固體丙烯酸產生的技術原理
固體丙烯酸的技術基本原理就是來自于本體聚合。大家知道,化學化工的均相聚合里有三大重要的聚合方式。第一個是綜合酯化;第二個是本體聚合。第三個就是RAFT。其實這個本體聚合在整個化工行業的聚合體系當中占有一個非常非常重要的位置。
為什么會出現本體聚合?首先,既然是本體,就是自己跟自己聚合,那么自然是會出現這樣的一個問題——它是一種鏈式的聚合的方式產生的。舉一個例子,苯乙烯在跟苯乙烯聚合的時候,一個、兩個、三個、四個苯乙烯……它整體的鏈在聚合的過程當中就越來越長,這個時候你就會發現,它鏈長了以后在均相當中不管是苯還是什么樣的溶劑體系,它的粘度是越來越大的,也就是說它的流動性是越來越小的。
這種鏈式聚合在流動性越來越小的情況下,后邊需要的反應的溫度會持續增加,就是保證它在熱的情況下的流動性。而溫度是不可能無限增加的,而且它的分子鏈越來越長后它的接枝性,即這些鏈聚合的能量需要是越來越高的。
這個時候我們就會發現壓力可以把這個溫度降下來,那么本體聚合一般來講是含有一定的壓力下的鏈式反應。
那么為什么要用本體聚合?
比如說我們在提供有機物的高羧基高羥基和高的抗性的時候,高帶苯環的時候,那它就需要像這樣一排的東西給它聚在一起,特別是羧基、羥基,我們都非常理解,即在單位的質量情況下它的羥基、羧基含量越來越高,那么它就能提供這種聚合物非常特殊的性能,那么這種特殊的性能可以應用在很多方面,這個就非常非常的重要。
比如說粘合劑體系當中,本體聚合就是一個非常非常重要的環節,因為它要分子量大且多功能團持續出現,這樣它就會表現出非常好的物化特征。這個跟我們的環氧樹脂就是完全分開的兩個概念,環氧樹脂是單一的反應型的這種東西,那么它是提供一個單功能性基團就具有很強的作用。而這個是具有多功能性基團的,通常使物性得到提高。
為什么要用固體樹脂?為什么要做固體樹脂?那液體不行嗎?
實際上我們經常會發現液體是不利于運輸的,特別是在某些行業中,各個國家各個地區就地取溶劑的那個可能性是很高的,那么買了固體樹脂后用溶劑來開它,這樣無論是倉儲,還是運輸,還是放置期間質量不下降,這樣的一些特性都要能支持的固體樹脂就得到開發、生產、銷售……這方面的具體情況我在后面會講到很多。
至于液體樹脂,特別是在水性溶劑型體系的應用中,用溶劑開稀的或者就放在這個液相當中的時候比如脂溶性體系或者苯溶性體系,其實它的倉儲是很大的問題,就是隨著時間的推移,溶劑會慢慢揮發,那么呢儲存過程中的粘度也會逐漸上升,所以說最后也是要重新用一些溶劑,所以說固體樹脂是比較方便,而且也是比較可行的一種產品。另外一方面就是固體的數值本身可以做成這個各種分子量的,,那么這個在使用上來講的話就更加方便。
那么固體樹脂丙烯酸樹脂的基本原材料,可以大致看到就是苯乙烯、MMA、丙烯酸、順酐,苯乙烯、MMA的話是提供這種剛性結構即我們所說的硬結構,丙烯酸是提供羧基,順酐也提供羧基,當然還有很多這種特殊的改性的這種單體,那這個我就不方便去給大家介紹了,在實際應用中也見仁見智,就是說你可以去發揮想象空間,使用各種的這種單官性的這種基團,這些單體都可以去看看它最后的反應,比如說你含羥單官的單體就可以往上聚。
這個固體丙烯酸的樹脂分類有兩類,一種是羧基含量比較高的,一種我們通常說水性體系用的固體丙烯酸樹脂;那還有一種是含羥基比較多的,我們把它叫作溶劑型體系的固體丙烯酸樹脂。那么這兩個都有經典的產品,比如像以前S.C Johnson Polymer Joncryl678,溶劑型產品有我們大家都很熟悉的羅門哈斯(Rohm&Hass) 的b66,像這個日本三菱的107,這些都是很經的丙烯酸樹脂,這兩個類型的產品其實都可以用一條生產線生產出來。
主要是應用在柔印水墨跟紙張光油,柔印的光油乳液,家用清潔劑,工業清潔劑,色片,還有各種各樣的需要丙烯酸大分子乳化劑的領域。
溶劑體系固體丙烯酸樹脂的應用
其實以前在中國華南地區,溶劑型體系用量最大的就是在塑膠漆上面,就是玩具跟3C電子,特別是跟PC行業相關的比如說鍵盤、鼠標等。UV涂料里面也會用到這種異性固體樹脂,它起到填充作用,固化的時候填充來提高附著力。工業漆方面比如說烤漆也有很多應用,那么這些烤漆我們可不可以在最后的端點去加一些改性環氧的這種單官性的東西?這也是可以的,就是說丙烯酸環氧樹脂是可以的,那么它的這個附著力就會非常的好。特別是我們在對玻璃的這塊兒的處理。還是非常有想象力的。
水性固體丙烯酸樹脂早期發展脈絡