路标漆用橡胶接枝丙烯酸树脂的制备
穆合山,陈新建,李艳华,任海生 (山东东明石化集团合成树脂厂,东明274500)
1 前 言
目前我国的路标漆可分为热熔型和自干型两类,其中自干型路标漆占90 %以上。氯化橡胶类和丙烯酸类路标漆干性好,已成为自干型路标漆的主要品种。我国氯化橡胶的产量逐渐减少,价格上涨,使这类路标漆的发展受到限制,而丙烯酸树脂的生产发展较快,丙烯酸路标漆所占的比例越来越大[1 ,2 ] ,但普通丙烯酸路标漆耐磨性较差。橡胶与丙烯酸类单体的接枝聚合物集橡胶与丙烯酸树脂的优点为一体[3 ] 。本文介绍制备橡胶接枝丙烯酸树脂,以提高丙烯酸树脂的耐磨性,使制得的路标漆耐磨性好,使用寿命长。
2 实验部分
211 橡胶接枝丙烯酸树脂的制备
21111 原料
甲基丙烯酸甲酯: 英国ICI 公司产;
甲基丙烯酸: 英国ICI 公司产;
丙烯酸丁酯: 北京东方化工厂产;
苯乙烯: 齐鲁石化公司产;
过氧化苯甲酰: 淄川制氧厂产;
甲 苯: 石家庄炼油厂产;
醋酸乙酯: 泰安东银化工公司产;
橡 胶: 进口。
21112 合成方法
将部分溶剂加入反应釜,加入橡胶,加热至回流。将全部单体及部分引发剂的混合物滴加至反应釜,于3～4 h 加完。保温一定时间追加剩余引发剂,再保温一定时间,追加剩余的引发剂。保温一段时间,测转化率≥99 % ,将剩余的溶剂加完,降温出料,即得橡胶接枝丙烯酸树脂。
212 性能对比
按相同的合成方法,不加橡胶,而其他原料比例不变,制得的丙烯酸树脂(R – 2) 与橡胶接枝丙烯酸树脂(R – 1) 性能比较见表1 。
由表1 可见,橡胶接枝丙烯酸树脂的性能比不接枝丙烯酸树脂的性能好,耐磨性也有很大提高。
213 配漆试验
路标漆的配方如下:
按配方的比例将丙烯酸树脂溶液加入分散机中,开动搅拌,依次加入溶剂、防沉剂、助剂、颜填料,分散至均匀无团块,打入砂磨机中研磨,至细度< 60μm时,即可出料,制得路标漆。
按上述配方和方法分别用接枝树脂(R – 1) 和不接枝树脂(R – 2) 制成路标漆P – 1 和P – 2 ,其性能指标见表2 。
由表2 可见,橡胶接枝丙烯酸树脂制备的路标漆比不接枝丙烯酸树脂制备的路标漆耐磨性好,各项性能指标符合路标漆标准要求。
3 结果与讨论
311 溶剂的选择
溶剂应按以下4 方面进行选择: (1) 对橡胶及合成的树脂溶解性好[4 ] ; (2) 根据其沸点控制适宜的反应温度; (3) 使制得的树脂及路标漆干性好; (4) 尽量选择价格低的原料。根据以上要求,经过对比试验,选择甲苯为溶剂较为合适。
312 橡胶用量
橡胶的用量直接影响树脂的性能。橡胶的用量大(超过5 %) ,合成的树脂交联度大,树脂合成时易胶凝;用量小,树脂性能的提高不明显。通过试验,确定橡胶的用量为0.5 %～2 %较合适。
313 引发剂的用量及加入方式
根据反应温度,选择过氧化苯甲酰(BPO) 作为引发剂[5 ] ,其用量与转化率的关系见图1 。由图1 可见,引发剂用量为单体量的2.5 %为宜。
引发剂的加入方式也直接影响单体的转化率和树脂的粘度[5 ] 。单体滴加阶段BPO 用量大,接枝率大,转化率低;追加阶段BPO 的用量大,树脂的粘度大,转化率高。通过试验,确定分两次追加BPO ,单体滴加阶段和两次追加BPO 用量以递减的方式加入。
314 树脂Tg
所得树脂的玻璃化温度( Tg) 影响路标漆的性能。Tg 高,路标漆的硬度大,耐磨性好,但在冬季气温低时易脆裂、脱落; Tg 低,路标漆的柔韧性好,耐磨性差,气温高时易粘尘。树脂的Tg 以20～50 ℃为宜。
4 结 语
合成橡胶接枝丙烯酸树脂时选择甲苯为溶剂,橡胶用量占单体量的0.5 %～2 % ,引发剂用量占单体的2.5 % ,且分两次用量递减的追加方式,所得树脂的Tg 为20～50 ℃,接枝树脂的耐磨性等性能明显提高,用橡胶接枝丙烯酸树脂制备的路标漆符合路标漆标准要求。