水性丙烯酸树脂在油画布涂层中应用的基本知识.ppt

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1、水性丙烯酸树脂在油画布涂层中应用的基本知识现在学习的是第1页，共31页丙烯酸树脂的分类：丙烯酸树脂的分类：按生产的方式分类：1、乳液聚合 乳液聚合是单体借助乳化剂和机械搅拌，使单体分散在水中形成乳液，再加入引发剂引发单体聚合。现在学习的是第2页，共31页丙烯酸树脂的分类：丙烯酸树脂的分类：2、悬浮聚合 单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应为悬浮聚合，是一种较为复杂的生产工艺，一般的流程是将单体、引发剂、助剂投入反应斧中，然后放入蒸溜水反应。现在学习的是第3页，共31页丙烯酸树脂的分类：丙烯酸树脂的分类：3、本体聚合 本体聚合是单体或原料低分子物在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光

2、、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。是一种效率较高的生产工艺，一般该种方法生产的固体丙烯酸树脂其纯度是所有生产法中最高的。现在学习的是第4页，共31页丙烯酸树脂的分类：丙烯酸树脂的分类：根据结构和成膜机理的差异分类：1.热塑性丙烯酸树脂 在成膜过程中不发生进一步交联，它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。现在学习的是第5页，共31页丙烯酸树脂的分类：丙烯酸树脂的分类：2.热固性丙烯酸树脂 是指以丙烯酸酯系单体为基本成分，经交联成网络结构的不溶、不熔丙烯酸系聚合物，也称交联型

3、或反应型丙烯酸树脂。热固性树脂一般相对分子量较低，最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。现在学习的是第6页，共31页丙烯酸树脂的合成单体：丙烯酸树脂的合成单体：单体，是指未发生聚合反应的有机化合物，如苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、有机硅等。单体是决定一个乳液质量好坏和用途最直接的因素。现在学习的是第7页，共31页丙烯酸树脂的合成单体：丙烯酸树脂的合成单体：1.纯丙乳液就是由丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等单体生产的乳液。2.硅丙就是由丙烯酸类单体与有机硅单体生产的乳液。3.苯丙乳液是由

4、丙烯酸类单体与苯乙烯单体生产的乳液。4.醋丙乳液是由丙烯酸类单体与醋酸乙烯酯单体生产的乳液。现在学习的是第8页，共31页单体的选择：单体的选择：通常将聚合单体分为硬单体、软单体和功能单体三大类。最常用的硬单体：甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（ST）、丙烯睛(AN)最常用的软单体：丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)功能性单体：含羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，含羧基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯现在学习的是第9页，共31页依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行如下分类：如下分类：单单 体体 名名 称称功功 能能 甲基丙甲基丙烯烯酸甲

5、酸甲酯酯、甲基丙、甲基丙烯烯酸乙酸乙酯酯、苯乙、苯乙烯烯、丙、丙烯烯睛睛提高硬度提高硬度 丙丙烯烯酸乙酸乙酯酯、丙、丙烯烯酸正丁酸正丁酯酯、丙、丙烯烯酸月桂酸月桂酯酯、丙、丙烯烯酸酸-2-乙基己乙基己酯酯、甲基丙、甲基丙烯烯酸月桂酸月桂酯酯、甲基丙、甲基丙烯烯酸正辛酸正辛酯酯提高柔提高柔韧韧性，促性，促进进成膜成膜 丙丙烯烯酸酸-2-羟羟基乙基乙酯酯、丙、丙烯烯酸酸-2-羟羟基丙基丙酯酯、甲基丙、甲基丙烯烯酸酸-2-羟羟基乙基乙酯酯、甲基丙、甲基丙烯烯酸酸-2-羟羟基丙基丙酯酯、甲基丙、甲基丙烯烯酸酸缩缩水水甘油甘油酯酯、丙、丙烯酰烯酰胺、胺、N-羟羟甲基丙甲基丙烯酰烯酰胺、胺、N-丁氧甲基丁

6、氧甲基（甲基）丙（甲基）丙烯酰烯酰胺、二丙胺、二丙酮酮丙丙烯酰烯酰胺（胺（DAAM）、甲）、甲基丙基丙烯烯酸乙酸乙酰酰乙酸乙乙酸乙酯酯（AAEM）、二乙）、二乙烯烯基苯、乙基苯、乙烯烯基三甲氧基硅基三甲氧基硅烷烷、乙、乙烯烯基三乙氧基硅基三乙氧基硅烷烷、乙、乙烯烯基三异丙基三异丙氧基硅氧基硅烷烷、-甲基丙甲基丙烯酰烯酰氧基丙基三甲氧基硅氧基丙基三甲氧基硅烷烷引入官能引入官能团团或交或交联联点，点，提高附着力提高附着力现在学习的是第10页，共31页丙丙烯烯酸与甲基丙酸与甲基丙烯烯酸的低酸的低级烷级烷基基酯酯苯乙苯乙烯烯抗抗污污染性染性甲基丙甲基丙烯烯酸甲酸甲酯酯苯乙苯乙烯烯、甲基丙、甲基丙烯烯酸

7、月桂酸月桂酯酯丙丙烯烯酸酸-2-乙基己乙基己酯酯耐水性耐水性丙丙烯烯睛睛甲基丙甲基丙烯烯酸丁酸丁酯酯甲基丙甲基丙烯烯酸月桂酸月桂酯酯耐溶耐溶剂剂性性丙丙烯烯酸乙酸乙酯酯丙丙烯烯酸正丁酸正丁酯酯丙丙烯烯酸酸-2-乙基己乙基己酯酯甲基丙甲基丙烯烯酸甲酸甲酯酯甲基丙甲基丙烯烯酸丁酸丁酯酯保光、保色性保光、保色性丙丙烯烯酸酸甲基丙甲基丙烯烯酸酸亚亚甲基丁二酸（衣康酸）甲基丁二酸（衣康酸）苯乙苯乙烯烯磺酸磺酸乙乙烯烯基磺酸基磺酸钠钠AMPS实现实现水溶性，增加附着力水溶性，增加附着力现在学习的是第11页，共31页单体的储存条件：单体的储存条件：1.阻聚剂存在时，MEHQ 和HQ 需要有氧下工作；2.由于

8、桶底氧气先耗尽，聚合由底部开始避免日光直晒；3.大多数单体至少在六个月内稳定，但其实往往超过十二个月；4.定期摇一摇，储存更可靠。现在学习的是第12页，共31页引发剂引发剂 含含有有弱弱键键的的化化合合物物,它它们们在在热热的的作作用用下下,共共价价键键均均裂裂而而产产生生自自由由基基的的物物质质,称称为为引引发发剂剂。它它是是产产生生自自由由基基聚聚合合反反应应活活性性中中心心的的物物质质，不不仅仅影影响响聚聚合合反反应应速速率率的的重重要要因因素素，也也是是影影响响聚聚合合物物相对分子质量的重要因素。相对分子质量的重要因素。现在学习的是第13页，共31页引发剂的种类：引发剂的种类：l偶氮类

9、引发剂偶氮类引发剂l有机过氧类引发剂有机过氧类引发剂l无机过氧类引发剂无机过氧类引发剂l 氧化氧化-还原引发剂还原引发剂现在学习的是第14页，共31页偶氮类引发剂 偶氮类引发剂中主要分为：偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈。1.偶氮二异丁腈偶氮二异丁腈(ABIN)性质：白色柱状结晶，不溶于水，溶于有机溶剂，室温下比较稳定，可在纯粹状态贮存，在 8090急剧分解，100有爆炸着火的危险。特点：分解均匀,只产生一种自由基,无其它副反应,分解速率较低,属于低活性引发剂。现在学习的是第15页，共31页2.偶氮二异庚腈(ABVN)性质：易燃、易爆，在室温30中15天即可分解失效，必须贮存于10以下的电冰箱中，不

10、便运输，不便在实验室中应用。属于油溶性引发剂。特点：特点：分解速率高，属于高活性引发剂。分解速率高，属于高活性引发剂。现在学习的是第16页，共31页有机过氧类引发剂1.氢过氧类引发剂氢过氧类引发剂主要有：主要有：氢氢过过氧氧化化异异丙丙苯苯、氢氢过过氧氧化化特特丁丁基基和和氢氢过过氧氧化化对孟烷。对孟烷。性质用途：性质用途：氢氢过过氧氧类类引引发发剂剂溶溶于于水水，属属于于水水溶溶性性引引发发剂剂，一般用于乳液聚合和水溶液聚合。一般用于乳液聚合和水溶液聚合。现在学习的是第17页，共31页2.过氧化二酰类引发剂该类引发剂有过氧化二苯甲酰和过氧化十二酰等。该类引发剂有过氧化二苯甲酰和过氧化十二酰等

11、。A.过氧化二苯甲酰(BPO)性质：白色粉末,干品极不稳定,加热时易引起爆炸,不溶于水,溶于有机溶剂,属于油溶性引发剂。特点：分解速率较慢，属于低活性引发剂。B.过氧化十二酰（LPO）属于油溶性、低活性引发剂,适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。现在学习的是第18页，共31页 过氧化氢是无机过氧类引发剂中最简单的一种，但其分解活化能较高，分解温度高于100，很少单独使用，一般要和还原剂组成氧化-还原引发剂。无机过氧类引发剂溶于水，属于水溶性引发剂无机过氧类引发剂溶于水，属于水溶性引发剂无机过氧类引发剂现在学习的是第19页，共31页 在过氧类引发剂中加上还原剂,通过氧化-还原反应产生自由基。利用

12、氧化-还原引发剂可降低分解活化能，从而可以使聚合反应在较低的温度下进行，有利于节省能源,可改善聚合物性能。氧化-还原引发剂现在学习的是第20页，共31页氧化-还原引发剂根据其是否溶于水，分为水溶性氧化-还原引发剂和油溶性氧化-还原引发剂。1.水溶性氧化水溶性氧化-还原引发剂还原引发剂(水体系水体系)溶溶于于水水的的氧氧化化-还还原原引引发发剂剂称称为为水水溶溶性性氧氧化化-还还原引发剂。原引发剂。其其中中氧氧化化剂剂一一般般选选用用无无机机过过氧氧类类引引发发剂剂和和氢氢过过氧氧类类引引发发剂剂，还还原原剂剂一一般般选选用用二二价价铁铁盐盐、亚亚硫硫酸氢钠、硫代硫酸钠、醇和多元胺等酸氢钠、硫代

13、硫酸钠、醇和多元胺等 水体系用于乳液聚合和水溶液聚合。水体系用于乳液聚合和水溶液聚合。现在学习的是第21页，共31页2.油溶性氧化-还原引发剂(油体系)不不溶溶于于水水,而而溶溶于于有有机机溶溶剂剂的的氧氧化化-还还原原引引发发剂剂,称为油溶性氧化称为油溶性氧化-还原引发剂还原引发剂(油体系油体系)。氧化剂、还原剂和辅助还原剂的选择和配合是氧化剂、还原剂和辅助还原剂的选择和配合是一个广阔的研究领域。一个广阔的研究领域。现在学习的是第22页，共31页引发剂的选用原则引发剂的选用原则 根据聚合实施方法选择引发剂种类A.本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合选本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合选择油溶性引发剂；择油

14、溶性引发剂；B.乳液聚合和水溶液聚合选择水溶乳液聚合和水溶液聚合选择水溶性引发剂。性引发剂。根据根据聚合温度选择分解活化能选择分解活化能适当的引发剂适当的引发剂 根据引发剂的使用温度范围，将引根据引发剂的使用温度范围，将引发剂分为四类：（右图）发剂分为四类：（右图）使用使用温度温度/Ed/kJ(mol)-1引发剂举例引发剂举例高温高温10030100-1030-101381881101386311063氢过氧化异氢过氧化异丙苯丙苯过氧化二苯过氧化二苯甲酰甲酰氧化氧化-还原引还原引发剂发剂过氧化物过氧化物-烷基烷基金属化合物金属化合物现在学习的是第23页，共31页玻璃化温度玻璃化温度 TG 玻璃

15、化温度是反映无定型聚合物由脆性的玻璃态转变为高弹态的转变温度。玻璃化温度的高低是反映聚合物柔软性或硬脆性的重要指标。现在学习的是第24页，共31页丙烯酸酯单体的玻璃化转变温度汇总单体缩写玻璃化温度（摄氏度）玻璃化温度（K）丙烯酸甲酯MA9282.15丙烯酸乙酯EA-22251.15丙烯酸正丁酯n-BA-56217.15丙烯酸异丁酯i-BA-4269.15丙烯酸-2-乙基已酯2-EHA-70203.15丙烯酸正辛酯n-OA-15258.15丙烯酸-2-羟乙酯2-HEA-15258.15丙烯酸-2-羟丙酯2-HPA-7266.15甲基丙烯酸甲酯MMA105378.15甲基丙烯酸乙酯EMA65338

16、.15甲基丙烯酸异丙酯i-PMA48321.15甲基丙烯酸正丁酯n-BMA20293.15现在学习的是第25页，共31页甲基丙烯酸异丁酯i-BMA53326.15甲基丙烯酸已酯n-HMA-5268.15甲基丙烯酸-2-羟乙酯2-HEMA55328.15甲基丙烯酸-2-羟丙酯2-HPMA73346.15丙烯酸AA106379.15甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA40313.15甲基丙烯酸MAA185458.15丙烯腈AN96369.15丙烯酰胺AAM165438.15醋酸乙烯酯VAc32305.15苯乙烯St100373.15顺丁烯二酸MAL131404.15甲基丙烯酸环已酯CHMA83356.15甲

17、基丙烯酸异冰片酯IBOMA110383.15甲基丙烯酸二甲胺基乙酯DMAEMA19292.15现在学习的是第26页，共31页乳化剂乳化剂定义：乳化剂是一种具有亲水基和亲油基的表面活性剂，它能使互不相溶的两相（如油与水）相互混溶，并形成均匀分散体或乳化体，从而变原有的物理状态。现在学习的是第27页，共31页乳液聚合中乳化剂的作用乳液聚合中乳化剂的作用u乳化作用u分散作用u增溶作用u降低界面张力u降低表面张力u胶束机理生成乳胶粒现在学习的是第28页，共31页乳化剂的分类阴离子型乳化剂（用于碱性介质）非离子型乳化剂（酸碱不敏感）两性乳化剂（自身带酸碱基团）阳离子型乳化剂（用于酸性介质）亲水基团亲油基团叔胺盐季胺盐仲胺盐伯胺盐聚氧乙烯多元醇羟酸酯多元醇羟酸酯硫酸性乳化剂现在学习的是第29页，共31页HLB值值 亲油亲水平衡值亲油亲水平衡值基本概念：HLB是用来衡量表面活性剂分子中的亲水部分同亲油部分强弱的物理量，大多数HLB值介于0到40之间。变量关系：lHLB值越低，亲油性越大lHLB值越高，亲水性越大现在学习的是第30页，共31页现在学习的是第31页，共31页