文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
高性能水性醇酸树脂乳液的合成及性能研究
姓名:肖啸
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:梁丽芸
2011-01-13
华中科技大学硕士学位论文
摘要
醇酸树脂涂料具有漆膜综合性能较好、原料廉价易得、工艺成熟稳定且不依赖
石油资源等优点,但是传统的溶剂型醇酸树脂在生产和使用过程中含有大量有机溶
剂,这些有机溶剂会在施工阶段及干燥过程中排入大气,造成极大危害,所产生的
挥发性有机物(pound,简称 VOC)是室内污染的主要原因。随着
环保法规的限制以及人们环保意识的日益增强,环境友好型水性醇酸树脂的开发研
究受到人们的重视。如何兼顾树脂的水性、树脂涂膜性能及原料的经济易得这三点,
是研究者们未能解决的难题,也是今后努力的方向。
本文分别以偏苯三酸酐改性醇酸树脂、丙烯酸主链改性醇酸树脂以及丙烯酸支
链改性醇酸树脂三种不同的实验思路尝试得到乳液稳定、漆膜性能优异的水性醇酸
树脂。并通过多次的条件实验优化了实验方案及配方。
(1)偏苯三酸酐改性醇酸树脂:以亚麻油,苯酐,三羟甲基丙烷和偏苯三酸酐
/顺酐为原料,采用酯交换法,合成出侧链具有羧基官能团的醇酸树脂聚合物。同时
通过计算与实验调整投料配方,设计合适的树脂常数、醇超量以及油度以获得性能
最优的改性树脂。实验结果表明,通过该方法获得的醇酸树脂水溶液贮存稳定性差,
用于制备成浅色磁漆和清漆后,漆膜干性和硬度不够理想。
(2)丙烯酸主链改性醇酸树脂:以亚麻油,三羟甲基丙烷和丙烯酸类单体(甲
基丙烯酸,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸,甲基丙烯酸丁酯)为原料,合成出主链改性
的丙烯酸醇酸树脂。主要通过调整丙烯酸单体的比例以及丙烯酸类聚合物的用量以
获得最优的改性树脂。该工艺特点是用多羧基的丙烯酸聚合物代替二元酸参与酯化
缩聚,优点是水溶性及水解稳定性好。但是制备成清漆后干性明显下降,清漆的实
干时间超过一周,没有施工价值,需进一步改进。
(3)丙烯酸支链改性醇酸树脂:以亚麻油,三羟甲基丙烷,苯酐,顺酐和丙烯
酸类单体(甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸,苯乙烯)为原料,合成出枝链改性的丙烯酸
醇酸树脂。主要通过调整基础醇酸树脂的配方,几种丙烯酸单体的比例,丙烯酸单
体与基础醇酸树脂的比例,顺酐的含量,中和剂的用量等因素来获得最优的改性树
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脂。按相关国标,该改性树脂与水混合获得改性树脂水分散液能稳定贮存 6 个月以
上,同时配置成清漆后的漆膜实干时间为 6 小时,硬度和附着力性能都是一级,抗
冲击性能超过 50cm,耐水解性能为 14 小时达到一等水平。因此丙烯酸支链改性醇
酸树脂是同时获得水分散稳定性良好,综合性能也良好的改性方法。

关键词:水性醇酸树脂;丙烯酸改性醇酸树脂;漆膜性能
II
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Abstract
Alkyd resin coatings have many advantages with good film properties, cheap,
readily available raw materials, mature and stable technology, not petrolic depended. . But
traditional alkyd resin coatings are solvent-based, when prepare and process the solvent
vaporize into the environment and are danger for human body. With the increased
awareness of environmental protection and the implementation of environmental
regulations, research on the environmentally friendly water-borne alkyd resin coatings
have taken more and more attention. How to have good water dispersible, the resin film
performance and cheap materials at the same time, that is the hot problem need
researchers try to solve.
In this paper, in order to obtain wate