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1、 本科毕业设计（论文）乙烯基三乙氧基硅烷改性水溶性丙烯酸树脂的合成与应用学 院 轻工化工学院 专 业 应用化学 （功能材料方向) 年级班别 2007级（2）班 学 号 3107001682 学生姓名 指导教师 2011 年 6 月 乙烯基三乙氧基硅烷改性水溶性丙烯酸树脂的合成与应用 姚华增 轻工化工学院 摘 要丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯类单体共聚而成的树脂，可分为热塑性与热固性树脂。丙烯酸树脂具有良好的光泽度、耐候性、耐化学性和稳定性；水溶性丙烯酸树脂具有无污染、无毒性、无刺激性和生产安全、价格便宜等优点。但常规丙烯酸树脂存在如成膜温度高、膜硬度低、抗粘性差、耐水性不好、
2、附着力差等缺点。因此，合成能克服以上缺陷的新型树脂己成为当前的研究热点。本研究先用溶液聚合的方法合成了水溶性丙烯酸树脂，然后采用附着力良好的乙烯基三乙氧基硅烷对其进行改性，有效的改善了水溶性丙烯酸树脂的缺点，提高了丙烯酸树脂的综合性能。 在阴离子丙烯酸树脂的合成中，讨论了不同引发剂、不同温度、不同羟值及不同酸值等因素对丙烯酸树脂的影响。结果表明：反应温度在105可顺利合成阴离子丙烯酸树脂，单体转化率在95以上，硬度达3H、附着力1级(马口铁)。除此之外，以过氧化苯甲酰为引发剂，选择丙烯酸酯类单体共聚，通过乙烯基三乙氧基硅烷与丙烯酸酯类单体的自由基聚合反应，合成以正丁醇和乙二醇丁醚为主要溶剂的有
3、机硅改性丙烯酸树脂。并对树脂涂膜的稳定性及硬度、耐水煮性，附着力等性能进行了研究。得到的树脂具有良好的热储稳定性。乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸树脂涂膜具有光泽高、硬度好、耐腐性强、金属附着力强、耐盐性好与透明性高等优异性能。关键词: 乙烯基三乙氧基硅烷、水溶性丙烯酸树脂、防腐性、耐盐雾性 注：本设计（论文）题目来源于教师的国家级（或部级、省级、厅级、市级、校级、企业）科研项目，项目编号为： 。AbstractAcrylic resin is a group of related thermoplastic or thermosetting plastic substances derived
4、from acrylic acid, methacrylic acid or other related vinyl compounds. Acrylic resin has some advantages, such as good glossiness, weather-resistant, chemical resistance and stabilization; waterborne acrylic resin is provided with non-contamination, nontoxicity, non-skin irritation, and low price and
5、 safety of production. But it also has some disadvantages, such as high film forming temperature, low hardness, poor anti-after tack, poor water-resistant, low adhesion, etc. So the high performance acrylate polymer resin which can overcome those disadvantages will become research hotspot at present
6、.In this paper, the waterbotne acrylic resin could be prepared by solution polymerization with acrylate monomers, and make preliminary discussion on synthesis techniques, and then, in order to improve the performance and enhance synthetic properties of copolymer, water-soluble acrylic resin ester of
7、 Vinyltriethoxysilane which has high adhesion and low viscosity could be used for modifying it.On the synthesis of anion acrylic resin, many factors such as different initiator, reaction temperature, hydroxyl and acid number on the acrylic resin were discussed. The results showed that the anion acry
8、lic resin could be favorably prepared and the conversion rate of monomers is greater than 95% when the reaction temperature is 105,Meanwhile, the hardness of film is 3H and the adhesion strength is level1. Besides, organic silicone-acrylic resin was obtained by the copolymerization of acrylate copol
9、ymer which was carried out in normal butanol using benzoyl peroxide and dutyl cellosolvel as initiator, through radical polymerization of acryloyl Vinyltriethoxysilane and acrylate monomer.The stability, hardness, resistance to water and adhesion properties of the resin film was studied.The resin ha
10、d good heat strage stability and pigment wettability, Vinyltriethoxysilane-acrylic resin had a high glossiness, hardness and highly corrosion resistant, strong glass adhesion, good tolerance boiled and transprarency.Key words: vinyltriethoxysilane， water-soluble acrylic resin， salt endurance目 录1 绪论1
11、1.1丙烯酸树脂简介112水溶性丙烯酸树脂11.2.1水性丙烯酸酯树脂的发展历史31.2.2水性丙烯酸酯树脂的优缺点41.2.3水性丙烯酸酯树脂的合成方法41.2.4 水性丙烯酸酯树脂的固化机理51.3丙烯酸树脂的改性方法51.4课题的目的、意义和研究内容82 试验部分102.1 试剂及设备仪器102.1.1 实验原料试剂102.1.2 主要仪器及设备102.2 主要仪器及设备112.1.3 实验装置112.2 树脂合成操作方法122.3合成树脂表征122.3.1 树脂实际固含量测定GH%122.3.2 涂膜耐盐水性测定132.3.3 涂膜附着力测定132.3.4 涂膜铅笔硬度测定132.3.
12、5 涂膜冲击强度测定132.3.6 树脂羟值的测定23132.3.7 树脂酸值的测定24142.4 小结142.4.1中和剂的选择142.4.2溶剂的选择142.4.3引发剂加入方式的影响152.4.4 单体对树脂及涂膜性能的影响152.4.5 水溶性分析162.4.6 树脂的羟值对漆膜固化性能的影响172.4.7 水溶性丙烯酸树脂的性能182.4.8 双组分丙烯酸聚氨酯清漆的性能182.5乙烯基三乙氧基硅烷改性水溶性丙烯酸树脂的合成192.5.1 前言192.5.2 合成实验202.5.3红外光谱测试203 结果与分析213.1 红外光谱结构分析213.2 有机硅单体含量对附着力的影响213
13、.3 有机硅单体含量对耐酸碱盐性的影响223.4 有机硅单体含量对硬度的影响223.5 有机硅单体含量对吸水率的影响22结论24参考文献25致谢27 1 绪论1.1丙烯酸树脂简介丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯类单体共聚合成的树脂，通过选用不同的丙烯酸单体种类、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用领域的丙烯酸树脂，丙烯酸树脂根据结构和成膜机理的不同又可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制备银粉漆时铝粉
14、的白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。热固性丙烯酸树脂是指在树脂结构中带有羟基、羧基等功能基团，在制漆时通过加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等树脂中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性、在高温烘烤时不变色、不返黄。最重要的应用是与氨基树脂配合合成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成的丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，所以制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性能。12水溶性丙烯酸树脂随着人类对环境及健康的日益重视，水性涂料已获得了愈来愈广泛的应用。国内工业涂料的水性化水平和工业发达国家相比存在着很大差距。水性涂料面临的主要难题是在成本可接受的前提下如何提高产品的性能，使之达到与溶剂型涂料相同或接近的水平，并进一步降低VOCs的排放量。水性涂料代表着低污染涂料发展的主要方向。为了不断改善其性能，扩大其应用范围，近半个世纪以来国内外对水性涂料进行了大量的研究1-4。从无污染、省能源出发，早在80年代初经济发达国家就提出了发展涂料工业的四个原则，即经济、
