醇酸树脂的改性研究

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脂为主要成膜物质的一类涂料,可在常温下干燥,漆膜坚硬光亮,具有优良的耐候性,主要作为工业涂料和建筑涂料。我国醇酸树脂涂料的研究则起源于上世纪60年代,至今也有几十年的历史了。经过几十年的发展,醇酸树脂涂料的合成技术成熟,原料容易获得,涂膜综合性能良好,具有很好的涂刷性和润滑性,但也存在一些明显的缺点:涂膜干燥缓慢,硬度低,耐水性、耐腐蚀性差,户外耐候性不佳等,需要通过改性来满足性能要求[11]。 4.1 丙烯酸树脂改性醇酸树脂涂料

丙烯酸树脂和醇酸树脂各有其优点,通过丙烯酸树脂改性醇酸树脂,可以改进醇酸树脂涂料的干性、硬度、抛光性和耐候性,用丙烯酸树脂改性醇酸树脂的方法大致可以分为物理混合法和化学改性法。改性后的树脂兼具了丙烯酸树脂和醇酸树脂的特点,其漆膜性能,特别是干性,硬度及耐水性都有很大的提高[12]。 4.2 有机硅改性醇酸树脂涂料

有机硅涂料具有优良的耐热性及电绝缘性,耐高温,耐潮湿,抗水性及耐大气腐蚀性,是由于Si-O键能大(443.8 kJ/mol,C-C键能为347kJ/mol),将有机硅树脂引入醇酸树脂涂料可以大幅度提高醇酸树脂涂料的耐热性能和耐候性能。 4.3 苯乙烯改性醇酸树脂涂料

苯乙烯改性醇酸树脂涂料具有快干、硬度高、色泽浅、成本低和耐水性好等优点,广泛用于制备快干漆和船舶漆,使醇酸树脂的重要品种。梁志岗[13]用桐油合成基础醇酸树脂,再用后苯乙烯化的工艺路线来改性醇酸树脂,得到的产品性能优良,明显缩短了重涂时间和施工周期,节省了工时,降低了成本,结果表明,10 %~20 %的桐油含量,基础醇酸树脂酸价,粘度的大小及加聚共聚合的工艺路线均对共聚物的组成和产品的质量有较大影响。而叶代勇等[14]的研究则表明苯乙烯改性醇酸树脂分子质量对产品的性能影响较大,用二甲苯为溶剂,引发剂在2%~2.5%(质量分数),温度为130~140℃,分批加入引发剂,通过调整产物的分子质量,可以得到性能较好的苯乙烯改性醇酸漆。苯乙烯改性醇酸树脂的过程中,由于含有大量的苯乙烯均聚物,而苯乙烯与醇酸树脂的相容性差,这有可能导致苯乙烯改性醇酸树脂漆膜外观差,不耐冲击,附着力低。瞿金清等

[15]

采用顺丁烯二酸酐的衍生物和苯乙烯与基体醇酸树脂反应,将顺酐衍生物引

入接枝醇酸树脂和苯乙烯链上,使苯乙烯极性官能化,从而提高苯乙烯与醇酸树

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脂的共混相容性,并相应的提高了苯乙烯改性醇酸树脂的耐冲击性及漆膜的附着力。

4.4 纳米材料改性醇酸树脂涂料

纳米材料具有特异的功能,如纳米粒子活性高,比表面积大,加入到有机涂料中,将对传统涂料的性能提高和新型功能涂料的研制起到促进作用。利用均匀沉淀法制备的纳米Ag,纳米TiO2,纳米SiO2等材料,并将它们以1%的比例加入到醇酸树脂涂料中,可以使涂料的抗菌性和耐酸碱性都得到明显提高。由于纳米粒子表面活性高,易于凝聚,因此在改性过程中应加入合适的分散剂。纳米金红石型TiO2(二氧化钛)粒径很小,比表面积大,界面原子所占的比例大而具有优异的屏蔽作用[16]。但对纳米粒子而言,由于粒子表面活性较高,各粒子之间可产生极高的界面力,从而使粒子极易集聚成凝聚体,即使在分散剂存在的前提下,还应利用高速搅拌机进行预分散,并用砂磨机再进行充分分散直至料浆无凝聚。利用TiO2纳米粒子改性的有机醇酸树脂可以改善涂料的抗老化性能,提高材料耐磨性,并有效改善醇酸树脂的涂层抗紫外辐射性能[17]。

5 醇酸树脂的应用

醇酸树脂主要用作涂料、油漆,在金属防护、家具、车辆、建筑等方面有广泛应用,也可用作漆包线的绝缘层,制成油墨大量应用于印刷工业,此外也用于制造模压塑料。

醇酸树脂作为涂料应用约占95%,它是所有涂料树脂中使用最广的一种。其余5%作为胶黏剂、增韧剂、油墨和模塑料。醇酸树脂是涂料用合成树脂中产量最大、用途最广的一种。它可以配制自干漆和烘漆,民用漆和工业漆,以及清漆和色漆。醇酸树脂的油脂种类和油度对其应用有决定性影响[18]。

(1)独立作为涂料成膜树脂,利用自动氧化干燥交联成膜。干性油的短、中、长油度醇酸树脂具有自干性,其中中、长油度的最常用;醇酸树脂具有自干性可以配制清漆和色漆。

(2)醇酸树脂作为一个组分(羟基组分)同其它组分(亦称为固化剂)涂布后交联反应成膜。该类醇酸树脂主要为短、中不干性油醇酸树脂。其合成用椰子油、篦麻油、月硅酸等原料。其涂料体系主要有同氨基树脂配制的醇酸-氨基烘漆,同多异氰酸酯配制的双组分聚氨脂漆等。

(3)改性树脂。主要作为改性剂(或增塑剂)以提高硝酸纤维素、氯化橡

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胶、过氯乙稀树脂的韧性,制造溶剂挥发性涂料。此类树脂通常用短油度不干性油醇酸树脂

6 醇酸树脂涂料的发展前景

上世纪30~40年代人们开始研究制备醇酸树脂,醇酸树脂涂料也是发展较早的品种,我国醇酸树脂涂料的研究则起源于上世纪60年代,至今也有几十年的历史了。在20世纪90年代之前,其使用范围非常广泛。它可以涂在金属制品上,如中低档机电设备、货运汽车、公共汽车上,也可以涂在中低档木质家具、建筑工程门窗上等,是一种很受欢迎的廉价品种[19]。醇酸树脂涂料按用途可分为七类:(1)通用醇酸树脂涂料,综合性能好,用途广,适用于机械、电机、建筑、军事等工业的涂装。(2)外用醇酸树脂涂料,自干、耐候性和耐久性好,用于桥梁等户外涂装。(3)快干醇酸树脂涂料,附着力好,防锈力强,用作各种金属、木材等的底漆及防锈漆。(4)醇酸树脂绝缘涂料,快干,适用于连续性生产的机械产品的涂装。(5)醇酸树脂皱纹涂料,耐热、绝缘,用于电机等涂装。(6)水溶性醇酸树脂涂料,皱纹清晰,装饰性好,用于仪器仪表等涂装。(7)醇酸树脂底漆和防锈漆,附着力强、耐久力好,用于汽车、机械、仪器等的电沉积涂装生产。随着科学的发展,新的涂料原料品种不断出现。采用醇酸树脂制造的涂料,酸值低,能溶解于多种有机溶剂,并能与其他多种合成树脂改性。因此具有良好的混溶性和提高它的物理或化学性能[20]。改性醇酸树脂的生产,开始摆脱了几千年来涂料工业以干性油和天然脂为订原料制造涂料的历史,从而促进了涂料工业向现代化发展。

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结束语

通过此次综述的写作,让我更加清楚的了解了醇酸树脂的研究发展过程,了解了树脂工艺的重要性,随着社会的发展,醇酸树脂也在相随着发展,只有发展才能跟上社会的脚步。醇酸树脂及其涂料的水性及改性的研究也正是社会发展的产物,而醇酸树脂涂料的应用也是现在最重大、最广泛的品种之一,近几年醇酸树脂涂料的年产量稳定在35万吨左右,预计我国醇酸树脂涂料发展的趋势是在稳定现有产量基础上有一定的增加。

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