丙烯酸樹脂是指由丙烯酸及其酯和甲基丙烯酸及其酯的聚合物和共聚物。
性能特點:
« 色淺。水白,透明。
« 耐光、耐候性佳。戶外曝曬耐久性強,耐紫外光照射,不易分解或變黃,能長期保持原有的光澤及色澤。
« 耐腐蝕。酸、堿、鹽、油、洗滌劑。
« 耐熱。170℃溫度下不分解,不變色。
第一節 丙烯酸樹脂的性能與組成的關系
一、聚合物結構的影響
(一)α碳原子上取代基的影響
α碳原子上存在甲基時,聚合物鏈的σ旋轉受阻。因此,與聚丙烯酸酯相比較,聚甲基丙烯酸酯的抗張強度較大,Tg高,伸長率下降。
E.g., PMMA,Tg=105℃; PMA,Tg=9℃.
PMMA是固體塑料,而PMA是軟的彈性體。
圖10.1 聚丙烯酸酯的脆化溫度 |
烷基酯的烷基基團大小對性能也有明顯的影響。
1. 酯側鏈基團增大,則側基鏈段的運動能力也相應增加,由此引起比容增加,抗張強度下降,延伸率上升。
2. 酯基的碳鏈長則極性小,故其親水性變小,耐油性變差。
(三)聚合物組成的影響
1.玻璃化溫度及對涂料性能的影響
Tg低的涂料,較易流平,不易起泡,但硬度下降,強度下降,耐擦傷性較差,抗沾污性也較差。
Tg高的涂料,漆膜的硬度、抗張強度、耐擦傷性提高,但柔韌性及抗沖擊強度下降。
聚丙烯酸酯涂料的玻璃化溫度可由正式求得:
其中Tgi為共聚物中i均聚物的玻璃化溫度;Wi為共聚物中i均聚物的重量分數。
表10.1 丙烯酸樹脂的玻璃化溫度
聚丙烯酸酯 |
Tg(℃) |
聚甲基丙烯酸酯 |
Tg(℃) |
甲酯 乙酯 正丁酯 異丁酯 叔丁酯 2-乙基已酯 |
9 -22 -56 -22 43 -82 |
甲酯 乙酯 正丁酯 異丁酯 叔丁酯 2-乙基已酯 |
105 65 20 53 114 -10 |
2.共聚物中單體類型的影響
單體的種類對共聚樹脂有重要影響。
表10.2 影響涂膜性質的單體
涂膜的性能要求 |
推薦的單體 |
室外耐久性 |
甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯 |
硬度 |
MMA、St、甲基丙烯酸和丙烯酸 |
柔韌性 |
BA、EA和丙烯酸2-乙基已酯 |
耐污性 |
短鏈的甲基丙烯酸酯類 |
抗水性 |
MMA、St、長鏈的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯 |
耐擦性 |
MMA、AN |
耐溶劑和耐油脂 |
AN、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸 |
粘結性 |
甲基丙烯酸和丙烯酸 |
分子量高些的高聚物在拉伸強度、彈性、延伸率等物理機械性能方面較低分子量的要優良得多,但對涂料來說太高的分子量又有溶解性差,施工性能差以及涂料固體分含量不高等缺點。
« 熱塑性涂料,分子量上升,則分子鏈間的纏結越緊密,形成涂膜的致密度越高,因而涂膜的韌性和耐老化性也得到增強。但MW>90000后,影響不明顯。
« 熱固性涂料,因為可以通過烘烤交聯提高分子量,達到提高各種性能的目的,所以可以做得分子量稍低,只要便于施工。