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本文利用功能性树脂对热固性丙烯酸酯树脂进行改性,分别对水性和溶剂两种体系进行了研究。
对于溶剂体系,采用两种方式改性丙烯酸酯树脂。第一,以AIBN和BPO为引发剂和含有两个双键的丙烯酸环氧酯和聚乙二醇单马来酸酯对丙烯酸酯树脂改性,分别合成了改性和未改性的羟基丙烯酸酯树脂。傅立叶转换红外光谱证明双键基本反应完全。用六甲氧甲基三聚氰胺树脂固化,固化过程的DSC曲线表明树脂为中低温固化。测试了树脂的分子量,粘度和交联度,分析了引发剂对树脂结构的影响,发现AIBN用量提高能降低树脂粘度,而BPO用量提高使树脂粘度增加。丙烯酸环氧酯改性羟基丙烯酸酯树脂以AIBN作为引发剂具有合适的交联度和粘度。丙烯酸环氧酯改性后丙烯酸酯树脂固化涂膜的耐化学性能,尤其是耐酸性能明显提高,并具有良好的机械性能。TGA曲线表明丙烯酸环氧酯使羟基丙烯酸酯树脂的耐热性能也有一定提高。第二,用丙烯酸环氧酯、苯乙烯混合物与丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺树脂制备了互穿网络结构。研究了固化化学,表征了漆膜表面形态,测试了IPN材料的机械力学和化学性能以及热分解性能。发现缩合反应和聚合反应主要发生在100-140℃。IPN结构的最佳互穿程度发生时反应物比例为:丙烯酸树脂与丙烯酸环氧酯和苯乙烯混合物树脂为2:1,丙烯酸环氧酯和苯乙烯为5:3(均为质量比)。IPN材料性能最佳时的固化条件为:BPO用量为丙烯酸环氧酯和苯乙烯混合物的3%,固化温度110℃,固化时间1h。IPN结构使丙烯酸树脂热固化漆膜的耐热性能明显提高,而不论两种树脂以何种比例混合。
对于水性体系,通过溶液聚合,在树脂中引入聚乙二醇单马来酸酯,制备了丙烯酸酯树脂水溶胶。将水溶性丙烯酸树脂的丙烯酸单体用量降低到6%,并得到较好的稳定性。发现溶剂的选择要同时考虑溶度参数和极性分数,乙二醇单丁醚比二氧六环更适合制备水性丙烯酸树脂。通过正交实验法考察了影响树脂分子量和水溶性的因素。发现各因素的影响大小顺序为:反应温度>PEG分子量>引发剂百分数>溶剂百分数.得到的实验优化方案为50%的溶剂,0.3%的引发剂,95℃反应温度,功能单体为PEG1000-MAH。用氨基树脂作交联剂,涂膜固化物的机械力学性能优良,而耐化学试剂性能不理想。