| 汽車(chē)修補(bǔ)漆用羥基丙烯酸樹(shù)脂的研制 |
| 【日期】 2016年1月25日
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汽車(chē)修補(bǔ)漆用羥基丙烯酸樹(shù)脂的研制
吳若安，洪連周，楊鵬程，羅均龍，柳泉潤(rùn)(中海油能源發(fā)展股份有限公司惠州石化分公司，廣東 惠州 516086)
進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)汽車(chē)業(yè)呈現(xiàn)出狂飆式發(fā)展，到2012年第一季度，私人汽車(chē)擁有量已達(dá)到8650 萬(wàn)輛，我國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量從2001 年占全球的4.3 %，攀升至2010 年的23.5 %，成為汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)第一大國(guó)。截止2014 年末，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量已連續(xù)6 年穩(wěn)居世界第一位，成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)。
隨著汽車(chē)行業(yè)的繁榮發(fā)展，汽車(chē)涂料的需求量也隨著不斷攀升。據(jù)了解，2010 年我國(guó)汽車(chē)涂料產(chǎn)量達(dá)88.2 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)31 %。與此同時(shí)，汽車(chē)修補(bǔ)漆的需求量獲得了連年穩(wěn)步增長(zhǎng)。由于丙烯酸樹(shù)脂制備的涂料具有良好的施工性、裝飾性、耐候性，保光、保色性，以及耐化學(xué)品、耐摩擦等性能，因此丙烯酸涂料在汽車(chē)修補(bǔ)漆領(lǐng)域得到了廣泛使用。其中，羥基丙烯酸樹(shù)脂涂料由于其干燥速度快，性能優(yōu)異，價(jià)格適中，成為極受歡迎的汽車(chē)修補(bǔ)漆。雖然行業(yè)發(fā)展迅速，但是經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，汽車(chē)修補(bǔ)漆在我國(guó)逐漸趨于飽和，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。所以，研究性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的汽車(chē)修補(bǔ)漆用羥基丙烯酸樹(shù)脂，成為目前汽車(chē)修補(bǔ)漆行業(yè)的發(fā)展方向之一。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 藥品與試劑
單體：苯乙烯(ST)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸正丁酯(n-BMA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羥乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，均為工業(yè)級(jí)；
溶劑：醋酸正丁酯(BAC)、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)，均為工業(yè)級(jí)；
引發(fā)劑：過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)，70%過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)，過(guò)氧化二異丙苯(DCP)，均為工業(yè)級(jí)。
1.2 儀器
電動(dòng)攪拌機(jī)(IKA EUROSTAR)；變壓器(人民電器集團(tuán)有限公司)；電熱套(DW-2 型調(diào)溫電熱器)；四口燒瓶、分水器、恒壓滴液漏斗、冷凝管(蜀牛)；TE 214s 分析天平(Sartorius Group)；BSA2202S-CW 電子天平(Sartorius Group)。
1.3 合成工藝
在四口燒瓶中加入部分溶劑，通氮?dú)�，加熱至一定溫度。利用半饑餓法將單體、引發(fā)劑的混合溶液在3~4 h 內(nèi)勻速滴加到反應(yīng)體系中。滴加完畢，在一定溫度下保溫1 h，分2~3 次補(bǔ)加引發(fā)劑和溶劑的混合液。此后，在一定溫度下保溫2~3 h，當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率≥99 %時(shí)，冷卻，出料。
1.4 反應(yīng)機(jī)理
目前，制備丙烯酸樹(shù)脂的主要方法是自由基聚合，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程包括鏈的引發(fā)、增長(zhǎng)和終止。合成該類(lèi)樹(shù)脂的方法有四種：即本體聚合，溶液聚合，懸浮聚合及乳液聚合。本文介紹的是溶液聚合法合成漆用羥基丙烯酸樹(shù)脂。所謂溶液聚合是指反應(yīng)原料單體直接在溶劑中進(jìn)行聚合，聚合反應(yīng)完畢后，即得到樹(shù)脂溶液。
樹(shù)脂合成是通過(guò)自由基聚合反應(yīng)來(lái)完成的。反應(yīng)機(jī)理分為三個(gè)階段進(jìn)行，一般形式為：
(1)R2(引發(fā)劑) → 2R．(初級(jí)游離基)(反應(yīng)條件為加熱)
R．＋Ｍ(單體)→RM．(單體游離基)(反應(yīng)條件為加熱)
(2)RM．+Mi(相同或不同單體)→RM．—Mi．(聚合鏈游離基)(反應(yīng)條件為加熱)
(3)RM—Mi．+M．j →RM—Mi—Mj(聚合樹(shù)脂)(反應(yīng)條件為加熱)
其中，M．j 可代表R．、RM．、RM—Mi．。
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