高固体分含氟羟基丙烯酸树脂的合成

作     者：赵贞 

作者单位：武汉工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：闫福安

授予年度：2015年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：高固体分 双组分 含氟羟基丙烯酸酯树脂 合成 

摘      要：高固体分羟基丙烯酸树脂溶剂用量少,符合当前社会发展的环保要求。丙烯酸聚氨酯涂料具有耐腐蚀性好、耐候性优、保光保色性强的特点,被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。氟碳涂料因其具有突出的防粘污、自清洁功能和优异的耐候、耐老化性能受到极大关注。本文将含氟丙烯酸酯类单体引入到羟基丙烯酸树脂中,制备具有良好疏水性能和机械性能的高固体分含氟羟基丙烯酸树脂,并对树脂的合成与涂料的制备及性能做出较为详细的研究。本论文利用甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酸正丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸-2-羟乙酯（HEMA）为基本单体,并引入叔碳酸乙烯酯（VV-10）、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯（AAEM）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（G04）功能单体,以二甲苯和乙酸丁酯的混合液为溶剂通过溶液聚合法合成得到高固含量含氟羟基丙烯酸酯树脂。主要研究了引发剂、链转移剂、羟值、玻璃化温度以及功能单体对树脂性能的影响,最终确定了较好的合成工艺和配方。结果表明:引发剂用量为单体总量的4%,链转移剂用量为单体总量的2%能起到降低树脂粘度的作用,功能单体VV-10用量为单体总量的10%3%,AAEM用量为单体总量的4%时树脂具有较好的耐水、耐溶剂性能,调节单体VV-10的用量、玻璃化温度和羟值还能起到降低树脂粘度的效果,玻璃化温度设定为20℃、羟值设定为92mgKOH/g时树脂的综合性能较好,G04的使用能够降低涂膜表面的自由能,增大涂膜的水接触角,用量为单体总量的26%时具有较大的接触角。试验中利用傅立叶红外光谱（FT-IR）、差式扫描量热仪（DSC）等对树脂进行了表征及分析,结果表明聚合反应顺利,丙烯酸酯类单体与功能单体反应完全。利用合成的高固含量含氟羟基丙烯酸酯树脂与多异氰酸酯固化剂进行交联固化,制备了双组份聚氨酯涂料。考察了固化温度、固化时间、催化剂用量和固化剂用量对固化后涂膜性能的影响。结果表明:当固化温度设定在120℃,固化时间定为20min,催化剂用量为总固体分的0.1%,固化剂用量为树脂总量的2/5时,所得到的漆膜性能较好。使用多种检测仪器对漆膜性能做出测试,检测结果表明:该树脂在硬度、耐水性、耐溶剂性、疏水性等性能上都有较好的表现,具有一定的使用价值。利用FT-IR、DSC及热重分析（TGA）等对固化前后的树脂特性进行表征,结果表明树脂与固化剂发生了交联反应。