環(huán)氧丙烯酸樹脂(也稱為丙烯酸環(huán)氧酯),是20世紀70年代開發(fā)的,一種主鏈段改性的環(huán)氧樹脂。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,通過在環(huán)氧樹脂分子鏈的一端,或兩端引入丙烯基不飽和雙鍵,使其既具有環(huán)氧樹脂的高附著力、高強度等優(yōu)良的力學性能,又可以通過自由基聚合而實現(xiàn)快速固化,尤其是可以利用紫外線、電子束固化等固化技術,從而大大拓展了環(huán)氧樹脂的應用領域。近年來世界環(huán)保日益法規(guī)完善、要求嚴苛,傳統(tǒng)的溶劑型涂料因為揮發(fā)性有機物(VOC)的排放受到了極大的沖擊,而以紫外光固化涂料(UVCC)、水性涂料、高固體分涂料,和粉末涂料為代表的環(huán)保型綠色涂料則應運而生,成為人們關注和研究的熱點。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家表示,可紫外光固化的環(huán)氧丙烯酸酯是一種廣泛使用的預聚物,其附著力強,耐化學腐蝕性好,涂膜硬度高、價錢便宜。丙烯酸系單體共聚物乳液,是乳液型涂料中的最主要的一類,丙烯酸系聚合物具有涂膜透明且耐候性好等優(yōu)點,但為了提高涂膜強度、耐磨性等性能時,通常需要進行高溫交聯(lián)反應,這大大限制了丙烯酸系共聚物乳液的應用范圍。
(1)反應溫度的影響 酯化反應屬放熱反應,且后3個副反應(見式(3)、式(5)),都能引起交聯(lián)而凝膠,因此反應過程中溫度控制非常重要,通常初期控制溫度在100℃左右,反應后期隨著酸值的降低,可以適當升高溫度(一般升溫至110~120℃)以縮短反應時間。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,研究表明反應溫度控制在105~110℃為最佳;研究發(fā)現(xiàn)高于110℃時易引起雙鍵熱聚合以及醚化等副反應;通過研究不同溫度下酸值的變化而確定最佳溫度也為110℃;認為反應最佳溫度宜于控制在105~115℃。 (2)原料及配比的影響 為了得到固化速度快的環(huán)氧丙烯酸酯,要選擇高環(huán)氧基含量和低粘度的環(huán)氧樹脂,這樣可引入更多的丙烯酸基團,據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,雙酚A環(huán)氧樹脂一般選用E-51(環(huán)氧值為(0.51±0.03)eq/100g)或E-44(環(huán)氧值為(0.44±0.03)eq/100g)。丙烯酸和環(huán)氧樹脂投料配比,大多數(shù)情況下控制環(huán)氧樹脂稍微過量,一般過量5%左右,即n(丙烯酸):n(環(huán)氧基)=1:1.05,以防止殘存的丙烯酸對基材和固化膜有不良影響。 (3)阻聚劑的影響 本反應反應溫度較高,為防止副反應必須加入阻聚劑;同時為了提高儲存穩(wěn)定性,防止暗反應,也必須加入阻聚劑。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,常用的阻聚劑有對甲氧基苯酚、對苯二酚、對羥基苯甲醚、2,5-二甲基對苯二酚、2,6-二叔丁基對甲苯酚等,加入量約為0.01%~1%(質(zhì)量分數(shù));其中對羥基苯甲醚作為阻聚劑合成的環(huán)氧丙烯酸酯顏色要比對苯二酚好。
|