0 前言

現(xiàn)今社會，生活、生產節(jié)奏越來越快，許多工程都面臨著工期短，要求在保質保量的前提下盡快完工的問題，因此，越來越多的客戶提出要求：讓油漆在性能得到保證的前提下，能夠快速干燥成膜。雖然有許多樹脂可以實現(xiàn)快干性能，如硝酸纖維素、高氯乙烯、氯化橡膠、熱塑性丙烯酸等，但它們均價格較高，且在性能上或多或少有一些弊病：有的戶外耐候性差，如硝基漆、氯化橡膠漆；有的漆膜豐滿度不佳，實干不好，如熱塑性丙烯酸，種種弱點造成其適用性不強。本實驗用丙烯酸改性醇酸樹脂，既保留醇酸樹脂豐滿度好、容易施工等特點，又繼承了熱塑性丙烯酸樹脂快干的特點，增強了耐候性能，且成本較低，有著突出的性價比。

丙烯酸改性醇酸樹脂有 2 種方法可實現(xiàn)：一是共聚法，先引用帶共軛雙鍵的原料制備醇酸樹脂，再將其與丙烯酸單體在引發(fā)劑引發(fā)下進行自由基聚合，此法存在樹脂組分不均勻，制得的漆膜耐溶劑性能較差等問題，同時由于要消耗醇酸組分中的共軛雙鍵造成樹脂整體性能下降。另一種方法為酯化法：將丙烯酸單體通過引發(fā)劑加成聚合，先制成丙烯酸樹脂，以其帶極性的官能團，如羥基、羧基、環(huán)氧基團與醇酸樹脂中的羥基或羧基進行酯化縮聚實現(xiàn)嫁接，酯化法制得的丙烯酸改性醇酸樹脂避免了共聚法的一些弊端，所得樹脂的性能更為優(yōu)異，本實驗采用酯化法。

1 實驗部分

1.1 主要原材料

甲基丙烯酸甲酯，工業(yè)級；苯乙烯，工業(yè)級；丙烯酸丁酯，工業(yè)級；α - 甲基丙烯酸，工業(yè)級；過氧化苯甲酰，分析純；鏈轉移劑，試劑級；二甲苯，工業(yè)級；豆油酸，工業(yè)級；季戊四醇，工業(yè)級；苯酐，工業(yè)級；苯甲酸，工業(yè)級；鈦白粉，金紅石型，工業(yè)級；氧化鐵紅，工業(yè)級；硫酸鋇，工業(yè)級。

1.2 丙烯酸共聚物的制備

1.2.1 配方

制備配方見表 1 。

表 1 丙烯酸共聚物的制備配方

1.2.2 合成工藝

將二甲苯裝入有攪拌器、溫度計、加料漏斗、回流冷凝管的四口燒瓶中，加熱升溫至回流，將引發(fā)劑、鏈轉移劑及單體按配比混合均勻，倒入加料漏斗中。回流 5~30 min 后開始滴加單體混合物，控制在 3~6 h 內滴完，然后保溫 0.5~2 h ，追加引發(fā)劑一次，保溫 0.5~2 h ，追加第二次引發(fā)劑，保溫 0.5~2 h ，降溫，出料備用。

1.2.3 性能指標

丙烯酸共聚物的性能指標見表 2 。

表 2 丙烯酸共聚物的性能指標

1.3 丙烯酸改性醇酸樹脂的制備

1.3.1 配方（表 3 ）

表 3 丙烯酸改性醇酸樹脂的配方

1.3.2 合成工藝

將所有物料投入帶攪拌器、溫度計、回流冷凝管的四口燒瓶中，逐漸升溫至 180~ 200 ℃ 后保溫反 應，3 h 后開始每小時抽樣測粘度、酸值，當指標合格后降溫兌稀。

1.3.3 性能指標（表 4 ）

表 4 丙烯酸改性快干醇酸樹脂的性能指標

1.4 成漆實驗

用丙烯酸改性快干醇酸樹脂分別制備快干醇酸磁漆及醇酸底漆，配方見表 5 、 6 。

表 5 快干白磁漆配方

表 6 快干鐵紅底漆配方

1.4.1 漆漿制備工藝

將配方量的樹脂稱量于配料缸中，加入潤濕分散劑、膨潤土膠，用高速分散機攪拌均勻后，依次投入顏料、填料，攪拌均勻后至砂磨機中研磨，磁漆細度≤ 20 μ m ，底漆細度≤ 50 μ m ，細度合格后移至調漿缸，加入消泡劑、催干劑調整性能，加入溶劑調整粘度，包裝前 15 min 加入防結皮劑，攪拌均勻后包裝。

1.4.2 成品漆性能檢測結果（表 7 、 8 ）

表 7 快干白磁漆性能檢測結果

表 8 快干鐵紅底漆性能檢測結果

由以上實驗結果可知：采用自制丙烯酸改性快干醇酸樹脂制成的油漆，不僅干性顯著提高，而且性能均符合醇酸類漆的各項指標；制成的面漆不僅干燥迅速，而且耐鹽水、耐鹽霧等各項耐性指標顯著提高。

2 結果與討論

2.1 丙烯酸共聚物的合成

2.1.1 甲基丙烯酸用量的影響

在共聚物的分子中，我們利用甲基丙烯酸引入羧基基團，使其與醇酸鏈段上的羥基發(fā)生接枝反應以達到改性的目的，顯然引入含羧基的甲基丙烯酸的成本較低。其用量太少則共聚物分子上分布的羧基數(shù)量少且不均勻，必然影響到改性樹脂的性能，達不到改性的目的；用量太多，則共聚物粘度也隨之增大，反應不易控制，不同甲基丙烯酸用量的影響見表 9 。

表 9 甲基丙烯酸用量的影響

經過實驗，確定α - 甲基丙烯酸用量為 2.5%~4% 時較為合適。

2.1.2 鏈轉移劑

使用鏈轉移劑可有效降低共聚物的相對分子質量，調節(jié)樹脂相對分子質量的分布，實驗中選擇十二烷基硫醇作為鏈轉移劑，其用量以 0.05%~0.1% 為宜。

2.1.3 固含量的確定

由于大于 60% 固含量的丙烯酸共聚物粘度較大，在生產和操作中會帶來諸多的不便，故固含量定為 60% 為宜。

2.1.4 引發(fā)劑

引發(fā)劑我們選用的是過氧化苯甲酰，首先此引發(fā)劑價格較低，其次其來源較廣易于購買，其用量經多次實驗確定為 1.5%~3.0% ，用量少樹脂粘度太大，用量多樹脂粘度可以降低一些，但成本增加。

2.2 改性醇酸樹脂的合成

2.2.1 催化劑的使用

催化劑的使用可明顯加快樹脂的酯化反應速度，未加催化劑的反應時間長達 12 h 之多，而加入整個配方的 0.05%~0.1% 催化劑后，反應時間可縮短到 6~7 h 左右，效果非常明顯，且反應較平穩(wěn)，易于控制。

2.2.2 丙烯酸共聚物的影響

丙烯酸共聚物的用量對最終樹脂的性能有至關重要的影響，丙烯酸共聚物用量太多，則可能導致樹脂混容性較差而混濁，且樹脂的性能較差，成本較高；用量太少，則丙烯酸分子鏈段少，而無法體現(xiàn)出改性的作用。通過比較發(fā)現(xiàn)，選用 25% 丙烯酸共聚物樹脂液是一種經濟且性能較好的比例，見表 10 。

2.2.3 反應溫度的影響

合成反應中，反應溫度過低，則反應速度慢，反應時間長；反應溫度過高，則會導致反應后期難以控制，且會使樹脂的顏色加深。通過實驗確定合適的溫度范圍為 190~ 210 ℃ 。

表 10 丙烯酸共聚物用量對快干白磁漆性能的影響

3 結語

用丙烯酸共聚物改性醇酸樹脂制得的油漆，兼具兩種樹脂性能的優(yōu)點，同時克服了缺點，干燥速度大大加快，可以滿足大量用戶的需求，同時，其性價比較高，因而市場前景非常廣闊。