范文一：【word】 丙烯酸树脂玻璃化温度（Tg）的设计和选择

丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)的设计和选择

口王季昌

(江苏三木集团有限公司,江苏宜兴214258)

摘要:介绍了丙烯酸树脂玻璃化温度(7_)的重要性及计算方法,详细阐述了各种不同涂料用丙烯酸

树脂的设计与选择,为涂料工作者提供了宝贵的经验.

关键词:丙烯酸树脂;玻璃化温度()

中图分类号:TQ630文献标识码:B文章编号:10o6—2556(2008)10—0052—05

Tg—

designandselectionofacrylicresin

WangJichang

(JiangsuSanmuGroupCompany,Ltd

Abstract:Thispaperintroducestheimportanceandcalculationmethodofthe

ofacrylicresinandnarratesdesignand

selectionofacrylicresin.Thatprovidespreciousexperiencetocoatingsperso

ns.

Keywords:acrylicresin,glasstransitiontemperature()

O前言

由于丙烯酸涂料具有诸如颜色浅,耐候性能优

异,品种多,用途广,原料即单体等易得,价位适

宜,制造技术越来越成熟等特点,且与其配套的其

他树脂如氯基树脂,与其交联固化的聚氨酯固化剂

等发展也很迅速,因此使得丙烯酸涂料不仅面广量

大,而且随着汽车工业,建筑行业,家电行业以及

其他工业涂料的迅速发展应用也越来越多,呈现出

固嘉.垦墓.

迅猛发展的良好态势.

为了适应丙烯酸涂料发展的客观要求,与之配

套且决定丙烯酸涂料性能的丙烯酸树脂必须在其品

种,数量,质量等方面都要与时俱进,以满足和适

应其涂料的发展.

下面笔者就丙烯酸涂料用丙烯酸树脂制造技术

中十分重要的技术指标——一玻璃化温度(T)的设计

分子链柔性越大,玻璃化温度就低;分子链刚性大,

玻璃化温度就高.对于涂料制品,由于在玻璃化温

度以上涂膜就会变软,故通常在玻璃化温度以下使

用.所以希望在使用时玻璃化温度高些.确定r厂的

重要性主要表现在以下几个方面:

(1)设计涂料用丙烯酸树脂的配方,一旦根据涂

料品种,性能和特殊性能等综合要求,确定了丙烯

酸树脂的玻璃化温度(丁)后,就基本上确定了树脂所

选择的单体,也就决定了树脂的性能和制漆后涂料

的性能.

(2)丙烯酸树脂的丁值决定了其涂膜的硬度和

抗划伤性.丁值越高则涂膜越硬(但要注意涂膜不

能脆,制漆时要调整),抗划伤性越强;反之,丁值

越低,其涂膜硬度越低,其抗划伤能力越差.在夏

天温度较高时涂膜容易变软,回粘,易受污染.这

是丁值高低对涂膜硬度和抗划伤力最直观的影响

规律.

(3)丙烯酸树脂的丁越高,制漆后涂膜干率越

好;反之,越低,树脂制漆后干率越差.

(4)丙烯酸树脂的丁越高,其涂料的溶剂释放性

越好;反之,越低,其溶剂的释放性越差.

(5)在同样树脂合成反应条件下,树脂的越

高,树脂反应最终黏度越大(即分子量高);反之,树

脂越低,树脂反应最终黏度越低(分子量小).

(6)丙烯酸树脂值越高,制漆后涂膜耐溶剂,

耐腐蚀性越好;反之,树脂丁值越低,其制漆后涂膜

耐腐蚀性,耐溶剂性越差.

所以,在丙烯酸树脂诸多技术指标中,丁值对树

脂,涂膜性能的影响是比较大的一个技术指标.可

见丙烯酸树脂,厂值是相当重要的一项技术指标,所

以必须设计合理,选择正确.

2玻璃化温度()的计算

均聚物的玻璃化温度可由表1查得;共聚物的

玻璃化温度可从配方中的单体均聚物的玻璃化温度

近似求得.公式如下(其误差在?5?):

lWI

——=——+——+一一+

,

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同时还可以通过上述计算剖析某一树脂单体

的组成;也可根据树脂特征值设计配方,进行原料

代用.

表1(甲基)丙烯酸酯类单体的玻璃化温度一览表

丙烯酸甲酯(MA)

丙烯酸乙酯(EA)

丙烯酸正丁~(n-BA)

丙烯酸异丁酯(i—BA)

丙烯酸2乙基己酯(2EHA)

丙烯酸正辛酯

丙烯酸一p羟乙酯(p—HEA)

丙烯酸一D一羟丙酯(-HPA)

甲基丙烯酸甲~(MMA)

甲基丙烯酸乙g~(EMA)

甲基丙烯酸异丙酯(i—PMA)

甲基丙烯酸Tj~(n-BMA)

甲基丙烯酸异丁酯(iBMA)

甲基丙烯酸己酯(n-HMA)

甲基丙烯酸一p一羟乙酯(p—HEMA)

甲基丙烯酸一p一羟丙酯(D—HPMA)

丙烯酸(AA)

甲基丙~(MAA)

丙烯腈(AN)

丙烯酰胺(AAM)

醋酸乙烯酯(VAC)

苯乙烯(ST)

顺丁烯二酸

甲基丙烯酸环~(CHMA)

甲基丙烯酸异冰片~(IBOMA)

举例:以某热塑性丙烯酸树脂为例计算其丁

值.其单体组成及相应的见表2.

表2某热塑性丙烯酸树脂单体组成及相应的值

团嘉.暴袭.

l4.4323.39.741.24

148.7I48.7148.7148.71

——

=——+——+——+——

378373219379

--

0.Off)7836+1.00l282H).0009132+0.00O05718

—

0.003046

一

328.3K一55.3?

该热塑性丙烯酸树脂的值为55.3~C.

3各种不同涂料用丙烯酸树脂7_的设

计与选择

3.1热塑性丙烯酸树脂

一

般热塑性丙烯酸涂料单独用于户外的,其树

脂丁值应选择高于夏天室外最高温度,其目的是为

了防止涂膜回粘,以防止沙尘污染涂膜,一般树脂的

丁值应控制在55,60?为宜;用于室内的热塑性

丙烯酸涂料的树脂的71应控制在37,50?为宜.

如:彩瓦用,溶剂型纯丙外墙涂料用热塑性丙烯酸

树脂的71为55,60?为宜;变压器,电机,工程

机械,管路,设备等外用丙烯酸防腐涂料用树脂丁

值以57,60?为宜.

3.2特殊涂料用丙烯酸树脂

如单组分热塑性丙烯酸塑料涂料,其丙烯酸树

脂的丁应高些,以100,1l0?为宜,这是根据塑

料涂料所要求的特性而确定的(因为大部分作为面

漆).即使树脂的丁很高,在塑料上也不存在涂膜

发脆的问题,这是塑料底材所决定的.做底漆的塑

料涂料用树脂可控制在45,60?为宜.如电视

机,手机,电脑等面漆用热塑性丙烯酸金属涂料或

半光,无光涂料用树脂的以90,110?为宜;PP

塑料底漆改性热塑性丙烯酸树脂的丁以50,65?

为宜.

3.3改性的热塑性丙烯酸树脂

(1)丙烯酸改性硝基涂料,其丙烯酸树脂的丁以

8?左右为宜.目的就是尽可能加入较多的硝化棉

树脂,一般涂料用1/2s硝化棉较多(此秒数硝化棉硬

度较大),而丙烯酸树脂丁为8?较软,如果用高秒硝

化棉如20s或30s则可选择丙烯酸树脂大于8?,

甚NT可达50?或更高.另外硝化棉树脂加量的多

少,还要通过试验选择予以确定,设计配方时要灵活

掌握,目的是保证涂膜有足够好的综合性能.

(2)丙烯酸改性过氯乙烯涂料,其丙烯酸树脂的

丁以8?,57?两种树脂为宜.一般做法为:先

以r厂为8?的丙烯酸树脂进行改性,可以加入较多

l199388688136886988弓姗蝴镪扔粥

-

的过氯乙烯树脂,然后再加入丁为57C的热塑性丙

烯酸树脂进行改性,以提高改性后树惰的光泽,硬

度和其他性能,确保改性后的丙烯酸过氯乙烯涂料

具有二者优异的特性.

(3)丙烯酸改性醇酸树脂涂料,其所用丙烯酸树

脂的丁,以l05,ll0?为宜,之所以设计这么高,其

原因是为r提高改性后的丙烯酸醇酸涂膜的硬度,

干率,耐水,耐候性等.网为醇酸涂料的这几项

指标均属弱项,而内烯酸树脂均属强项.

(4)丙烯酸改性有饥硅树脂涂料,其丙烯酸树脂

的丁,控制在30,55?为育.丰要是保证提高改性

后的丙烯酸有机硅涂料的千率,柔韧性,硬度及其

他的综合性能.

3.4丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂

(1)一般l内烯酸氦基烘漆用丙烯酸树脂,其丁,

以6,0?为宜(常规,如汽车,家电涂料等),

而以6?为常用.因为一般氯基内烯酸烘漆选

用的氦基树脂为582丁醇或异r醇醚化的三聚氰

胺甲醛树脂,硬度较大.这样,m(丙烯酸树脂):

#77(氦基树脂)一2.5:1,其涂膜硬度可达2H,3H,

而涂8莫耐冲击,附着力,弹性,柔韧性等综合物

理性能均优.

如选用甲醚化的氯基树脂与之交联,则选择丙

烯酸树脂的T可大于0C,因为醚化氯基树脂比

较软.

(2)特殊用途丙烯酸氦基烘漆,如钢尺涂料,因

用于铡卷尺,要求涂膜柔韧性,弯曲性要特别好,所

以在同样的氦幕树脂的条件下,丙烯酸树脂的丁,为

15?为宜,此树脂柔韧性相当妤.

建材行,用的卷铝涂料,涂膜较薄,对涂膜要求

同样十分苛刻,要求其涂膜有很高的T弯性能(<4T),

所以选择丙烯酸树脂的r厂为15,7?.在此范围

内不同的丁下,搭配不同的氦荩树脂均可满足树脂

耐T弯,耐丁酮擦洗性等特殊要求.

摩托车用丙烯酸氯基烘漆,要求用铝粉烘漆,

铝粉定向排列好,外观要求突出,并具有高硬度等

其他综合性能,所以选择与设计_内烯酸树脂的r厂值

为l5,45?为宜.这样,完全能达到摩托车涂料硬

度高,外观好等要求.

3.5丙烯酸聚氨酯涂料用羟基丙烯酸树脂

3.5.1用脂肪族聚氯酯固1’JC~J交联固化

因为脂肪族聚氨酯固化剂如N75,N3390等

这种六亚甲基聚氯酯固化剂固化后涂膜较软,所以

选择配套的羟基丙烯酸树脂的应该设计和选择得

较高,一般在30,57?为宜.而汽车涂料,特别是

高档汽车涂料所辟】羟基丙烯酸树脂的71往往选择在

57?或更高一些,这样才能保证固化交联后的涂幞

硬度町达3H以上,保证涂膜有足够好的抗划伤性,

其化学指标也能满足要求.

特殊用途:用于反光聚酯膜,皮革上光剂,要

求涂膜除了外观好以外,还要有足够好的柔韧性,耐

弯性是很突出的要求,还要求综合性好,所以选择丙

烯酸树瞻的值以26?为最佳.

35.2用芳香族聚氯酯固化剂交联固化

冈为用芳香族聚氯酯固化剂如A86交联固化

后,涂膜硬度较硬,且不耐候,一般涂膜用于室内防

腐较多.所以选择与其配套的羟基丙烯酸树脂的丁

<30?,以15?较多.如果r厂,>15?,配套交联

后涂膜易脆,冲击指标不易通过,制漆时要对配方进

行调整.

3.6通用型两用丙烯酸树脂

一

般所谓通用型两用丙烯酸树脂是指该树脂既

可与氨基树脂交联做丙烯酸氨基烘漆用,又可以用

聚氯酯固化剂(含芳香族和脂肪族)配套交联做白干

漆用.这种两用型树脂用户是非常欢迎的,市场应

用量很大.实际上应用最多的丙烯酸树脂的71值设

计与选择以16~C为宜,户最为满意.

4讨论与结论

4.1丙烯酸树脂的玻璃化温度是一项十分重要的

技术指标

丙烯酸树脂的玻璃化温度可影响丙烯酸树脂的

诸多性能,因此它是一项十分重要的技术指标.设

计计算丙烯酸树脂的71值是近l0年的事情.现在通

过按涂料使用性能要求,准确设计所用丙烯酸树脂

的值就更方便,快捷得多,而且实用.

如塑料涂料,特别像电脑,手机,电视机外壳

ABS用塑料涂料(金属涂料)要求综合性能非常高.

包括涂料的外观,装饰性非常高,施工性能好,干

率快,硬度高,耐醇性,耐擦洗性,抗迁移性都非

常高.其中耐醇性,耐擦洗性要求能达~j3oo,500

次.根据上述ABS塑料涂料综合性能高的要求,首

先就应该设计丙烯酸树脂的丁必须尽可能高,一般

以100,1l0?为宜.这样就可能保证涂膜有足够

高的硬度,十分好的干率,好的溶剂释放性,

非常优异的耐溶剂性和良好的涂膜抗迁移性等

高性能.

树脂的丁很高,就决定必须选择单体很高的

甲基丙烯酸酯以及丁更高一点的甲基丙烯酸异冰

片酯,而该单体不仅具有很高的丁,值(达383K),而

CHINA

2008fl=gg2

c

30蔼田卷第1期叠_

且具有很突出的耐候性和十分优异的耐溶剂等

性能.

为了提高涂膜硬度,干率,抗迁移性等性能,

塑料涂料都要拼进NC,CAB,而为了使塑料涂料用

丙烯酸树脂和CAB,NC混溶性好,特别是和CAB

混溶性好,所以设计树脂配方中不能加入丁很高的

苯乙烯单体(如一定要加苯乙烯也要加入非常少).

所以从ABS塑料涂料所用丙烯酸树脂的确定

中,就能很充分说明涂料用树脂r厂值设计的重要性,

并充分地体现出丁的高低对涂膜诸多性能的密切

影响.

4.2根据涂料的特定要求来选择与确定值

各种不同类型,不同用途的丙烯酸树脂丁的选

择与确定主要是依据涂料品种的特定要求,包括一一

般涂膜要求,特别是硬度的要求,还要兼顾涂膜的耐

冲击,附着力,柔韧性等物理性能的全面要求,而

且还要满足涂膜耐溶剂,耐水,耐介质,酸,碱,

腐蚀,耐盐雾,湿热等化学性能要求,有的品种还

有特殊功能性要求.

4.3按综合要求来选择与确定值

丙烯酸树脂丁值的确定和选择还要按系统的综

(上接第56页)

合要求来考虑,要保持个性与综合性相结合并统一

的要求.要考虑不同涂料品种,是单独用还是改性

后用,是固化剂交联型还是烘漆类型,固化剂选择是

室内用还是户外用,是普通涂料还是装饰性涂料,是

防腐类型还是特殊功能类型等等要求.所以设计丙

烯酸树脂的丁值,绝不能只简单地追求或满足某

一

两项简单的物理指标,而应按系统综合要求来

考虑.

4.4设计和选定后需注意问题

当丙烯酸树脂丁设计和选定后,被改性树脂使

用的固化剂,交联剂等发生变化时(品种,性能),制

漆的配方,配比要重新试验,筛选,以保证涂料综

合性能达到指标要求,这样才能做到涂料品质优良,

性能完好,价格适宜.

参考文献

…胡学贵.高分子化学及工艺学.北京:化学工业出版

社,1991

【2】王季昌,等.涂料合成树稽工,北京:化学工业出版

社,2007

收稿日期2008-05-26

统,与普通氟碳外墙涂料饰面系统相比,在表面涂层

的保光,防裂,降温等方面,表现了更好的性能与

优势.

3.5性能测试及评价

氟碳降温涂料及涂层的性能测试结果见表3.

而采用模拟小箱法测得的复合涂层降温效果,及其

与普通氟碳复合涂层样品的降温效果对比见图5.

从图5可知,本项目研制的新型氟碳降温涂料及

0123456789l01112

时间/h

图5复合涂层的降温效果对比

圈鼻蓑.如

其复合涂层,综合性能良好,比起普通氟碳涂层能够

降低温度8,l2?,表现了一般涂层所不具备的优

异性能与特点.

4结论

(1)采用含氟树脂,彩色中空陶瓷微珠等制取

的新型氟碳降温涂料,综合性能优异,降温效果显

着,有着较大的实用价值和推广前景.

(2)涂料的配方组成,制备工艺,涂层配套体

系的设计等对复合涂层的降温效果,综合性能产生

重要的作用与影响;彩色中空陶瓷微珠与红外辐射

添加剂的科学配伍,专用底漆,面漆的合理配套,提

供了复合涂层短波反射,长波红外发射以及阻隔降

温的兼容性.

(3)所研制的产品可以广泛用于建筑,石化,

冶金,电力,车辆,船舶以及军用装备,设施等领

域,尤适用作建筑外墙外保温基层的饰面涂料.

收稿日期2008—06—12

??

\

范文二：丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)的设计和选择

丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)的设计和选择

露死坳

口王季昌

(江苏三木集团有限公司。江苏宜兴,,,,,,)

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,,,,,,,,:,;,,,,;,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,(瓦),前言

由于丙烯酸涂料具有诸如颜色浅、耐候性能优异、品种多、用途广、原料即单体等易得、价位适宜、制造技术越来越成熟等特点，且与其配套的其他树脂如氨基树脂，与其交联固化的聚氨酯固化剂等发展也很迅速，

因此使得丙烯酸涂料不仅面广量大，而且随着汽车工业、建筑行业、家电行业以及其他工业涂料的迅速发展应用也越来越多，呈现出迅猛发展的良好态势。为了适应丙烯酸涂料发展的客观要求，与之配套且决定丙烯酸涂料性能的丙烯酸树脂必须在其品种、数量、质量等方面都要与时俱进，以满足和适应其涂料的发展。下面笔者就丙烯酸涂料用丙烯酸树脂制造技术中十分重要的技术指标——玻璃化温度(丁。)的设计圈嘉。暴墓。器硼万方数据

与选择问题，做一较深入的论述与讨论。

,丙烯酸树脂玻璃化温度(,)的重要性

涂料用丙烯酸树脂属高聚物，其运动具有两重性，即链段运动和整个分子链运动。且兼有固体的弹性与液体的黏弹性。玻璃化温度(丁。)是链段能运动的最低温度，其高低与分子链的柔性有直接关系，分子链柔性越大，玻璃化温度就低;分子链刚性大，玻璃化温度就高。对于涂料制品，由于在玻璃化温度以上涂膜就会变软，故通常在玻璃化温度以下使用。所以希望在使用时玻璃化温度高些。确定丁。的重要性主要表现在以下几个方面:

(,)设计涂料用丙烯酸树脂的配方，一旦根据涂料品种、性能和特殊性能等综合要求，确定了丙烯酸树脂的玻璃化温度(,)后，就基本上确定了树脂所选择的单体，也就决定了树脂的性能和制漆后涂料的性能。

(,)丙烯酸树脂的丁。值决定了其涂膜的硬度和抗划伤性。丁。值越高则涂膜越硬(但要注意涂膜不能脆，制漆时要调整)，抗划伤性越强;反之，丁。值越低，其涂膜硬度越低，其抗划伤能力越差。在夏天温度较

高时涂膜容易变软，回粘，易受污染。这是丁，值高低对涂膜硬度和抗划伤力最直观的影响规律。

(,)丙烯酸树脂的丁。越高，制漆后涂膜干率越好;反之，,越低，树脂制漆后干率越差。

(,)丙烯酸树脂的丁。越高，其涂料的溶剂释放性越好，反之，疋越低，其溶剂的释放性越差。

(,)在同样树脂合成反应条件下，树脂的丁。越高，树脂反应最终黏度越大(,，,分子量高),反之，树脂磁蠡低，树脂反应最终黏度越低(分子量小)。

(,)丙烯酸树脂,,，值越高，制漆后涂膜耐溶剂、耐腐蚀性越好;反之，树脂丁。值越低，其制漆后涂膜耐腐蚀性、耐溶剂性越差。

所以，在丙烯酸树脂诸多技术指标中，丁。值对树脂、涂膜性能的影响是比较大的一个技术指标。可见丙烯酸树脂丁，值是相当重要的一项技术指标，所以必须设计合理、选择正确。

,玻璃化温度(,)的计算

均聚物的玻璃化温度可由表,查得;共聚物的玻璃化温度可从配方中的单体均聚物的玻璃化温度近似求得。公式如下(其误差在,,,,?):

,——,——，——，——，…?

,巧,

,,哦,

万方数据

同时还可以通过上述计算剖析某一树脂单体的组成;也可根据树脂特

征值设计配方，进行原料代用。

表,(甲基)丙烯酸酯类单体的玻璃化温度一览表

丙烯酸甲酯(,,),,,

丙烯酸乙酯(,,),,,

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丙烯酸正丁酯(,—,,),,,

丙烯酸异丁酯(,,,,)

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丙烯酸一,一羟乙酯(,—,,,),,,

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甲基丙烯酸异丁酯(,—,,,),,,

甲基丙烯酸己酯(,—,,,)

,,,

,

甲基丙烯酸一,一羟乙酯(,,,,,,),,,甲基丙烯酸一,一

羟丙酯(,—,,,,),,,,

丙烯酸(,,)

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丙烯腈(,,)

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苯乙烯(,,)

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顺丁烯二酸,,,。甲基丙烯酸环己酯(,,,,),,,

,,

甲基丙烯酸异冰片酯(，,,,,)

,,,

举例:以某热塑性丙烯酸树脂为例计算其丁窖值。其单体组成及相应

的,见表,。

匦二二,二。垦苎互,困

表,某热塑性丙烯酸树脂单体组成及相应的,,推【

甲基丙烯酸甲酯

,,(,,

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苯乙烯,,(,,

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丙烯酸,(,,

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方数据计算如下:

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该热塑性丙烯酸树脂的,值为,,(,?。

,各种不同涂料用丙烯酸树脂,的设

计与选择

,(,热塑性丙烯酸树脂

一般热塑性丙烯酸涂料单独用于户外的，其树

脂丁。值应选择高于夏天室外最高温度，其目的是为了防止涂膜回粘，以防止沙尘污染涂膜，一般树脂的

,，值应控制在,,,,,?为宜;用十室内的热塑性丙烯酸涂料的树脂的,,。应控制在,,,,,?为宜。如:彩瓦用、溶剂型纯丙外墙涂料用热塑性丙烯酸树脂的丁。为,,,,,?为宜,变压器、电机，工程机械、管路、设备等外用丙烯酸防腐涂料用树脂,,。值以,,,,,?为宜。,(,特殊涂料用丙烯酸树脂

如单组分热塑性丙烯酸塑料涂料，其丙烯酸树脂的丁。应高些，以,,,,,,,?为宜，这是根据塑料涂料所要求的特性而确定的(因为大部分作为面漆)。即使树脂的丁，很高，在塑料上也不存在涂膜发脆的问题，这是塑料底材所决定的。做底漆的塑料涂料用树脂丁，可控制在,,,,,?为宜。如电视机、手机、电脑等面漆用热塑性丙烯酸金属涂料或半光、无光涂料用树脂的,以,,,,,,?为宜;,,塑料底漆改性热塑性丙烯酸树脂的,。以,,,,,?为宜。

,(,改性的热塑性丙烯酸树脂

(,)丙烯酸改性硝基涂料，其丙烯酸树脂的丁，以,?左右为宦。目的就是尽可能加入较多的硝化棉树脂，一般涂料用,,,,硝化棉较多(此秒数硝化棉硬度较大)，而丙烯酸树脂丁。为,?较软，如果用高秒硝化棉如,,,或,,,则可选择丙烯酸树脂,大干,?，甚至丁，可达,,?或更高。另外硝化棉树脂加量的多少，还要通过试验选择予以确定，设计配方时要灵活掌握，目的是保证涂膜有足够好的综合性能。

(,)丙烯酸改性过氯乙烯涂料，其丙烯酸树脂的丁。以,?、,,?两种树脂为宜。一般做法为:先以丁。为,?的丙烯酸树脂进行改性，可以加入较多

的过氯乙烯树脂，然后再加入丁。为,,?的热犟性丙烯酸树脂进行改性，以提高改性后树脂的光泽、硬度和其他性能，确保改性后的丙烯酸过氯乙烯涂料具有二者优异的特性。

(,)丙烯酸改性醇酸树脂涂料，其所用丙烯酸树脂的丁。以,,,,,,,?为宜，之所以设计这么高，其原因是为了提高改性后的丙烯酸醇

酸涂膜的硬度、干率、耐水性、耐候性等。因为醇酸涂料的这几项指标均属弱项，而丙烯酸树脂均属强项。

(,)丙烯酸改性有机硅树脂涂料，其丙烯酸树脂的丁。控制在,,,,,?为宜。主要是保证提高改性后的丙烯酸有机硅涂料的干率、柔韧性、硬度及其他的综合性能。

,(,丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂

(,)一般丙烯酸氨基烘漆,,,内烯酸树脂，其丁。以一,,,?为宜(常规用，如汽车、家电涂料等)，而以一,?为常用。因为一般氨基丙烯酸烘漆选用的氯基树脂为,,,,，醇或异丁醇醚化的,聚氰胺甲醛树脂，硬度较大。这样，,(丙烯酸树脂):,(氨基树脂),,(,:,，其涂膜硬度可达,,,,,，而涂膜耐冲击、附着力、弹性，柔韧性等综合物理性能均优。

如选用,,,醚化的氨基树脂与之交联，则选择丙烯酸树脂的丁。可大于,?，因为甲醚化氨荩树脂比较软。

(,)特殊用途内烯酸氨基烘漆，如钢尺涂料，因用于钢卷尺，要求涂膜柔韧性、弯曲性要特别好，所以在同样的氨基树脂的条件下，丙烯酸树脂的丁。为一,,?为宜，此树脂柔韧性相当好。

建材行业川的卷铝涂料，涂膜较薄，对涂膜要求同样十分苛刻，要求,芒涂膜有很高的,弯性能(,,,)，所以选择丙烯酸树脂的丁。为一,,,,?。在此范围内不同的丁，下，搭配不同的氨基树脂均可满足树脂耐,弯、耐丁酮擦洗性等特殊要求。

摩托车用内烯酸氨基烘漆，要求用铝粉烘漆，铝粉定向排列好，外观

要求突,,，并具有高硬度等其他综合性能，所以选择与设计丙烯酸树脂的丁，值为,,,,,?为宜。这样，完全能达到摩托车涂料硬度高、外观好等要求。

,(,丙烯酸聚氨酯涂料用羟基丙烯酸树脂

,(,(,

用脂肪族聚氯酯固化剂交联固化

因为脂肪族聚氨酯固化剂如,一,,、,一,,,,等这种六,,,甲慕聚氨酯，卅化剂同化后涂膜较软，所以选择配套的羟基丙烯酸树脂的丁。应该设计和选择得较高，一般在,,,,,?为宜。而汽车涂料，特别是

万

方数据高档汽车涂料所用羟基丙烯酸树脂的丁。往往选择在,,?或更高一些，这样才能保证固化交联后的涂膜硬度可达,,以上，保证涂膜有足够好的抗划伤性，其化学指标也能满足要求。

特殊用途:用于反光聚酯膜，皮革上光剂，要求涂膜除了外观好以外，还要有足够好的柔韧性，耐弯性是很突出的要求，还要求综合性好，所以选择丙烯酸树脂的瓦值以,,,,,,为最佳。,(,(,用芳香族聚氨酯固化剂交联固化

因为用芳香族聚氨酯，剐化剂,,,:,,,,交联同化后，涂膜硬度较硬，且不耐候，一般涂膜用于室内防腐较多。所以选择与其配套的羟基丙烯酸树脂的丁。,,,?，以,,?较多。如果,。,,,?，配套交联后涂膜易脆，冲击指标不易通过，制漆时要对配方进行调整。

,(,通用型两用丙烯酸树脂

一般所谓通用型两用丙烯酸树脂是指该树脂既可与氨基树脂交联做丙烯酸氨基烘漆用，又可以用聚氯酯固化剂(含芳香族和脂肪族)配套交联做白干漆用。这种两用犁树脂用户是非常欢迎的，市场应片,量很大。实际上应川最多的内烯酸树脂的丁。值设计与选择以,,。,为宜，用户最为满意。

,讨论与结论

,(,

丙烯酸树脂的玻璃化温度是一项十分重要的技术指标

丙烯酸树脂的玻璃化温度可影响丙烯酸树脂的

诸多性能，囚此它是一项十分重要的技术指标。设计计算内烯酸树脂的丁。值是近,,年的事情。现在通过按涂料使用性能要求，准确设计所用丙烯酸树脂的瓦值就更方便、快捷得多，而且实用。

如塑料涂料，特别像电脑、手机、电视机外壳,,,用塑料涂料(金属涂料)要求综合性能非常高。包括涂料的外观、装饰性非常高，施工性能好，干率快，硬度高，耐舀享性、耐擦洗性、抗迁移性都非常高。其中耐醇性、耐擦洗性要求能达,,,,,,,,次。根据上述,

,

,塑料涂料综合性能高的要求，首

先就应该设计丙烯酸树脂的丁，必须尽日,能高，一般以,,,,,,,?为宜。这样就可能保证涂膜有足够高的硬度、十分好的干率、好的溶剂释放性、非常优异的耐溶剂性和良好的涂膜抗迁移性等高性能。

树脂的丁。很高，就决定必须选择单体丁。很高的甲基丙烯酸酯以及丁。更高一点的甲基丙烯酸异冰片酯，而该单体不仅具有很高的丁。值(达,,,,)，而

;,，,第,,,,,,,嬲:,,,,固

第,,卷第,墨,

且具有很突出的耐候性和十分优异的耐溶剂等性能。

为了提高涂膜硬度、干率、抗迁移性等性能，塑料涂料都要拼进,,、,,,，而为了使塑料涂料用丙烯酸树脂和,,,、,,混溶性好，特别是和,,,混溶性好，所以设计树脂配方中不能加入丁，很高的苯乙烯单体(如一定要加苯乙烯也要加入非常少)。

所以从,,,塑料涂料所用丙烯酸树脂丁。的确定

合要求来考虑，要保持个性与综合性相结合并统一的要求。要考虑不同涂料品种，是单独用还是改性后用，是固化剂交联型还是烘漆类型，固化剂选择是室内用还是户外用，是普通涂料还是装饰性涂料，是防腐类犁还是特殊功能类型等等要求。所以设计丙烯酸树脂的丁。值，绝不能只简单地追求或满足某一两项简单的物理指标，而应按系统综合要求来考虑。

,(,

中，就能很充分说明涂料用树脂丁艟设计的重要性，

并充分地体现出丁。的高低对涂膜诸多性能的密切影响。

,(,根据涂料的特定要求来选择与确定,值

各种不同类型、不同用途的丙烯酸树脂丁。的选择与确定主要是依据涂料品种的特定要求，包括一般涂膜要求，特别是硬度的要求，还要兼顾

涂膜的耐冲击、附着力、柔韧性等物理性能的全面要求，而且还要满足涂膜耐溶剂、耐水、耐介质、酸、碱、腐蚀、耐盐雾、湿热等化学性能要求，有的品种还有特殊功能性要求。

,(,按综合要求来选择与确定,值

,,设计和选定后需注意问题

当丙烯酸树脂丁。设计和选定后，被改性树脂使

用的固化剂、交联剂等发生变化时(品种、性能)，制漆的配方、配比要重新试验、筛选，以保证涂料综合性能达到指标要求，这样才能做到涂料品质优良，性能完好，价格适宜。

参考文献

【,】胡学贵(高分子化学及工艺学(北京:化学工业出版

社，,,,,

【,】王季昌，等(涂料合成树脂工，北京:化学工业出版

社，,,,,

丙烯酸树脂丁馗的确定和选择还要按系统的综

(上接)

统，与普通氟碳外墙涂料饰面系统相比，在表面涂层的保光、防裂、降温等方面，表现了更好的性能与优势。

,(,性能测试及评价

氟碳降温涂料及涂层的性能测试结果见表,。而采用模拟小箱法测得的复合涂层降温效果，及其与普通氟碳复合涂层样品的降温效果对比见图,。

从图,可知，本项目研制的新型氟碳降温涂料及

其复合涂层，综合性能良好，比起普通氟碳涂层能够降低温度,,,,?，表现了一般涂层所不具备的优异性能与特点。

,结论

(,)采用含氟树脂、彩色中空陶瓷微珠等制取的新型氟碳降温涂料，综合性能优异，降温效果显著，有着较大的实用价值和推广前景。

(,)涂料的配方组成，制备工艺，涂层配套体系的设计等对复合涂层的降温效果、综合性能产生重要的作用与影响;彩色中空陶瓷微珠与红外辐射添加剂的科学配伍，专用底漆、面漆的合理配套，提

,,

供了复合涂层短波反射、长波红外发射以及阻隔降温的兼容性。

(,)所研制的产品可以广泛用于建筑、石化、冶金、电力、车辆、船舶以及军用装备、设施等领

时间,,

剖赠

域，尤适用作建筑外墙外保温基层的饰面涂料。

图,复合涂层的降温效果对比

收稿日期,,,,一?一,,

团荔暴曩。鞍硼万方数据

作者:

作者单位:

刊名:

英文刊名:

年，卷(期):

被引用次数:王季昌， Wang Jichang江苏三木集团有限公司,江苏,宜兴,214258中国涂料CHINA COATINGS2008,23(10)5次

参考文献(2条)

1.胡学贵 高分子化学及工艺学 1991

2.王季昌 涂料合成树脂工 2007

本文读者也读过(6条)

1. 王季昌.Wang Jichang 丙烯酸树脂生产异常现象的技术分析及处理[期刊论文]-中国涂料2008,23(3)

2. 王季昌.Wang Jichang 涂料用丙烯酸树脂配方设计及其影响因素[期刊论文]-中国涂料2010,25(2)

3. 谢志刚.江燕红.周乐奋.廖瑞莹.邱星林 高附着力丙烯酸树脂的研制[期刊论文]-涂料工业2005,35(7)

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引证文献(5条)

1.崔良琳 包装印刷加工用水性纸/塑裱糊胶的制备与应用研究[期刊

论文]-中国胶粘剂 2011(9)

2.晨光.刘成岑.李万捷.窦涛 丙烯酸树脂基导电油墨正/负升温系数协同效应的研究[期刊论文]-现代化工2011(z1)

3.何佳杰.向贤伟 温室自交联硅丙乳液的制备[期刊论文]-涂料技术与文摘 2011(7)

4.巫朝剑.庞起.覃爱苗.梁春杰 苯丙乳液的制备及其性能影响因素研究[期刊论文]-功能材料 2013(21)

5.何佳杰.向贤伟 蒙脱土改性丙烯酸乳液的制备及性能表征[期刊论文]-涂料工业 2012(8)

范文三：丙烯酸树脂玻璃化温度_T_g_的设计和选择

专题论述 丙烯酸树脂玻璃化温度T g 的 设计和选择 ? 王季昌 江苏三木集团有限公司江苏宜兴 214258 摘要:介绍了丙烯酸树脂玻璃化温度T g 的重要性及计算方法详细阐述了各种不同涂料用丙烯酸 树脂T g 的设计与选择为涂料工作者提供了宝贵的经验。 关键词:丙烯酸树脂;玻璃化温度T g 中图分类号:TQ630 文献标识码:B 文章编号:1006-2556200810-0052-05 Tg design and selection of acrylic resin

Wang Jichang Jiangsu Sanmu Group Company Ltd. Yixing 214258 Jiangsu Province

Abstract: This paper introduces the importance and calculation method of the Tg of

acrylic resin and narrates Tg design and selection of acrylic resin. That provides precious

experience to coatings persons. Keywords: acrylic resin glass transition temperature Tg 0

前 言 由于丙烯酸涂料具有诸如颜色浅、耐候性能优 迅猛发展的良好态势。 异、品种多、用途广、原料即单体等易得、价位适 为了适应丙烯酸涂料发展的客观要求与之配 宜、制造技术越来越成熟等特点且与其配套的其 套且决定丙烯酸涂料性能的丙烯酸树脂必须在其品 他树脂如氨基树脂与其交联固化的聚氨酯固化剂 种、数量、质量等方面都要与时俱进以满足和适 等发展也很迅速因此使得丙烯酸涂料不仅面广量 应其涂料的发展。 大而且随着汽车工业、建筑行业、家电行业以及 下面笔者就丙烯酸涂料用丙烯酸树脂制造技术 其他工业涂料的迅速发展应用也越来越多呈现出 中十分重要的技术指标——玻璃化温度T g 的设计 中 国 涂 料52 2008年第23卷第10期与选择问题做一较深入的论述与讨论。1 丙烯酸树脂玻璃化温度Tg的重要性 涂料用丙烯酸树脂属高聚物其运动具有两重性即链段运动和整个分子链运动。且兼有固体的弹性与液体的黏弹性。玻璃化温度T g 是链段能运动的最低温度其高低与分子链的柔性有直接关系分子链柔性越大玻璃化温度就低;分子链刚性大玻璃化温度就高。对于涂料制品由于在玻璃化温度以上涂膜就会变软故通常在玻璃化温度以下使用。所以希望在使用时玻璃化温度高些。确定T g 的重要性主要表现在以下几个方面: 1 设计涂料用丙烯酸树脂的配方一旦根据涂料品种、性能和特殊性能等综合要求确定了丙烯酸树脂的玻璃化温度T g 后就基本上确定了树脂所选择的单体也就决定了树脂的性能和制漆后涂料的性能。 2 丙烯酸树脂的T g 值决定了其涂膜的硬度和抗划伤性。T g 值越高则涂膜越硬但要注意涂膜不能脆制漆时要调整抗划伤性越强;反之T g 值越低其涂膜硬度越低其抗划伤能力越差。在夏天温度较高时涂膜容易变软回粘易受污染。这是T g 值高低对涂膜硬度和抗划伤力最直观的影响规律。 3 丙烯酸树脂的T g 越高制漆后涂膜干率越好;反之T g 越低树脂制漆后干率越差。 4 丙烯酸树脂的T g 越高其涂料的溶剂释放性越好;反之T g 越低其溶剂的释放性越差。 5 在同样树脂合成反应条件下树脂的T g 越高树脂反应最终黏度越大即分子量高;反之树脂T g 越低树脂反应最终黏度越低分子量小。 6 丙烯酸树脂T g 值越高制漆后涂膜耐溶剂、耐腐蚀性越好;反之树脂T g 值越低其制漆后涂膜耐腐蚀性、耐溶剂性越差。 所以在丙烯酸树脂诸多技术指标中T g 值对树脂、涂膜性能的影响是比较大的一个技术指标。可见丙烯酸树脂T g 值是相当重要的一项技术指标所以必须设计合理、选择正确。2 玻璃化温度Tg的计算 均聚物的玻璃化温度可由表1查得;共聚物的玻璃化温度可从配方中的单体均聚物的玻璃化温度近似求得。公式如下其误差在?5 ?: 1 W1 W2 W3 …… Tg Tg1 Tg2 Tg3 专题论述 同时还可以通过上述计算剖析某一树脂单体 计算如下: 的组成;也可根据树脂特征值设计配方进行原料 代用。 14.43 23.3 9.74 1.24 1 48.71 48.71 48.71 48.71

表1 甲基丙烯酸酯类单体的玻璃化温度一览表 Tg 378 373 219 379 玻璃化温度 单

体名称 T g /K 0.000 783 61.001 2820.000 913 20.000 067 18 丙烯酸甲酯MA 281 0.003 046 丙烯酸乙酯EA 251 T g 328.3 K 55.3 ? 丙烯酸正丁酯n-BA 219 该热塑性丙烯酸树脂的T g 值为55.3?。 丙烯酸异丁酯i-BA 269 丙烯酸-2-乙基己酯2-EHA 203 3 各种不同涂料用丙烯酸树脂T g 的设 丙烯酸正辛酯 258 计与选择 3.1 热塑性丙烯酸树脂 丙烯酸-β-羟乙酯β-HEA 258 一般热塑性丙烯酸涂料单独用于户外的其树 丙烯酸-β-羟丙酯β-HPA 266 脂T g 值应选择高于夏天室外最高温度其目的是为 甲基丙烯酸甲酯MMA 378 了防止涂膜回粘以防止沙尘污染涂膜一般树脂的 甲基丙烯酸乙酯EMA 338 T g 值应控制在55,60 ?为宜;用于室内的热塑性 甲基丙烯酸异丙酯i-PMA 321 丙烯酸涂料的树脂的T g 应控制在37,50 ?为宜。 甲基丙烯酸丁酯n-BMA 293 如:彩瓦用、溶剂型纯丙外墙涂料用热塑性丙烯酸 甲基丙烯酸异丁酯i-BMA 326 树脂的T g 为55,60 ?为宜;变压器、电机、工程 甲基丙烯酸己酯n-HMA 268 机械、管路、设备等外用丙烯酸防腐涂料用树脂T g 值以57,60 ?为宜。 甲基丙烯酸-β-羟乙酯β-HEMA 328 3.2 特殊涂料用丙烯酸树脂 甲基丙烯酸-β-羟丙酯β-HPMA 346 如单组分热塑性丙烯酸塑料涂料其丙烯酸树 丙烯酸AA 379 脂的T g 应高些以100,110 ?为宜这是根据塑 甲基丙烯酸MAA 458 料涂料所要求的特性而确定的因为大部分作为面 丙烯腈AN 369 漆。即使树脂的T g 很高在塑料上也不存在涂膜 丙烯酰胺AAM 438 发脆的问题这是塑料底材所决定的。做底漆的塑 醋酸乙烯酯VAC 305 料涂料用树脂T g 可控制在45,60 ?为宜。如电视 机、手机、电脑等面漆用热塑性丙烯酸金属涂料或 苯乙烯ST 373 半光、无光涂料用树脂的T g 以90,110 ?为宜;P P 顺丁烯二酸 404 塑料底漆改性热塑性丙烯酸树脂的T g 以50,65 ? 甲基丙烯酸环己酯CHMA 356 为宜。 甲基丙烯酸异冰片酯IBOMA 383 3.3 改性的热塑性丙烯酸树脂 1 丙烯酸改性硝基涂料其丙烯酸树脂的T g 以 举例:以某热塑性丙烯酸树脂为例计算其T g 8 ?左右为宜。目的就是尽可能加入较多的硝化棉 值。其单体组成及相应的T g 见表2。 树脂一般涂料用1/2 s硝化棉较多此秒数硝化棉硬 表2 某热塑性丙烯酸树脂单体组成及相应的T g 值 度较大而丙烯酸树脂T g 为8 ?较软如果用高秒硝 单体名称 质量/g T g /K 化棉如20 s或30 s则可选择丙烯酸树脂T g 大于8 ? 甚至T g 可达50 ?或更高。另外硝化棉树脂加量的多 甲基丙烯酸甲酯 14.43 378 少还要通过试验选择予以确定设计配方时要灵活 苯乙烯 23.30 373 掌握目的是保证涂膜有足够好的综合性能。 丙烯酸丁酯 9.74 219 2 丙烯酸改性过氯乙烯涂料其丙烯酸树脂的 丙烯酸 1.24 379 T g 以8 ?、57 ?两种树脂为宜。一般做法为:先 总量 48.71 以T g 为8 ?的丙烯酸树脂进行改性可以加入较多 中 国 涂 料54 2008年第23卷第10期 SPECIAL SUBJECT SUMMARY的过氯乙烯树脂然后再加入T g 为57 ?的热塑性丙 高档汽车涂料所用羟基丙烯酸树脂的T g 往往选择在烯酸树脂进行改性以提高改性后树脂的光泽、硬 57 ?或更高一些这样才能保证固化交联后的涂膜度和其他性能确保改性后的丙烯酸过氯乙烯涂料 硬度可达3H以上保证涂膜有足够好的抗划伤性具有二者优异的特性。 其化学指标也能满足要求。 3 丙烯酸改性醇酸树脂涂料其所用丙烯酸树 特殊用途:用于反光聚酯膜、皮革上光剂要脂的T g 以105,110 ?为宜之所以设计这么高其 求涂膜除了外观好以外还要有足够好的柔韧性耐原因是为了提高改性后的丙烯酸醇酸涂膜的硬度、 弯性是很突出的要求还要求综合性好所以选择丙干率、耐水性、耐候性等。因为醇酸涂料的这几项 烯酸树脂的T g 值以-26 ?为

最佳。指标均属弱项而丙烯酸树脂均属强项。 3.5.2 用芳香族聚氨酯固化剂交联固化 4 丙烯酸改性有机硅树脂涂料其丙烯酸树脂 因为用芳香族聚氨酯固化剂如A86交联固化的T g 控制在30,55 ?为宜。主要是保证提高改性 后涂膜硬度较硬且不耐候一般涂膜用于室内防后的丙烯酸有机硅涂料的干率、柔韧性、硬度及其 腐较多。所以选择与其配套的羟基丙烯酸树脂的T g他的综合性能。 ,30 ?以15 ?较多。如果T g ,15 ?配套交联3.4 丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂 后涂膜易脆冲击指标不易通过制漆时要对配方进 1 一般丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂其T g 行调整。以-6,0 ?为宜常规用如汽车、家电涂料等 3.6 通用型两用丙烯酸树脂而以-6 ?为常用。因为一般氨基丙烯酸烘漆选 一般所谓通用型两用丙烯酸树脂是指该树脂既用的氨基树脂为582丁醇或异丁醇醚化的三聚氰 可与氨基树脂交联做丙烯酸氨基烘漆用又可以用胺甲醛树脂硬度较大。这样m丙烯酸树脂? 聚氨酯固化剂含芳香族和脂肪族配套交联做自干m氨基树脂2.5?1其涂膜硬度可达2H,3H 漆用。这种两用型树脂用户是非常欢迎的市场应而涂膜耐冲击、附着力、弹性、柔韧性等综合物 用量很大。实际上应用最多的丙烯酸树脂的T g 值设理性能均优。 计与选择以16?为宜用户最为满意。 如选用甲醚化的氨基树脂与之交联则选择丙烯酸树脂的T g 可大于0 ?因为甲醚化氨基树脂比 4 讨论与结论较软。 4.1 丙烯酸树脂的玻璃化温度是一项十分重要的 2 特殊用途丙烯酸氨基烘漆如钢尺涂料因 技术指标用于钢卷尺要求涂膜柔韧性、弯曲性要特别好所 丙烯酸树脂的玻璃化温度可影响丙烯酸树脂的以在同样的氨基树脂的条件下丙烯酸树脂的T g 为 诸多性能因此它是一项十分重要的技术指标。设-15?为宜此树脂柔韧性相当好。 计计算丙烯酸树脂的T g 值是近10年的事情。现在通 建材行业用的卷铝涂料涂膜较薄对涂膜要求 过按涂料使用性能要求准确设计所用丙烯酸树脂同样十分苛刻要求其涂膜有很高的T弯性能,4T 的T g 值就更方便、快捷得多而且实用。所以选择丙烯酸树脂的T g 为-15,7 ?。在此范围 如塑料涂料特别像电脑、手机、电视机外壳内不同的T g 下搭配不同的氨基树脂均可满足树脂 A B S用塑料涂料金属涂料要求综合性能非常高。耐T弯、耐丁酮擦洗性等特殊要求。 包括涂料的外观、装饰性非常高施工性能好干 摩托车用丙烯酸氨基烘漆要求用铝粉烘漆 率快硬度高耐醇性、耐擦洗性、抗迁移性都非铝粉定向排列好外观要求突出并具有高硬度等 常高。其中耐醇性、耐擦洗性要求能达到300,500其他综合性能所以选择与设计丙烯酸树脂的T g 值 次。根据上述A B S塑料涂料综合性能高的要求首为15,45 ?为宜。这样完全能达到摩托车涂料硬 先就应该设计丙烯酸树脂的T g 必须尽可能高一般度高、外观好等要求。 以100,110 ?为宜。这样就可能保证涂膜有足够3.5 丙烯酸聚氨酯涂料用羟基丙烯酸树脂 高的硬度、十分好的干率、好的溶剂释放性、3.5.1 用脂肪族聚氨酯固化剂交联固化 非常优异的耐溶剂性和良好的涂膜抗迁移性等 因为脂肪族聚氨酯固化剂如N-75、N-3390等 高性能。这种六亚甲基聚氨酯固化剂固化后涂膜较软所以 树脂的T g 很高就决定必须选择单体T g 很高的选择配套的羟基丙烯酸树脂的T g 应该设计和选择得 甲基丙烯酸酯以及T g 更高一点的甲基丙烯酸异冰较高一般在30,57 ?为宜。而汽车涂料特别是 片酯而该单体不仅具有很高的T g 值达383 K而 CHINA COATINGS 2008

年第23卷第10期 55 专题论述 且具有很突出的耐候性和十分优异的耐溶剂等 合要求来考虑要保持个性与综合性相结合并统一 性能。 的要求。要考虑不同涂料品种是单独用还是改性 为了提高涂膜硬度、干率、抗迁移性等性能 后用是固化剂交联

型还是烘漆类型固化剂选择是 塑料涂料都要拼进N C、C A B而为了使塑料涂料用 室内用还是户外用是普通涂料还是装饰性涂料是 丙烯酸树脂和C A B、N C混溶性好特别是和C A B 防腐类型还是特殊功能类型等等要求。所以设计丙 混溶性好所以设计树脂配方中不能加入T g 很高的 烯酸树脂的T g 值绝不能只简单地追求或满足某 苯乙烯单体如一定要加苯乙烯也要加入非常少。 一两项简单的物理指标而应按系统综合要求来 所以从A B S塑料涂料所用丙烯酸树脂T g 的确定 考虑。 中就能很充分说明涂料用树脂T g 值设计的重要性 4.4 T g 设计和选定后需注意问题 并充分地体现出T g 的高低对涂膜诸多性能的密切 当丙烯酸树脂T g 设计和选定后被改性树脂使 影响。 用的固化剂、交联剂等发生变化时品种、性能制 4.2 根据涂料的特定要求来选择与确定T g 值 漆的配方、配比要重新试验、筛选以保证涂料综 各种不同类型、不同用途的丙烯酸树脂T g 的选 合性能达到指标要求这样才能做到涂料品质优良 择与确定主要是依据涂料品种的特定要求包括一 性能完好价格适宜。 般涂膜要求特别是硬度的要求还要兼顾涂膜的耐 冲击、附着力、柔韧性等物理性能的全面要求而 参考文献 且还要满足涂膜耐溶剂、耐水、耐介质、酸、碱、 1 胡学贵.高分子化学及工艺学.北京:化学工业出版 腐蚀、耐盐雾、湿热等化学性能要求有的品种还 社1991 有特殊功能性要求。 2 王季昌等.涂料合成树脂工北京:化学工业出版 社2007 4.3 按综合要求来选择与确定T g 值 丙烯酸树脂T g 值的确定和选择还要按系统的综 收稿日期 2008-05-26 上接第36页 统与普通氟碳外墙涂料饰面系统相比在表面涂层 其复合涂层综合性能良好比起普通氟碳涂层能够 的保光、防裂、降温等方面表现了更好的性能与 降低温.

范文四：丙烯酸树脂玻璃化温度Tg的设计和选择-王季昌

丙烯酸树脂玻璃化温度Tg的设计和选择-王季昌

DOI:10.13531/j.cnki.china.coatings.2008.10.011

专题论述

丙烯酸树脂玻璃化温度(? 王季昌

(江苏三木集团有限公司,江苏宜兴 214258)

摘要:介绍了丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)的重要性及计算方法,详细阐

述了各种不同涂料用丙烯酸树脂Tg的设计与选择,为涂料工作者提供了宝

贵的经验。

关键词:丙烯酸树脂;玻璃化温度(Tg)

中图分类号:TQ630 文献标识码:B 文章编号:

1006-2556(2008)10-0052-05

Tg design and selection of acrylic resin

Wang Jichang

(Jiangsu Sanmu Group Company, Ltd., Yixing 214258, Jiangsu Province)

Abstract: This paper introduces the importance and calculation method of the Tg of acrylic resin and narrates Tg design and selection of acrylic resin.

That provides precious experience to coatings persons.

Keywords: acrylic resin, glass transition temperature (Tg)

0 前 言

由于丙烯酸涂料具有诸如颜色浅、耐候性能优

异、品种多、用途广、原料即单体等易得、价位适

宜、制造技术越来越成熟等特点,且与其配套的其

他树脂如氨基树脂,与其交联固化的聚氨酯固化剂

等发展也很迅速,因此使得丙烯酸涂料不仅面广量

大,而且随着汽车工业、建筑行业、家电行业以及

其他工业涂料的迅速发展应用也越来越多,呈现出迅猛发展的良好态势。为了适应丙烯酸涂料发展的客观要求,与之配套且决定丙烯酸涂料性能的丙烯酸树脂必须在其品种、数量、质量等方面都要与时俱进,以满足和适应其涂料的发展。下面笔者就丙烯酸涂料用丙烯酸树脂制造技术中十分重要的技术指标——玻璃化温度(Tg)的设计52中 国 涂 料

与选择问题,做一较深入的论述与讨论。1 丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)的重要性

涂料用丙烯酸树脂属高聚物,其运动具有两重性,即链段运动和整个分子链运动。且兼有固体的弹性与液体的黏弹性。玻璃化温度(Tg)是链段能运动的最低温度,其高低与分子链的柔性有直接关系,分子链柔性越大,玻璃化温度就低;分子链刚性大,玻璃化温度就高。对于涂料制品,由于在玻璃化温度以上涂膜就会变软,故通常在玻璃化温度以下使用。所以希望在使用时玻璃化温度高些。确定Tg的重要性主要表现在以下几个方面:

(1) 设计涂料用丙烯酸树脂的配方,一旦根据涂料品种、性能和特殊性能等综合要求,确定了丙烯酸树脂的玻璃化温度(Tg)后,就基本上确定了树脂所选择的单体,也就决定了树脂的性能和制漆后涂料的性能。

(2) 丙烯酸树脂的Tg值决定了其涂膜的硬度和抗划伤性。Tg值越高则涂膜越硬(但要注意涂膜不能脆,制漆时要调整),抗划伤性越强;反之,Tg值越

低,其涂膜硬度越低,其抗划伤能力越差。在夏天温度较高时涂膜容易变软,回粘,易受污染。这是Tg值高低对涂膜硬度和抗划伤力最直观的影响规律。

(3) 丙烯酸树脂的Tg越高,制漆后涂膜干率越好;反之,Tg越低,树脂制漆后干率越差。

(4) 丙烯酸树脂的Tg越高,其涂料的溶剂释放性越好;反之,Tg越低,其溶剂的释放性越差。

(5) 在同样树脂合成反应条件下,树脂的Tg越高,树脂反应最终黏度越大(即分子量高);反之,树脂Tg越低,树脂反应最终黏度越低(分子量小)。

(6) 丙烯酸树脂Tg值越高,制漆后涂膜耐溶剂、耐腐蚀性越好;反之,树脂Tg值越低,其制漆后涂膜耐腐蚀性、耐溶剂性越差。

所以,在丙烯酸树脂诸多技术指标中,Tg值对树脂、涂膜性能的影响是比较大的一个技术指标。可见丙烯酸树脂Tg值是相当重要的一项技术指标,所以必须设计合理、选择正确。

2 玻璃化温度(Tg)的计算

均聚物的玻璃化温度可由表1查得;共聚物的玻璃化温度可从配方中的单体均聚物的玻璃化温度近似求得。公式如下(其误差在?5 ?): 1 W1 W2 W3 = +++

…… Tg Tg1 Tg2 Tg3

同时还可以通过上述计算剖析某一树脂单体的组成;也可根据树脂特征值设计配方,进行原料代用。

表1 (甲基)丙烯酸酯类单体的玻璃化温度一览表

计算如下:

14.43 23.3 9.74 1.24 1 48.71 48.71 48.71 48.71

= + ++

Tg 378 373 219

379

= 0.000 783 6+1.001 282+0.000 913 2+0.000 067 18= 0.003 046

Tg=328.3 K = 55.3 ?

该热塑性丙烯酸树脂的Tg值为55.3?。

3 各种不同涂料用丙烯酸树脂Tg的设

计与选择

3.1 热塑性丙烯酸树脂

一般热塑性丙烯酸涂料单独用于户外的,其树脂Tg值应选择高于夏天

室外最高温度,其目的是为了防止涂膜回粘,以防止沙尘污染涂膜,一般树脂

的

举例:以某热塑性丙烯酸树脂为例计算其Tg

值。其单体组成及相应的Tg见表2。

表2 某热塑性丙烯酸树脂单体组成及相应的T值Tg值应控制在55,

60 ?为宜;用于室内的热塑性丙烯酸涂料的树脂的Tg应控制在37,50 ?

为宜。如:彩瓦用、溶剂型纯丙外墙涂料用热塑性丙烯酸树脂的Tg为55,

60 ?为宜;变压器、电机、工程机械、管路、设备等外用丙烯酸防腐涂

料用树脂Tg值以57,60 ?为宜。

3.2 特殊涂料用丙烯酸树脂

如单组分热塑性丙烯酸塑料涂料,其丙烯酸树脂的Tg应高些,以100,110 ?为宜,这是根据塑料涂料所要求的特性而确定的(因为大部分作为面漆)。即使树脂的Tg很高,在塑料上也不存在涂膜发脆的问题,这是塑料底材所决定的。做底漆的塑料涂料用树脂Tg可控制在45,60 ?为宜。如电视机、手机、电脑等面漆用热塑性丙烯酸金属涂料或半光、无光涂料用树脂的Tg以90,110 ?为宜;PP塑料底漆改性热塑性丙烯酸树脂的Tg以50,65 ?为宜。

3.3 改性的热塑性丙烯酸树脂

(1) 丙烯酸改性硝基涂料,其丙烯酸树脂的Tg以8 ?左右为宜。目的就是尽可能加入较多的硝化棉树脂,一般涂料用1/2 s硝化棉较多(此秒数硝化棉硬度较大),而丙烯酸树脂Tg为8 ?较软,如果用高秒硝化棉如20 s或30 s则可选择丙烯酸树脂Tg大于8 ?,甚至Tg可达50 ?或更高。另外硝化棉树脂加量的多少,还要通过试验选择予以确定,设计配方时要灵活掌握,目的是保证涂膜有足够好的综合性能。

(2) 丙烯酸改性过氯乙烯涂料,其丙烯酸树脂的Tg以8 ?、57 ?两种树脂为宜。一般做法为:先以Tg为8 ?的丙烯酸树脂进行改性,可以加入较多

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中 国 涂 料

的过氯乙烯树脂,然后再加入Tg为57 ?的热塑性丙烯酸树脂进行改性,以提高改性后树脂的光泽、硬度和其他性能,确保改性后的丙烯酸过氯

乙烯涂料具有二者优异的特性。

(3) 丙烯酸改性醇酸树脂涂料,其所用丙烯酸树脂的Tg以105,110 ?为宜,之所以设计这么高,其原因是为了提高改性后的丙烯酸醇酸涂膜的硬度、干率、耐水性、耐候性等。因为醇酸涂料的这几项指标均属弱项,而丙烯酸树脂均属强项。

(4) 丙烯酸改性有机硅树脂涂料,其丙烯酸树脂的Tg控制在30,55 ?为宜。主要是保证提高改性后的丙烯酸有机硅涂料的干率、柔韧性、硬度及其他的综合性能。

3.4 丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂

(1) 一般丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂,其Tg

以-6,0 ?为宜(常规用,如汽车、家电涂料等),而以-6 ?为常用。因为一般氨基丙烯酸烘漆选用的氨基树脂为582丁醇或异丁醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂,硬度较大。这样,m(丙烯酸树脂)?m(氨基树脂)=2.5?1,其涂膜硬度可达2H,3H,而涂膜耐冲击、附着力、弹性、柔韧性等综合物理性能均优。

如选用甲醚化的氨基树脂与之交联,则选择丙烯酸树脂的Tg可大于0 ?,因为甲醚化氨基树脂比较软。

(2) 特殊用途丙烯酸氨基烘漆,如钢尺涂料,因用于钢卷尺,要求涂膜柔韧性、弯曲性要特别好,所以在同样的氨基树脂的条件下,丙烯酸树脂的Tg为-15?为宜,此树脂柔韧性相当好。

建材行业用的卷铝涂料,涂膜较薄,对涂膜要求同样十分苛刻,要求其涂膜有很高的T弯性能(,4T),所以选择丙烯酸树脂的Tg为-15,7 ?。在此

范围内不同的Tg下,搭配不同的氨基树脂均可满足树脂耐T弯、耐丁酮擦洗性等特殊要求。

摩托车用丙烯酸氨基烘漆,要求用铝粉烘漆,铝粉定向排列好,外观要求突出,并具有高硬度等其他综合性能,所以选择与设计丙烯酸树脂的Tg值为15,45 ?为宜。这样,完全能达到摩托车涂料硬度高、外观好等要求。

3.5 丙烯酸聚氨酯涂料用羟基丙烯酸树脂3.5.1 用脂肪族聚氨酯固化剂交联固化

因为脂肪族聚氨酯固化剂如N-75、N-3390等这种六亚甲基聚氨酯固化剂固化后涂膜较软,所以选择配套的羟基丙烯酸树脂的Tg应该设计和选择得较高,一般在30,57 ?为宜。而汽车涂料,特别是

高档汽车涂料所用羟基丙烯酸树脂的Tg往往选择在57 ?或更高一些,这样才能保证固化交联后的涂膜硬度可达3H以上,保证涂膜有足够好的抗划伤性,其化学指标也能满足要求。

特殊用途:用于反光聚酯膜、皮革上光剂,要求涂膜除了外观好以外,还要有足够好的柔韧性,耐弯性是很突出的要求,还要求综合性好,所以选择丙烯酸树脂的Tg值以-26 ?为最佳。

3.5.2 用芳香族聚氨酯固化剂交联固化

因为用芳香族聚氨酯固化剂如A86交联固化后,涂膜硬度较硬,且不耐候,一般涂膜用于室内防腐较多。所以选择与其配套的羟基丙烯酸树脂的Tg,30 ?,以15 ?较多。如果Tg,15 ?,配套交联后涂膜易脆,冲击指标不易通过,制漆时要对配方进行调整。

3.6 通用型两用丙烯酸树脂

一般所谓通用型两用丙烯酸树脂是指该树脂既可与氨基树脂交联做丙烯酸氨基烘漆用,又可以用聚氨酯固化剂(含芳香族和脂肪族)配套交联做自干漆用。这种两用型树脂用户是非常欢迎的,市场应用量很大。实际上应用最多的丙烯酸树脂的Tg值设计与选择以16?为宜,用户最为满意。

4 讨论与结论

4.1 丙烯酸树脂的玻璃化温度是一项十分重要的

技术指标

丙烯酸树脂的玻璃化温度可影响丙烯酸树脂的诸多性能,因此它是一项十分重要的技术指标。设计计算丙烯酸树脂的Tg值是近10年的事情。现在通过按涂料使用性能要求,准确设计所用丙烯酸树脂的Tg值就更方便、快捷得多,而且实用。

如塑料涂料,特别像电脑、手机、电视机外壳ABS用塑料涂料(金属涂料)要求综合性能非常高。包括涂料的外观、装饰性非常高,施工性能好,干率快,硬度高,耐醇性、耐擦洗性、抗迁移性都非常高。其中耐醇性、耐擦洗性要求能达到300,500次。根据上述ABS塑料涂料综合性能高的要求,首先就应该设计丙烯酸树脂的Tg必须尽可能高,一般以100,110 ?为宜。这样就可能保证涂膜有足够高的硬度、十分好的干率、好的溶剂释放性、非常优异的耐溶剂性和良好的涂膜抗迁移性等高性能。

树脂的Tg很高,就决定必须选择单体Tg很高的甲基丙烯酸酯以及Tg更高一点的甲基丙烯酸异冰片酯,而该单体不仅具有很高的Tg值(达383 K),而

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且具有很突出的耐候性和十分优异的耐溶剂等性能。

为了提高涂膜硬度、干率、抗迁移性等性能,塑料涂料都要拼进NC、CAB,而为了使塑料涂料用丙烯酸树脂和CAB、NC混溶性好,特别是和CAB混溶性好,所以设计树脂配方中不能加入Tg很高的苯乙烯单体(如一定要加苯乙烯也要加入非常少)。

所以从ABS塑料涂料所用丙烯酸树脂Tg的确定中,就能很充分说明涂料用树脂Tg值设计的重要性,并充分地体现出Tg的高低对涂膜诸多性能的密切影响。

4.2 根据涂料的特定要求来选择与确定Tg值

各种不同类型、不同用途的丙烯酸树脂Tg的选择与确定主要是依据涂料品种的特定要求,包括一般涂膜要求,特别是硬度的要求,还要兼顾涂膜的耐冲击、附着力、柔韧性等物理性能的全面要求,而且还要满足涂膜耐溶剂、耐水、耐介质、酸、碱、腐蚀、耐盐雾、湿热等化学性能要求,有的品种还有特殊功能性要求。

4.3 按综合要求来选择与确定Tg值

丙烯酸树脂Tg值的确定和选择还要按系统的综

合要求来考虑,要保持个性与综合性相结合并统一的要求。要考虑不同涂料品种,是单独用还是改性后用,是固化剂交联型还是烘漆类型,固化剂选择是室内用还是户外用,是普通涂料还是装饰性涂料,是防腐类型还是特殊功能类型等等要求。所以设计丙烯酸树脂的Tg值,绝不能只简单地追求或满足某一两项简单的物理指标,而应按系统综合要求来考虑。

4.4 Tg设计和选定后需注意问题

当丙烯酸树脂Tg设计和选定后,被改性树脂使用的固化剂、交联剂等发生变化时(品种、性能),制漆的配方、配比要重新试验、筛选,以保证涂料综合性能达到指标要求,这样才能做到涂料品质优良,性能完好,价格适宜。

参考文献

[1] 胡学贵.高分子化学及工艺学.北京:化学工业出版

社,1991

[2] 王季昌,等.涂料合成树脂工,北京:化学工业出版

社,2007收稿日期 2008-05-26

(上接)

统,与普通氟碳外墙涂料饰面系统相比,在表面涂层的保光、防裂、降温等方面,表现了更好的性能与优势。

3.5 性能测试及评价

氟碳降温涂料及涂层的性能测试结果见表3。而采用模拟小箱法测得的复合涂层降温效果,及其与普通氟碳复合涂层样品的降温效果对比见图5。

从图5可知,本项目研制的新型氟碳降温涂料及

其复合涂层,综合性能良好,比起普通氟碳涂层能够降低温度8,12 ?,表现了一般涂层所不具备的优异性能与特点。

4 结 论

(1) 采用含氟树脂、彩色中空陶瓷微珠等制取的新型氟碳降温涂料,综合性能优异,降温效果显著,有着较大的实用价值和推广前景。

(2) 涂料的配方组成、制备工艺、涂层配套体系的设计等对复合涂层

的降温效果、综合性能产生重要的作用与影响;彩色中空陶瓷微珠与红外辐射添加剂的科学配伍,专用底漆、面漆的合理配套,提供了复合涂层短波反射、长波红外发射以及阻隔降温的兼容性。

(3) 所研制的产品可以广泛用于建筑、石化、冶金、电力、车辆、船舶以及军用装备、设施等领域,尤适用作建筑外墙外保温基层的饰面涂料。

收稿日期 2008-06-12

70656055504540353025

温度/?

对比涂层表面温度对比涂层箱内温度降温涂层表面温度降温涂层箱内温度

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

时间/h

图5 复合涂层的降温效果对比

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中 国 涂 料

范文五：丙烯酸树脂玻璃化温度_T_g_的设计和选择_王季昌

DOI:10.13531/j.cnki.china.coatings.2008.10.011

专题论述

丙烯酸树脂玻璃化温度(□ 王季昌

(江苏三木集团有限公司,江苏宜兴 214258)

摘要：介绍了丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)的重要性及计算方法,详细阐述了各种不同涂料用丙烯酸树脂Tg的设计与选择,为涂料工作者提供了宝贵的经验。

关键词：丙烯酸树脂；玻璃化温度(Tg)

中图分类号：TQ630 文献标识码：B 文章编号：1006-2556(2008)10-0052-05

Tg design and selection of acrylic resin

Wang Jichang

(Jiangsu Sanmu Group Company, Ltd., Yixing 214258, Jiangsu Province)

Abstract: This paper introduces the importance and calculation method of the Tg of acrylic resin and narrates Tg design and selection of acrylic resin. That provides precious experience to coatings persons.Keywords: acrylic resin, glass transition temperature (Tg)

0 前 言

由于丙烯酸涂料具有诸如颜色浅、耐候性能优异、品种多、用途广、原料即单体等易得、价位适宜、制造技术越来越成熟等特点,且与其配套的其他树脂如氨基树脂,与其交联固化的聚氨酯固化剂等发展也很迅速,因此使得丙烯酸涂料不仅面广量大,而且随着汽车工业、建筑行业、家电行业以及其他工业涂料的迅速发展应用也越来越多,呈现出

迅猛发展的良好态势。

为了适应丙烯酸涂料发展的客观要求,与之配套且决定丙烯酸涂料性能的丙烯酸树脂必须在其品种、数量、质量等方面都要与时俱进,以满足和适应其涂料的发展。

下面笔者就丙烯酸涂料用丙烯酸树脂制造技术中十分重要的技术指标——玻璃化温度(Tg)的设计

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中 国 涂 料

与选择问题,做一较深入的论述与讨论。

1 丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)的重要性

涂料用丙烯酸树脂属高聚物,其运动具有两重性,即链段运动和整个分子链运动。且兼有固体的弹性与液体的黏弹性。玻璃化温度(Tg)是链段能运动的最低温度,其高低与分子链的柔性有直接关系,分子链柔性越大,玻璃化温度就低；分子链刚性大,玻璃化温度就高。对于涂料制品,由于在玻璃化温度以上涂膜就会变软,故通常在玻璃化温度以下使用。所以希望在使用时玻璃化温度高些。确定Tg的重要性主要表现在以下几个方面：

(1) 设计涂料用丙烯酸树脂的配方,一旦根据涂料品种、性能和特殊性能等综合要求,确定了丙烯酸树脂的玻璃化温度(Tg)后,就基本上确定了树脂所选择的单体,也就决定了树脂的性能和制漆后涂料的性能。

(2) 丙烯酸树脂的Tg值决定了其涂膜的硬度和抗划伤性。Tg值越高则涂膜越硬(但要注意涂膜不能脆,制漆时要调整),抗划伤性越强；反之,Tg值越低,其涂膜硬度越低,其抗划伤能力越差。在夏天温度较高时涂膜容易变软,回粘,易受污染。这是Tg值高低对涂膜硬度和抗划伤力最直观的影响规律。

(3) 丙烯酸树脂的Tg越高,制漆后涂膜干率越好；反之,Tg越低,树脂制漆后干率越差。

(4) 丙烯酸树脂的Tg越高,其涂料的溶剂释放性越好；反之,Tg越低,其溶剂的释放性越差。

(5) 在同样树脂合成反应条件下,树脂的Tg越高,树脂反应最终黏度越大(即分子量高)；反之,树脂Tg越低,树脂反应最终黏度越低(分子量小)。

(6) 丙烯酸树脂Tg值越高,制漆后涂膜耐溶剂、耐腐蚀性越好；反之,树脂Tg值越低,其制漆后涂膜耐腐蚀性、耐溶剂性越差。

所以,在丙烯酸树脂诸多技术指标中,Tg值对树脂、涂膜性能的影响是比较大的一个技术指标。可见丙烯酸树脂Tg值是相当重要的一项技术指标,所以必须设计合理、选择正确。

2 玻璃化温度(Tg)的计算

均聚物的玻璃化温度可由表1查得；共聚物的玻璃化温度可从配方中的单体均聚物的玻璃化温度近似求得。公式如下(其误差在±5 ℃)：

1 W1 W2 W3

= +++

…… Tg Tg1 Tg2 Tg3

同时还可以通过上述计算剖析某一树脂单体的组成；也可根据树脂特征值设计配方,进行原料代用。

表1 (甲基)丙烯酸酯类单体的玻璃化温度一览表

计算如下：

14.43 23.3 9.74 1.24 1 48.71 48.71 48.71 48.71

= + ++

Tg 378 373 219 379

= 0.000 783 6+1.001 282+0.000 913 2+0.000 067 18= 0.003 046

Tg=328.3 K = 55.3 ℃

该热塑性丙烯酸树脂的Tg值为55.3℃。

3 各种不同涂料用丙烯酸树脂Tg的设

计与选择

3.1 热塑性丙烯酸树脂

一般热塑性丙烯酸涂料单独用于户外的,其树脂Tg值应选择高于夏天室外最高温度,其目的是为了防止涂膜回粘,以防止沙尘污染涂膜,一般树脂的

举例：以某热塑性丙烯酸树脂为例计算其Tg

值。其单体组成及相应的Tg见表2。

表2 某热塑性丙烯酸树脂单体组成及相应的T值Tg值应控制在55～60 ℃为宜；用于室内的热塑性丙烯酸涂料的树脂的Tg应控制在37～50 ℃为宜。如：彩瓦用、溶剂型纯丙外墙涂料用热塑性丙烯酸树脂的Tg为55～60 ℃为宜；变压器、电机、工程机械、管路、设备等外用丙烯酸防腐涂料用树脂Tg值以57～60 ℃为宜。

3.2 特殊涂料用丙烯酸树脂

如单组分热塑性丙烯酸塑料涂料,其丙烯酸树脂的Tg应高些,以100～110 ℃为宜,这是根据塑料涂料所要求的特性而确定的(因为大部分作为面漆)。即使树脂的Tg很高,在塑料上也不存在涂膜发脆的问题,这是塑料底材所决定的。做底漆的塑料涂料用树脂Tg可控制在45～60 ℃为宜。如电视机、手机、电脑等面漆用热塑性丙烯酸金属涂料或半光、无光涂料用树脂的Tg以90～110 ℃为宜；PP塑料底漆改性热塑性丙烯酸树脂的Tg以50～65 ℃为宜。

3.3 改性的热塑性丙烯酸树脂

(1) 丙烯酸改性硝基涂料,其丙烯酸树脂的Tg以8 ℃左右为宜。目的就是尽可能加入较多的硝化棉树脂,一般涂料用1/2 s硝化棉较多(此秒数硝化棉硬度较大),而丙烯酸树脂Tg为8 ℃较软,如果用高秒硝化棉如20 s或30 s则可选择丙烯酸树脂Tg大于8 ℃,甚至Tg可达50 ℃或更高。另外硝化棉树脂加量的多少,还要通过试验选择予以确定,设计配方时要灵活掌握,目的是保证涂膜有足够好的综合性能。

(2) 丙烯酸改性过氯乙烯涂料,其丙烯酸树脂的Tg以8 ℃、57 ℃两种树脂为宜。一般做法为：先以Tg为8 ℃的丙烯酸树脂进行改性,可以加入较多

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的过氯乙烯树脂,然后再加入Tg为57 ℃的热塑性丙烯酸树脂进行改性,以提高改性后树脂的光泽、硬度和其他性能,确保改性后的丙烯酸过氯乙烯涂料具有二者优异的特性。

(3) 丙烯酸改性醇酸树脂涂料,其所用丙烯酸树脂的Tg以105～110 ℃为宜,之所以设计这么高,其原因是为了提高改性后的丙烯酸醇酸涂膜的硬度、干率、耐水性、耐候性等。因为醇酸涂料的这几项指标均属弱项,而丙烯酸树脂均属强项。

(4) 丙烯酸改性有机硅树脂涂料,其丙烯酸树脂的Tg控制在30～55 ℃为宜。主要是保证提高改性后的丙烯酸有机硅涂料的干率、柔韧性、硬度及其他的综合性能。

3.4 丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂

(1) 一般丙烯酸氨基烘漆用丙烯酸树脂,其Tg

以-6～0 ℃为宜(常规用,如汽车、家电涂料等),而以-6 ℃为常用。因为一般氨基丙烯酸烘漆选用的氨基树脂为582丁醇或异丁醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂,硬度较大。这样,m(丙烯酸树脂)∶m(氨基树脂)=2.5∶1,其涂膜硬度可达2H～3H,而涂膜耐冲击、附着力、弹性、柔韧性等综合物理性能均优。

如选用甲醚化的氨基树脂与之交联,则选择丙烯酸树脂的Tg可大于0 ℃,因为甲醚化氨基树脂比较软。

(2) 特殊用途丙烯酸氨基烘漆,如钢尺涂料,因用于钢卷尺,要求涂膜柔韧性、弯曲性要特别好,所以在同样的氨基树脂的条件下,丙烯酸树脂的Tg为-15℃为宜,此树脂柔韧性相当好。

建材行业用的卷铝涂料,涂膜较薄,对涂膜要求同样十分苛刻,要求其涂膜有很高的T弯性能(15 ℃,配套交联后涂膜易脆,冲击指标不易通过,制漆时要对配方进行调整。

3.6 通用型两用丙烯酸树脂

一般所谓通用型两用丙烯酸树脂是指该树脂既可与氨基树脂交联做丙烯酸氨基烘漆用,又可以用聚氨酯固化剂(含芳香族和脂肪族)配套交联做自干漆用。这种两用型树脂用户是非常欢迎的,市场应用量很大。实际上应用最多的丙烯酸树脂的Tg值设计与选择以16℃为宜,用户最为满意。

4 讨论与结论

4.1 丙烯酸树脂的玻璃化温度是一项十分重要的

技术指标

丙烯酸树脂的玻璃化温度可影响丙烯酸树脂的诸多性能,因此它是一项十分重要的技术指标。设计计算丙烯酸树脂的Tg值是近10年的事情。现在通过按涂料使用性能要求,准确设计所用丙烯酸树脂的Tg值就更方便、快捷得多,而且实用。

如塑料涂料,特别像电脑、手机、电视机外壳ABS用塑料涂料(金属涂料)要求综合性能非常高。包括涂料的外观、装饰性非常高,施工性能好,干率快,硬度高,耐醇性、耐擦洗性、抗迁移性都非常高。其中耐醇性、耐擦洗性要求能达到300～500次。根据上述ABS塑料涂料综合性能高的要求,首先就应该设计丙烯酸树脂的Tg必须尽可能高,一般以100～110 ℃为宜。这样就可能保证涂膜有足够高的硬度、十分好的干率、好的溶剂释放性、非常优异的耐溶剂性和良好的涂膜抗迁移性等高性能。

树脂的Tg很高,就决定必须选择单体Tg很高的甲基丙烯酸酯以及Tg更高一点的甲基丙烯酸异冰片酯,而该单体不仅具有很高的Tg值(达383 K),而

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且具有很突出的耐候性和十分优异的耐溶剂等性能。

为了提高涂膜硬度、干率、抗迁移性等性能,塑料涂料都要拼进NC、CAB,而为了使塑料涂料用丙烯酸树脂和CAB、NC混溶性好,特别是和CAB混溶性好,所以设计树脂配方中不能加入Tg很高的苯乙烯单体(如一定要加苯乙烯也要加入非常少)。

所以从ABS塑料涂料所用丙烯酸树脂Tg的确定中,就能很充分说明涂料用树脂Tg值设计的重要性,并充分地体现出Tg的高低对涂膜诸多性能的密切影响。

4.2 根据涂料的特定要求来选择与确定Tg值

各种不同类型、不同用途的丙烯酸树脂Tg的选择与确定主要是依据涂料品种的特定要求,包括一般涂膜要求,特别是硬度的要求,还要兼顾涂膜的耐冲击、附着力、柔韧性等物理性能的全面要求,而且还要满足涂膜耐溶剂、耐水、耐介质、酸、碱、腐蚀、耐盐雾、湿热等化学性能要求,有的品种还有特殊功能性要求。

4.3 按综合要求来选择与确定Tg值

丙烯酸树脂Tg值的确定和选择还要按系统的综

合要求来考虑,要保持个性与综合性相结合并统一的要求。要考虑不同涂料品种,是单独用还是改性后用,是固化剂交联型还是烘漆类型,固化剂选择是室内用还是户外用,是普通涂料还是装饰性涂料,是防腐类型还是特殊功能类型等等要求。所以设计丙烯酸树脂的Tg值,绝不能只简单地追求或满足某一两项简单的物理指标,而应按系统综合要求来考虑。

4.4 Tg设计和选定后需注意问题

当丙烯酸树脂Tg设计和选定后,被改性树脂使用的固化剂、交联剂等发生变化时(品种、性能),制漆的配方、配比要重新试验、筛选,以保证涂料综合性能达到指标要求,这样才能做到涂料品质优良,性能完好,价格适宜。

参考文献

[1] 胡学贵.高分子化学及工艺学.北京：化学工业出版

社,1991

[2] 王季昌,等.涂料合成树脂工,北京：化学工业出版

社,2007收稿日期 2008-05-26

(上接第36页)

统,与普通氟碳外墙涂料饰面系统相比,在表面涂层的保光、防裂、降温等方面,表现了更好的性能与优势。

3.5 性能测试及评价

氟碳降温涂料及涂层的性能测试结果见表3。而采用模拟小箱法测得的复合涂层降温效果,及其与普通氟碳复合涂层样品的降温效果对比见图5。

从图5可知,本项目研制的新型氟碳降温涂料及

其复合涂层,综合性能良好,比起普通氟碳涂层能够降低温度8～12 ℃,表现了一般涂层所不具备的优异性能与特点。

4 结 论

(1) 采用含氟树脂、彩色中空陶瓷微珠等制取的新型氟碳降温涂料,综合性能优异,降温效果显著,有着较大的实用价值和推广前景。

(2) 涂料的配方组成、制备工艺、涂层配套体系的设计等对复合涂层的降温效果、综合性能产生重要的作用与影响；彩色中空陶瓷微珠与红外辐射添加剂的科学配伍,专用底漆、面漆的合理配套,提供了复合涂层短波反射、长波红外发射以及阻隔降温的兼容性。

(3) 所研制的产品可以广泛用于建筑、石化、冶金、电力、车辆、船舶以及军用装备、设施等领域,尤适用作建筑外墙外保温基层的饰面涂料。

收稿日期 2008-06-12

70656055504540353025

温度/℃

对比涂层表面温度对比涂层箱内温度降温涂层表面温度降温涂层箱内温度

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

时间/h

图5 复合涂层的降温效果对比

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中 国 涂 料

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