变异区间
GH2209	10.2	6	光滑的表面	112	138	124
CC2441	7.5	6	光滑的表面	121	133	136
SJ5122	3.4	6	光滑的表面	121	126	167
4P9336	6.3	6	光滑的表面	106	115	124
GJ4ET	3.9	7	光滑的表面	115	95	155

如表2所示，聚酯的种类对环氧丙烯酸树脂的消光性能影响很大，树脂活性越好，消光效果越差。从凝胶化时间长短的比较也反映出类似的结论。同种涤纶，凝胶时间变化越大，消光效果越好。SJ5122聚酯是HAA专用聚酯，与TGIC的固化反应速度较慢，但效果明显更多，进一步说明聚酯的反应活性对环氧丙烯酸树脂的消光效果影响很大，可配方中选择涤纶时参考。

2.3 不同环氧丙烯酸树脂的消光性能研究

选取三个市场的同类型环氧丙烯酸树脂产品进行对比，选用市场上应用广泛的SJ4ET进行聚酯测试。其他条件不变，结果见表3。

T有能力的 3：不同环氧丙烯酸树脂的消光性能比较
涤纶类	光泽（60°）	整平等级（PCI）	表面视觉测量	冲击固化（50cm）	凝胶时间/s
文章一	3.9	7	光滑的表面	正反冲通过	115
A	4.5	7	光滑的表面	正反冲通过	103
B	5.6	6	光滑的表面	正反冲通过	101
C	4.3	7	光滑的表面	正反冲通过	116

如表3所示，不同的环氧丙烯酸树脂之间存在明显差异。四种样品中，本文制备的环氧丙烯酸树脂的消光效果和表面最好；环氧丙烯酸树脂B消光性能差；环氧丙烯酸树脂A和环氧丙烯酸树脂C差别不大，但都比本文制备的环氧丙烯酸树脂略差。可能是环氧丙烯酸树脂产品的配方组成和制备工艺不同造成的。因此，本文合成的环氧丙烯酸树脂的消光效果和表面性能均优于市场上其他三种不同厂家的产品。

2.4 关于s搜寻 环氧丙烯酸树脂固化温度敏感性研究

环氧丙烯酸树脂在粉末涂料中的固化和消光性能受烘烤温度的影响很大。研究了环氧丙烯酸树脂在180℃、200℃和230℃不同固化温度下的消光敏感性，结果见表4。

T有能力的 图4：固化温度对环氧丙烯酸树脂消光性能的影响
固化温度	文章一	A	B	C
180℃光泽（60°）	7.7%	8.2%	9.8%	8.7%
200℃光泽（60°）	3.9%	4.5%	5.6%	4.3%
230℃光泽（60°）	3.2%	3.8%	4.3%	3.9%

如表4所示，固化温度对环氧丙烯酸树脂的消光效果有显着影响，固化温度越高，消光效果越好，不同厂家的产品性能越一致。但在180℃固化时，固化性能和力学性能有明显下降的趋势，因此不推荐使用该温度固化。同时，考虑到高温引起的漆膜发黄等不良现象，较适宜的固化温度优选为200℃。

2.5 红外光谱分析

图1是环氧丙烯酸树脂的红外光谱，从中可以看出1636cm-1、1487cm-1和1703cm-1是苯环的特征吸收峰。1730cm-1为C=O的拉伸振动吸收峰，908cm-1和843cm-1处的特征吸收峰也表明环氧基已成功引入环氧丙烯酸树脂中。

[P艺术 三：结论]

为获得消光型丙烯酸树脂的优异性能，以偶氮二异丁腈为引发剂，甲基丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯单体在异丙醇中共聚得到环氧丙烯酸树脂。应用测试结果表明，环氧丙烯酸树脂具有优良的消光性能，光泽度可达3.9%，其他涂层性能均能满足应用要求，综合性能优于目前市场上的主要产品。本文制备的环氧丙烯酸树脂对推动粉末涂料行业消光产品的发展具有重要意义。

参考：

[1]但明伟，郑亚萍．粉末涂料用丙烯酸树脂的研究[J].涂料工业,2002,(12):7-10.

[2] 张华东．粉末涂料助剂I-流平剂、脱气剂、变形剂、环氧丙烯酸树脂[J]．涂装与电镀，2008（6）：8-13．

[3]文文．丙烯酸粉末涂料的制备与性能 [D].湘潭大学, 2016.

[4] 秦传祥，秦志忠．丙烯酸粉末涂料的制备及性能[J].化工新材料,2006,34(10):70-72.

[5]徐楠，刘亚康．丙烯酸粉末面漆的抗冲击性能[J].涂料工业,2005, 35(4):21-25.

[6] 吕庆发，范晓东，秦华宇．丙烯酸粉末涂料的研究进展[J].涂料工业, 2002, 32(3):34-37.

[7] 刘亚康．丙烯酸缩水甘油酯的合成[J]．北京化工大学学报,1999,22(3):21-25.