改性丙烯酸樹(shù)脂的研究及成果

隨著工業(yè)的日益發(fā)展, 改性樹(shù)脂材料研究越來(lái)越受到人們的關(guān)注, 丙烯酸樹(shù)脂具有透明度好、色澤光亮、耐腐蝕、附著力好、韌性好等特點(diǎn), 在涂層材料中使用較多。然而在特定環(huán)境下, 普通丙烯酸樹(shù)脂的使用存在一定的性能缺陷, 主要在機(jī)械性能、抗污性能、硬度、耐腐蝕等方面表現(xiàn)不佳, 影響了丙烯酸樹(shù)脂的發(fā)展與應(yīng)用。近年來(lái), 隨著科技的發(fā)展, 環(huán)保要求不斷提高, 改性丙烯酸樹(shù)脂成為環(huán)保材料的重要選擇。國(guó)內(nèi)外研究者進(jìn)行了相關(guān)研究, 在有機(jī)硅改性、有機(jī)氟改性、聚氨酯 (PU) 改性、環(huán)氧改性、有機(jī)氟硅改性、納米材料改性等方面都取得了較好成果。

1 有機(jī)硅改性

丙烯酸樹(shù)脂熱塑性較好, 主要為線性分子, 聚合物基本無(wú)交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 而耐水性、抗污性、耐高低溫性等較差, 使其在很多領(lǐng)域應(yīng)用受限。有機(jī)硅有鍵能較高的硅氧鍵, 具有穩(wěn)定性好、表面能較小、分子體積大、耐腐蝕性好、抗污性及抗化學(xué)腐蝕性好等特點(diǎn)。用有機(jī)硅對(duì)丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行改性能提高后者的耐水、抗污、耐候等性能, 應(yīng)用范圍涉及印花、黏合劑、皮革修飾、汽車面漆等領(lǐng)域。

2 有機(jī)氟改性

有機(jī)氟單體鏈中含有C—F基團(tuán), 從而使有機(jī)氟丙烯酸單體具有良好的疏水性和疏油性[6]。同時(shí)丙烯酸酯與有機(jī)氟丙烯酸酯聚合物具有良好的相容性。在丙烯酸樹(shù)脂共聚物中引入含氟單體, 得到的有機(jī)氟改性丙烯酸樹(shù)脂聚合物既有丙烯酸酯聚合物優(yōu)異的成膜性能, 也具備含氟共聚物良好的穩(wěn)定性、疏油性、疏水性等, 有效改善了樹(shù)脂涂膜的表面特性。因此, 氟改性丙烯酸樹(shù)脂具有較強(qiáng)的耐化學(xué)性, 優(yōu)異的耐水、抗污、耐油性和良好的成膜性、黏結(jié)性和柔韌性等, 廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、船舶、軍工等高科技領(lǐng)域[7]。

3 聚氨酯改性

聚氨酯具有良好的耐寒性、耐化學(xué)品性、黏結(jié)強(qiáng)度等, 將聚氨酯與丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合改性, 可使涂膜克服丙烯酸酯耐高低溫、耐溶劑性差等問(wèn)題, 兼具聚氨酯和丙烯酸的優(yōu)良性能, 可廣泛應(yīng)用于汽車輪轂、膠黏劑、油墨、建筑涂料等領(lǐng)域。

4 環(huán)氧改性

環(huán)氧樹(shù)脂黏附性好、強(qiáng)度高, 然而其戶外耐候性稍差。常見(jiàn)的環(huán)氧改性丙烯酸酯的方法主要有接枝共聚法和酯化共聚法。改性后的丙烯酸樹(shù)脂膜可兼具較好的耐候性、光澤性、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性等。改性后的樹(shù)脂乳液可應(yīng)用于金屬表面涂膜處理、塑料表面處理等。

5 有機(jī)氟硅共改性

用氟硅改性陽(yáng)離子丙烯酸樹(shù)脂, 使用甲基丙烯酸六氟丁酯、乙烯基三丙氧基硅烷2種功能單體改性, 研究了2種功能單體的加入比例對(duì)電泳漆膜和樹(shù)脂性能的影響。當(dāng)w (有機(jī)氟單體) 、w (有機(jī)硅單體) 均為9%時(shí), 可改善電泳漆膜的疏油性和疏水性。漆膜對(duì)二碘甲烷的接觸角達(dá)到96.3°, 水接觸角為106.4°, 光澤度為94.8°。氟硅單體的加入還表現(xiàn)出較好的性價(jià)比與耐污性。

6 納米材料改性

粒徑在1～100 nm的粒子具有獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)等, 從而表現(xiàn)出光吸收作用、強(qiáng)化學(xué)活性、熱穩(wěn)定性等。將化學(xué)試劑改性的納米粒子添加到丙烯酸樹(shù)脂中, 可增加丙烯酸乳液的流變性, 進(jìn)一步給予材料導(dǎo)電、吸收波、自清潔、抗靜電、抗菌、隱身等特殊性能, 這已成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

丙烯酸樹(shù)脂作為涂膜的基本材料, 應(yīng)用范圍廣泛, 研究者通過(guò)對(duì)丙烯酸樹(shù)脂的改性研究, 優(yōu)化了丙烯酸樹(shù)脂在民用、軍用等領(lǐng)域的使用范圍, 提高了其性能。在未來(lái)的發(fā)展中, 改性丙烯酸樹(shù)脂將沿著可持續(xù)發(fā)展的道路, 不斷向多功能、環(huán)保化、特殊化等方面發(fā)展。在不斷改善性能的同時(shí), 環(huán)保生產(chǎn)及應(yīng)用將是最終研究方向。