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自交联型水性丙烯酸树脂的合成及性能研究

作　者: 邢炳亮
导　师: 孙宁
学　校: 五邑大学
专　业: 应用化学
关键词: 丙烯酸树脂甲基丙烯酸四氢糠基酯自交联阳离子型电泳
分类号: TQ325
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

丙烯酸树脂具有很高的光、热和化学稳定性；交联型丙烯酸树脂更具有耐水、耐溶剂等性能；水性丙烯酸树脂则具有环保、污染少、可应用于电泳涂装等优点；而交联型水性丙烯酸树脂则兼具以上多种优点,因而市场需求大,附加值高。但目前市场上使用的大多为国外产品,国内尚无自主研发的产品出现。因此研发自交联型水性丙烯酸树脂有着重要的理论和实际意义。本文采用丙二醇甲醚醋酸酯和N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,利用甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)和其他单体进行自由基溶液聚合,然后酸化,得到阳离子丙烯酸树脂。通过丙烯酸树脂的水溶性、分子量、玻璃化温度等指标来调整树脂合成的配方和工艺；分析树脂水溶性的影响因素；研究引发剂、单体滴加时间等对漆膜性能的影响。得出DMAEMA用量为15%,以偶氮二异丁腈为引发剂,其用量为2%、单体滴加时间为3h,保温时间为1.5h、反应温度为85℃的工艺条件较佳,合成出的自交联水性丙烯酸树脂分子量为8433,分散系数仅为1.96。甲基丙烯酸四氢糠基酯具有环状醚基结构,目前广泛应用于软骨组织修复树脂及牙齿修复树脂,在胶黏剂合成方面也有应用,但在涂料中尚未见有应用。本文将其引入涂料用树脂的合成,研究其对树脂及其涂膜性能的影响。结果表明甲基丙烯酸四氢糠基酯的较优用量为15%,其引入使丙烯酸树脂的附着力由1级升为0级,摆杆硬度由0.691增加到0.739,同时也能增加树脂的水溶性。甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)具有桥环结构,其引入能降低树脂的黏度。树脂合成中引入IBOMA以便合成高固体份丙烯酸树脂。研究结果表明树脂合成中加入少量IBOMA能降低树脂黏度,但用量超过5%后再增加,降低树脂黏度效果就不大明显。综合考虑IBOMA用量为5%较合适。合成的树脂固含量可达65%。通过傅立叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪等对漆膜固化反应温度、反应机理、玻璃化转变温度等进行了研究。结果表明漆膜固化温度在156℃附近,固化反应为羟基之间反应,固化前树脂的玻璃化温度为50.3℃,固化后树脂玻璃化温度升高为58.4℃。在电泳涂装工艺研究中,讨论了电泳槽液的固体份、电泳电压、电泳时间、槽液温度、槽液pH值、流平剂用量等参数对漆膜厚度和外观的影响。研究结果表明漆液固体份：15%、电泳电压：120V、电泳时间：120s、槽液pH值：5.86、槽液温度：28℃、流平剂用量：2%为较优工艺条件。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-25
  1.1 概述  11-12
  1.2 自交联水性丙烯酸树脂的特点  12-13
  1.3 自交联水性丙烯酸树脂国内外研究现状  13-20
    1.3.1 水性丙烯酸树脂的发展  13
    1.3.2 阳离子丙烯酸单体分类  13-14
    1.3.3 阳离子丙烯酸的合成  14-15
    1.3.4 丙烯酸的自交联的发展  15-16
    1.3.5 丙烯酸交联单体种类  16-17
    1.3.6 丙烯酸树脂交联反应  17-20
  1.4 自交联水性丙烯酸树脂的发展趋势  20-21
    1.4.1 高固含量自交联水性丙烯酸树脂  20-21
    1.4.2 高附着力自交联水性丙烯酸树脂  21
    1.4.3 其它发展趋势  21
  1.5 自交联丙烯酸树脂的应用  21-23
  1.6 本课题研究的意义和内容  23-25
    1.6.1 本课题研究的意义  23-24
    1.6.2 本课题研究的内容  24-25
第二章自交联型水性丙烯酸树脂的合成  25-58
  2.1 引言  25-26
  2.2 实验部分  26-33
    2.2.1 实验原料  26-27
    2.2.2 实验设备  27-28
    2.2.3 实验仪器  28
    2.2.4 丙烯酸树脂配方  28-29
    2.2.5 丙烯酸树脂合成工艺流程  29
    2.2.6 实验测试方法  29-33
  2.3 阳离子型丙烯酸树脂聚合的基本原理  33-35
  2.4 阳离子型丙烯酸树脂的合成设计  35-41
    2.4.1 单体的研究  36-37
    2.4.2 共聚物的水溶性  37-38
    2.4.3 共聚物的分子量  38
    2.4.4 共聚物的玻璃化温度  38-40
    2.4.5 共聚物的交联反应  40-41
  2.5 结果与讨论  41-55
    2.5.1 单体的研究  41-44
    2.5.2 水溶性影响因素的研究  44-47
    2.5.3 分子量的研究  47-52
    2.5.4 玻璃化温度的研究  52
    2.5.5 交联反应的研究  52-55
  2.6 综合性能测试  55-56
  2.7 本章小结  56-58
第三章自交联型水性丙烯酸树脂电泳涂装工艺的研究  58-70
  3.1 引言  58-59
  3.2 电泳漆涂漆法  59
    3.2.1 材料与仪器  59
    3.2.2 电泳涂漆  59
    3.2.3 性能检测  59
  3.3 电泳基本原理  59-62
  3.4 电泳工艺参数对漆膜质量的影响  62-69
    3.4.1 漆液固体份对漆膜厚度和外观的影响  62-63
    3.4.2 电泳时间对漆膜厚度及外观的影响  63-64
    3.4.3 电泳电压对漆膜厚度及外观的影响  64-66
    3.4.4 电泳槽液pH值对漆膜厚度和外观的影响  66-67
    3.4.5 电泳槽液温度对漆膜厚度和外观的影响  67-68
    3.4.6 流平剂加入量对漆膜的影响  68-69
  3.5 本章小结  69-70
第四章结论  70-71
参考文献  71-77
攻读学位期间发表的学术论文  77-78
致谢  78

自交联型水性丙烯酸树脂的合成及性能研究

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