0 前言

现今社会，生活、生产节奏越来越快，许多工程都面临着工期短，要求在保质保量的前提下尽快完工的问题，因此，越来越多的客户提出要求：让油漆在性能得到保证的前提下，能够快速干燥成膜。虽然有许多树脂可以实现快干性能，如硝酸纤维素、高氯乙烯、氯化橡胶、热塑性丙烯酸等，但它们均价格较高，且在性能上或多或少有一些弊病：有的户外耐候性差，如硝基漆、氯化橡胶漆；有的漆膜丰满度不佳，实干不好，如热塑性丙烯酸，种种弱点造成其适用性不强。本实验用丙烯酸改性醇酸树脂，既保留醇酸树脂丰满度好、容易施工等特点，又继承了热塑性丙烯酸树脂快干的特点，增强了耐候性能，且成本较低，有着突出的性价比。

丙烯酸改性醇酸树脂有 2 种方法可实现：一是共聚法，先引用带共轭双键的原料制备醇酸树脂，再将其与丙烯酸单体在引发剂引发下进行自由基聚合，此法存在树脂组分不均匀，制得的漆膜耐溶剂性能较差等问题，同时由于要消耗醇酸组分中的共轭双键造成树脂整体性能下降。另一种方法为酯化法：将丙烯酸单体通过引发剂加成聚合，先制成丙烯酸树脂，以其带极性的官能团，如羟基、羧基、环氧基团与醇酸树脂中的羟基或羧基进行酯化缩聚实现嫁接，酯化法制得的丙烯酸改性醇酸树脂避免了共聚法的一些弊端，所得树脂的性能更为优异，本实验采用酯化法。

1 实验部分

1.1 主要原材料

甲基丙烯酸甲酯，工业级；苯乙烯，工业级；丙烯酸丁酯，工业级；α - 甲基丙烯酸，工业级；过氧化苯甲酰，分析纯；链转移剂，试剂级；二甲苯，工业级；豆油酸，工业级；季戊四醇，工业级；苯酐，工业级；苯甲酸，工业级；钛白粉，金红石型，工业级；氧化铁红，工业级；硫酸钡，工业级。

1.2 丙烯酸共聚物的制备

1.2.1 配方

制备配方见表 1 。

表 1 丙烯酸共聚物的制备配方

1.2.2 合成工艺

将二甲苯装入有搅拌器、温度计、加料漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中，加热升温至回流，将引发剂、链转移剂及单体按配比混合均匀，倒入加料漏斗中。回流 5~30 min 后开始滴加单体混合物，控制在 3~6 h 内滴完，然后保温 0.5~2 h ，追加引发剂一次，保温 0.5~2 h ，追加第二次引发剂，保温 0.5~2 h ，降温，出料备用。

1.2.3 性能指标

丙烯酸共聚物的性能指标见表 2 。

表 2 丙烯酸共聚物的性能指标

1.3 丙烯酸改性醇酸树脂的制备

1.3.1 配方（表 3 ）

表 3 丙烯酸改性醇酸树脂的配方

1.3.2 合成工艺

将所有物料投入带搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，逐渐升温至 180~ 200 ℃ 后保温反 应，3 h 后开始每小时抽样测粘度、酸值，当指标合格后降温兑稀。

1.3.3 性能指标（表 4 ）

表 4 丙烯酸改性快干醇酸树脂的性能指标

1.4 成漆实验

用丙烯酸改性快干醇酸树脂分别制备快干醇酸磁漆及醇酸底漆，配方见表 5 、 6 。

表 5 快干白磁漆配方

表 6 快干铁红底漆配方

1.4.1 漆浆制备工艺

将配方量的树脂称量于配料缸中，加入润湿分散剂、膨润土胶，用高速分散机搅拌均匀后，依次投入颜料、填料，搅拌均匀后至砂磨机中研磨，磁漆细度≤ 20 μ m ，底漆细度≤ 50 μ m ，细度合格后移至调浆缸，加入消泡剂、催干剂调整性能，加入溶剂调整粘度，包装前 15 min 加入防结皮剂，搅拌均匀后包装。

1.4.2 成品漆性能检测结果（表 7 、 8 ）

表 7 快干白磁漆性能检测结果

表 8 快干铁红底漆性能检测结果

由以上实验结果可知：采用自制丙烯酸改性快干醇酸树脂制成的油漆，不仅干性显著提高，而且性能均符合醇酸类漆的各项指标；制成的面漆不仅干燥迅速，而且耐盐水、耐盐雾等各项耐性指标显著提高。

2 结果与讨论

2.1 丙烯酸共聚物的合成

2.1.1 甲基丙烯酸用量的影响

在共聚物的分子中，我们利用甲基丙烯酸引入羧基基团，使其与醇酸链段上的羟基发生接枝反应以达到改性的目的，显然引入含羧基的甲基丙烯酸的成本较低。其用量太少则共聚物分子上分布的羧基数量少且不均匀，必然影响到改性树脂的性能，达不到改性的目的；用量太多，则共聚物粘度也随之增大，反应不易控制，不同甲基丙烯酸用量的影响见表 9 。

表 9 甲基丙烯酸用量的影响

经过实验，确定α - 甲基丙烯酸用量为 2.5%~4% 时较为合适。

2.1.2 链转移剂

使用链转移剂可有效降低共聚物的相对分子质量，调节树脂相对分子质量的分布，实验中选择十二烷基硫醇作为链转移剂，其用量以 0.05%~0.1% 为宜。

2.1.3 固含量的确定

由于大于 60% 固含量的丙烯酸共聚物粘度较大，在生产和操作中会带来诸多的不便，故固含量定为 60% 为宜。

2.1.4 引发剂

引发剂我们选用的是过氧化苯甲酰，首先此引发剂价格较低，其次其来源较广易于购买，其用量经多次实验确定为 1.5%~3.0% ，用量少树脂粘度太大，用量多树脂粘度可以降低一些，但成本增加。

2.2 改性醇酸树脂的合成

2.2.1 催化剂的使用

催化剂的使用可明显加快树脂的酯化反应速度，未加催化剂的反应时间长达 12 h 之多，而加入整个配方的 0.05%~0.1% 催化剂后，反应时间可缩短到 6~7 h 左右，效果非常明显，且反应较平稳，易于控制。

2.2.2 丙烯酸共聚物的影响

丙烯酸共聚物的用量对最终树脂的性能有至关重要的影响，丙烯酸共聚物用量太多，则可能导致树脂混容性较差而混浊，且树脂的性能较差，成本较高；用量太少，则丙烯酸分子链段少，而无法体现出改性的作用。通过比较发现，选用 25% 丙烯酸共聚物树脂液是一种经济且性能较好的比例，见表 10 。

2.2.3 反应温度的影响

合成反应中，反应温度过低，则反应速度慢，反应时间长；反应温度过高，则会导致反应后期难以控制，且会使树脂的颜色加深。通过实验确定合适的温度范围为 190~ 210 ℃ 。

表 10 丙烯酸共聚物用量对快干白磁漆性能的影响

3 结语

用丙烯酸共聚物改性醇酸树脂制得的油漆，兼具两种树脂性能的优点，同时克服了缺点，干燥速度大大加快，可以满足大量用户的需求，同时，其性价比较高，因而市场前景非常广阔。