粉末涂料用丙烯酸改性聚酯树脂的合成研究
摘要:
采用溶液聚合法,合成了含一定量羧基官能团的丙烯酸树脂预聚体;用熔融聚合法合成了含羟基官能团的聚酯树脂预聚体;通过丙烯酸预聚体上的部分羧基官能团与聚酯预聚体上的羟基官能团发生的酯化反应而将两种预聚物接枝到一起,形成接枝共聚物来改善聚酯与丙烯酸树脂之间的相容性问题。红外、DSC测试表明,丙烯酸预聚物与聚酯预聚物发生了化学交联反应。对丙烯酸改性聚酯树脂制备的粉末涂料涂层性能进行了测试,所配制的涂料涂膜表面光滑无缺陷,无失光现象出现,具有良好的机械性能与耐老化性能。
0 引言
近年来国家环保法规日趋严格,大力推广环保、节能产品,实施循环经济和环境保护重点工程,特别是在涂料领域消费税的推出背景下,粉末涂料以其“4E”特性,不含有机溶剂、无污染、节省能源和资源、减轻劳动强度、涂装效率高、保护和装饰综合性能好等优点,面临着前所未有的发展机遇。
我国粉末涂料产量已多年稳居世界第一,主要类型为纯环氧型、纯聚酯型和环氧-聚酯混合型,户外耐候型粉末涂料多为纯聚酯型。聚酯型涂料应用广泛,涂膜饱满、机械性能优异的特点,但受限于合成聚酯的常规单体选择范围窄和特殊单体成本高,以及分子结构中含易水解、老化性能差的酯键结构的制约,要进一步提高聚酯粉末涂料的耐老化、耐化学药品性能非常困难。丙烯酸型涂料具有优异的耐光性、户外老化性能和耐化学品腐蚀性等,但树脂性脆,涂膜耐冲击性等机械性能稍差。
正因为上述两类涂料性能各有所长,也各有所短,在水性和溶剂型涂料领域,将两类树脂相互结合,进行改性的研究已经有较多的文献报道。目前,丙烯酸树脂改性聚酯树脂的制备方法主要有3 种:直接物理共混法、接枝共聚法、酯化接枝法。由于丙烯酸树脂与聚酯树脂在表面张力等方面有很大的差异,简单的物理共混后涂膜会出现缩孔、失光等缺陷。接枝共聚法合成工艺过程难于控制, 极易出现凝胶现象,且体系中存在大量未接枝的丙烯酸和聚酯大分子,对体系相容性的改善有限。酯化接枝法反应工艺过程好控制,原材料可选范围广,用于聚酯-丙烯酸树脂改性优势明显。本研究通过酯化接枝法将含一定量羧基官能团的丙烯酸树脂预聚体与含羟基官能团的聚酯树脂预聚体接枝到了一起,制备了粉末涂料用丙烯酸改性聚酯树脂。
1 试验部分
1.1 主要原材料
甲基丙烯酸:工业级,台湾台塑;甲基丙烯酸甲酯:工业级,日本三菱;甲基丙烯酸丁酯,工业级,德固赛;过氧化二叔丁基,工业级,阿克苏;二甲苯,工业级, 茂名....
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