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0引言
为了防止金属生锈和保持外表美观，金属仪表、铜牌、汽车和家用电器等金属表面多使用罩光清漆［1］。罩光漆多采用丙烯酸树脂类涂料。
尽管水性罩光漆1992年已开发应用，由于其性能不如溶剂型罩光漆，目前应用并不广泛；高固体分罩光漆由于聚合物的相对分子质量低也常有某些不足；丙烯酸粉末罩光清漆由于脆性较大，涂膜的耐冲击性较差，影响了使用推广。溶剂型罩光清漆相对于以上几种罩光清漆更为成熟，目前和今后一段时间内依然是应用比较广泛的一类涂料。
本文根据自由基聚合机理，针对当前金属罩光漆的不足，研究了溶剂型丙烯酸树脂的黏度与聚合物相对分子质量、单体类型、反应温度、引发剂的用量等各方面之间的相互关系，研制成适合于工业化生产，具有良好的抛光打磨性、优良的保光耐候性以及耐盐雾性的丙烯酸罩光清漆。
1实验部分
1.1原材料
试剂：甲基丙烯酸甲酯（MMA），甲基丙烯酸丁酯（BMA），甲基丙烯酸乙酯（EMA），甲基丙烯酸（MAA），丙烯酸β-羟丙酯（β-HBA），丙烯酸丁酯（BA），邻苯二甲酸二丁酯，过氧化苯甲酰（BPO），甲苯，二甲苯，醋酸丁酯，丙酮和正丁醇，硝化纤维素，磷酸三甲酚酯，乙酸异戊酯。
仪器：涂-4杯黏度计，GS12-Ⅱ电子恒速搅拌器，101-AB型电热鼓风干燥箱，QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪。
1.2实验过程
将一定量的甲苯和醋酸丁酯混合溶剂加入带有搅拌和回流装置的四口瓶中，加热到回流温度，在2.5~3h内滴加完丙烯酸单体与BPO的混合物，保温0.5h后，补加引发剂和溶剂的混合液体，然后继续保温2h，降温出料。
将一定量所得的丙烯酸树脂加入配制好的硝化纤维甲苯溶液中，搅拌10min左右，然后加入磷酸三甲酚酯和邻苯二甲酸二丁酯增塑剂，充分搅拌混合，最后加入几滴硅油甲苯溶液，制得罩光清漆。
用砂纸将金属片彻底打磨至基本无光泽为止，然后用纸抹去其表面的粉尘，用酒精将其擦拭干净。用毛笔或小刷子将配制好的罩光清漆均匀涂覆在金属片上，放置待其干燥，测定性能。
2结果与讨论
2.1单体的影响与选择
根据丙烯酸单体在树脂中的作用以及对涂膜性能的贡献，可将单体分为非功能性单体和功能性单体。在合成树脂的过程中，单体的选择十分重要。本实验选择MMA、BMA、MAA和β-HBA等单体组合，其中MMA和MAA的玻璃化温度较高，在聚合物中充当硬单体的角色，赋予树脂一定的强度和附着力；BMA有助于降低整个体系的玻璃化温度，从而使最后的树脂不至于太脆，并赋予漆膜一定的耐油性；β-HBA与MMA配合能提高涂层的自交联特性。
2.2引发剂的影响与选择
根据聚合实施方法，从产品性能要求和溶解度的角度确定引发剂的类型。一般本体聚合、悬浮聚合，以及有机溶液聚合选用偶氮类和过氧化物类等油溶性有机引发剂。本实验整个反应过程中滴加温度控制在混合溶剂回流温度90~110℃左右，从反应的温度来考虑，适合本反应体系的引发剂是过氧化苯甲酰（BPO）。引发剂浓度对树脂黏度的影响见图1。
图1 引发剂浓度对树脂黏度的影响
由图1可见：温度一定的情况下，树脂的黏度随引发剂用量的增加而变小。这是由于自由基聚合的历程包括链引发、链增长、链转移和链终止等几个连锁反应。引发剂，即活性中心较多时，相应地引发的分子链就较多，分子个数多，当单体的数量一定时，所得树脂的相对分子质量小，且树脂的黏度与相对分子质量的关系式如下：
其中η为黏度，k为系数，M为平均相对分子质量，SC（Solid Content）为固含量。从上面的公式可见，k为常数，当树脂的配方一定时，固含量为定值，所以体系黏度会随树脂相对分子质量的减小而减小。
通常引发剂用量为单体质量的0.5%~1%。
2.3反应温度对黏度的影响
热塑性丙烯酸树脂的成膜主要是依靠溶剂的挥发，分子链相互缠绕进行的。选择不同的反应温度，可以得到不同相对分子质量的热塑性丙烯酸树脂。
反应温度对树脂的最终黏度有较大影响，实验结果如图2所示。
图2 反应温度对树脂黏度的影响
反应温度升高有利于活化能大的反应发生，因此链转移反应速率比链增长反应速率增加得快，聚合物树脂的聚合度变小，即树脂相对分子质量随着反应温度升高而逐渐减小，因而黏度相应减小。
2.4热塑性丙烯酸树脂的配方
热塑性丙烯酸树脂的配方见表1。
表1 热塑性丙烯酸树脂的配方
按表1配方制备的丙烯酸树脂与硝化纤维素配用制成的罩光漆，具有很好的抛光打磨性、光泽、保光性及耐候性等，并有适中的柔韧性，同时发现加入2%的甲基丙烯酸后，可使漆膜具有更好的附着力。
实验中还发现：硝化纤维素还有助于提高整个清漆体系的黏度。
3结语
本文利用合成的热塑性丙烯酸树脂制备了热塑性金属罩光漆，涂膜的干燥时间短，附着力强，硬度高，光泽性好，耐盐水性优异。软硬单体比例对热塑性树脂的玻璃化温度有贡献，单体种类与配比是影响漆膜硬度的主要因素。另外，引发剂的用量以及反应温度对树脂黏度有明显影响，引发剂用量越大，体系的反应温度越高，热塑性树脂的黏度越小。
参考文献
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2王武生，曾俊.水乳型聚氨酯与丙烯酸树脂结构与性能比较［J］.中国皮革，1996，25（05）：26-31
3杨忠敏.汽车涂料产业发展前景［J］.材料产业，2005（02）：50-55
4徐楠，刘亚康.丙烯酸粉末罩光清漆耐冲击性能的研究［J］.涂料工业，2005，35（04）：21-24
5强西怀，乔永洛.不同交联体系对丙烯酸树脂木器涂料用乳液涂膜性能的影响［J］.涂料工业，2006，36（09）：19-22 |
