丙烯酯樹脂(英文名稱acrylic resin)又名聚丙烯酸樹脂(polyacrylic acide resin)是丙烯酸和甲基丙烯酸及其酯類或其他衍生物聚合而成的均聚物、共聚物的總成。具有無色、透明、耐光、耐老化的特性,產品有固體(有板、片、棒、管、顆粒等形態)、彈性體、溶液、乳液、粘稠油狀液體等不同品種。純的聚甲基丙烯酸甲酯是一種澆注型透明樹脂、模塑膠,俗稱有機玻璃。溶液及乳液樹脂多為共聚樹脂,用途非常廣泛。
基本簡介,丙烯酯聚酯的單體,丙烯酯樹脂的生產方法,典型丙烯酯樹脂產品及性能、用途舉例,
基本簡介
其結構通式如下:
式中-R代表-H、-CN、烷基、芳基、鹵素等。-COOR可被-CN、
-CONH2、-CHO等取代。丙烯酯樹脂產品性能取決於聚合單體和聚合方法的不同。
丙烯酯聚酯的單體
-CONH2、-CHO等取代。丙烯酯樹脂產品性能取決於聚合單體和聚合方法的不同。
(1)丙烯酸(分子式為CH2=CH-COOH)衍生物主要是指其酯類(分子通式為CH2=CH-COOR)的衍生物,最重要的有丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸正丁酯(n-BA),丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)等,這是丙烯酸系列單體中的基幹單體。與其他一元醇衍生的酯類如丙烯酸異丁酯(i-BA)、丙烯酸十二烷基酯(DDA)等,其產量不大,但具有特殊的用途,稱為丙烯酸系列單體中的特殊單體。此外還有官能和多官能單體。官能單體的結構特徵是除丙烯酸分子中的碳碳雙鍵外,分子中還含有另外的活潑官能團,如羥基、羧基、縮水甘油基等,例如丙烯酸羥乙酯(HEA)、丙烯酸羥丙酯(HPA)等分子中除有碳碳雙鍵外還含有羥基。丙烯酸與多元醇,例如丙三醇、季戊四醇等的酯則含有兩個或兩個以上的碳碳雙鍵及其他官能團,稱為多官能團單體。已知丙烯酸的衍生物有上千種之多,其中工業套用和生產的有數十種。
(2)甲基丙烯酸(分子式為CH2-C(CH3)-COOH)是丙烯酸的同系物,具有相同的性質,和丙烯酸一樣,其衍生物主要是其酯類(分子通式為CH2=C(CH3)COOR)衍生物。例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸單乙二醇酯、甲基丙烯酸β-羥丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯等,同樣具有多官能團的之類衍生物。
(3)共聚單體:丙烯酸和甲基丙烯酸酯類衍生物除彼此能進行共聚合反應外,還能和苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等多種單體進行共聚合,生成多種性能各異的丙烯酯樹脂。
丙烯酯樹脂的生產方法
丙烯酯樹脂可以多種聚合工藝來製造,如本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、接枝聚合、輻射聚合、自聚、共聚等。同一種單體採用不同的聚合方法可以製造出具有不同性能和用途的丙烯酯樹脂,同樣採用同一種聚合工藝,採用不同單體和配方也能製造出不同性能和用途丙烯酯樹脂的產品。因此丙烯酯樹脂的體系和品種、用途非常龐大。
典型丙烯酯樹脂產品及性能、用途舉例
(1)丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物:懸浮共聚法製造,柔韌性好、熔融流動性好,為模塑膠,適宜做電視機黑白電子束有機膜材料;
(2)丙烯酸靜電噴塗烘漆:由羥基丙烯酸樹脂、氨基樹脂、助劑等製造,適合靜電噴塗用烘漆,漆膜光亮、硬度高、烘烤不泛黃;
(3)丙烯酸乳膠漆:由丙烯酸乳液、配以顏料及各種助劑製成的乳膠漆,具有耐污、耐鹼、耐擦性,光澤,保光、保色性,常被用作外牆塗料;
(4)丙烯酸乳液膠粘劑:以丙烯酸酯(甲酯、乙酯、丁酯、異辛酯)單體為主與含有乙烯基的其他單體(苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈等)在水中進行乳液聚合得到的乳液做膠粘劑,固含量30~80%之間,可用於紡織、皮革、造紙、塗料、建築僅壓敏製品等;
(5)丙烯酸泡沫塑膠:以甲基丙烯酸、丙烯醯胺、丙烯腈共聚的硬質泡沫塑膠,分為化學及輻照交聯兩類。輻射交聯的泡沫塑膠性能優於聚苯乙烯和聚氨酯泡沫塑膠,耐熱性好,可長期在140℃下使用,尺寸穩定,強度好、導熱率低,耐汽油等溶劑;
(6)有機玻璃:是一種透明塑膠,甲基丙烯酸甲酯聚合的固體材料,機械強度、耐候性、電絕緣性優良,可製成各種型材,在建築、交通工具、裝飾、軍工等領域用途廣泛;
(7)丙烯酸聚氨酯磁漆:由羥基丙烯酸樹脂、顏料、助劑等配製成組分1,由脂肪族異氰酸酯配製的組分2組成的雙組分塗料,具有良好的光澤、耐候性、物性和化學性,特別適合客車、橋樑、鐵塔等大型物體的塗裝;
(8)丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚甲基丙烯酸甲酯共混物:一般採用機械共混法製造,其表面硬度大、剛性高、外觀好、加工性能優良、耐熱性高,用戶與自動化辦公用品及汽車用品的製造;
(9)丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物:無色透明液體可溶於水,主要用作鍋爐給水、油田注水等的阻垢劑;
(10) 丙烯酸光固化清漆:由丙烯酸酯或丙烯酸的齊聚物,低分子環氧樹脂、光敏劑及活性稀釋劑為主要成分製成,固化速度快,漆膜的硬度高,主要用於印刷工業、輕工業和電子工業。