丙烯酸汽车涂料的工艺流程原理

       【全球涂料网资讯中心】汽车涂料是随着汽车工业的深化发展应运而生的涂料品种。汽车涂料硬度高、耐水耐碱性好，色泽丰富，备受人们的欢迎。

    叔碳酸缩水甘油脂（E-10）与三聚氰胺树脂交联的羟基聚合物为原料进行化学反应，生成的高性能丙烯酸涂料是一种性能优异的汽车涂料，以下对之展开简要分析。

    一，高性能丙烯酸涂料的合成原理及工艺流程

    1.1 高性能丙烯酸涂料的合成原理简介

     高性能丙烯酸涂料的合成原理：E-10是环氧基化合物，它可以与丙烯酸（AA）或者甲基丙烯酸（MAA）反应从而在催化剂的作用下生产中间产物ACE，再与丙烯酸树脂发生聚合反应，生成叔碳酸缩水甘油酯改性羟基丙烯酸树脂，即丙烯酸涂料。

    1.2 高性能丙烯酸涂料的工艺流程研究

    1.2.1 ACE的合成工艺流程研究

    在丙烯酸涂料的合成过程中，ACE是中间产物，它的出现解决了（E-10）与丙烯酸酯很难直接聚合的难题，但合成ACE时必须注意控制（E-10）和AA单体的加入速度和反应炉的温度。

    如果原料加入过慢或温度过高，会导致阻聚剂效率下降，从而使过氧化物 M1-o-o-M2分解成M1-O和M2-O自由基，即使重新引发聚合反应，最终合成的ACE也难以与丙烯酸发生聚合反应，失去了合成ACE的本来意义。

    在E-10与AA反应形成ACE的过程中，E-10的环氧化物基团中的环会被打开，形成羟基融入到丙烯酸聚合物中，这时候叔碳酸能对交联提供位阻保护效应，因为叔碳酸结构疏水而庞大，所以可以有效的防治水解，造就了聚合物具有十分优良的特性。如耐水性、颜料湿润性、高光泽、低粘度等。

    1.2.2 引发剂用量的研究

    在此聚合反应中，选择合适的引发剂对丙烯酸树脂来说是非常重要的，因为引发剂对树脂的相对分子质量影响很大，而且引发剂的半衰期需要匹配树脂的合成温度。

    现在工业通常选择二叔戊基过氧化物作为引发剂，因为它既不会对自由基夺氢，又易于产生线性聚合反应，从而使生成的聚合物拥有较低的粘度和较好的性能，但引发剂的用量并非越多越好。引发剂的增多，会增加反应活性，提高反应速率，从而导致聚合物的相对分子质量的降低，影响产品的质量，而且增加成本。生产实践表明，引发剂的用量为单体的总量的3%较好。

    1.2.3 丙烯酸树脂Tg的影响研究

    丙烯酸树脂的Tg的高低直接影响丙烯酸树脂的硬脆性。在生产中如果设置较低的Tg值，将有利于固体丙烯酸树脂的制备，但会是丙烯酸树脂的黏度增加、柔韧和耐冲击性降低；而 34 值过低会降低涂膜的硬度，使涂层的附着力变差，干燥速率变慢，影响涂膜的性能。所以必须选择合适的Tg值，才能使丙烯酸树脂具有优良的柔韧性和硬度，经过实验证明，Tg值为40-50℃时，涂膜的各项性能最优。

    1.2.4 反应温度的影响研究

    在丙烯酸树脂的最终合成过程中，影响其相对分子质量的关键因素之一是反应温度。但在丙烯酸聚合物的合成反应中温度过高或过低都不好，它的反应温度需要匹配聚合反应引发剂的半衰期，如果聚合温度过低，聚合反应将以自由基耦合为主，其相对分子质量太过分散，使树脂的粘度过高，性能也不佳。如果聚合反应的温度超过150℃，其相对分子质量的分散系数降低，合成树脂的粘度也降低，但大大加快了引发剂的消耗，链自由基的歧化反应增加，是树脂中的残余单体较多，影响成品漆的性能。尤其大大降低了漆的耐久性和耐酸性。

    经过试验得出，反应炉里的温度以控制在140-145℃（溶剂二甲苯的出馏点）为最佳。既可以满足各项反应条件，又便于控制反应炉的温度稳定。

    1.2.5 链转移剂的用量研究

    链转移剂的主要作用是通过转移链自由基，来调节丙烯酸树脂的相对分子质量，使丙烯酸具有较为狭窄的相对分子质量分布，从而优化丙烯酸树脂漆的性能。在此反应过程中，链转移剂浓度过大，会增加引发剂消耗，降低转化率。过低则无法实现调节相对分子质量的目的。

    试验证明，链转移剂的用量为1%时，合成的树脂分子最佳，其耐水性和硬度均大于其他用量。

    结论

    本文首先对高性能丙烯酸树脂涂料的合成原理进行了具体的描述，然后对高性能丙烯酸树脂涂料工艺过程的分析和研究，尤其对反应过程中的反应温度的影响，引发剂和链转移剂的用量影响等进行了具体的分析和研究。通过这些研究，大大提高了丙烯酸树脂的各项性能指标，为丙烯酸的生产者提供有效的借鉴。

    实践表明，丙烯酸树脂涂料制造工艺简单、价格便宜，比其他涂料具有更好的耐水性、耐酸性，是一种性能十分优良的环境友好型汽车涂料。（来源：全球涂料网 / 本文作者：王静，马欣）

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