一种水溶性丙烯酸树脂涂料配方性能及分析技术

随着涂料工业的发展，制备耐久性、耐酸性、保光性等高性能的涂料树脂已成为国内外涂料研究的工作重心。近年来，由于环境立法对挥发性有机物（VOC）排放的限制，水性涂料得到了很大的发展。

丙烯酸树脂具有防腐蚀，耐光、耐候性佳，成膜性及保色性好，使用安全等优点，水性丙烯酸树脂更是研究热点之一。水性丙烯酸树脂原材料易得，制备工艺简单，可通过在聚合时选择含有羧基、磺酸基等官能团的不饱和单体，与丙烯酸酯类单体进行共聚，获得性能不同的水性丙烯酸树脂。本文利用多种化学仪器对水溶性丙烯酸涂料的成分进行分析，可从中获取关键信息，以辅助企业开发或优化水性涂料的成分或工艺，降低生产成本。

水溶性丙烯酸树脂涂料是一种以水为分散介质的环保型涂料，其核心成分丙烯酸树脂通过分子结构改性（如引入羧基）实现水溶性。

相较于传统油性涂料，它具备以下核心特性：

一、环保与安全性

• ?无毒低污染?：以清水替代有机溶剂，生产和使用过程中几乎不释放甲醛、苯类等有害挥发物（VOC排放显著降低）；

• ?生物相容性高?：广泛应用于儿童玩具涂层、医用口罩熔喷布粘合剂等安全敏感领域。

二、性能优势

?1、耐候性强?：漆膜保色性、抗紫外线能力优异，长期暴露环境下不易黄变粉化；

?2、物理性能卓越?：

• 高光泽度（部分牌号可达玻璃镜面效果）

• 耐水、耐油、耐高温叠加防护

• 最新技术实现漆膜光泽可调避免传统消光粉导致的流平性下降问题。

工业防护?：汽车面漆、船舶涂装、机械外壳

?建筑装饰?：高端墙面漆（替代乳胶漆）、铝型材表面处理

?民生领域?：家电外观涂层、木器保护漆、玩具环保涂层

由上图可知，波数1734 cm-1处为酯键中羰基，1448 cm-1是-CH2-的特征吸收峰，1000-1250 cm-1是酯键中-C-O-C-伸缩振动，851 cm-1为-CH2CH3面内摇摆，初步判断该样品为丙烯酸树脂体系。

由上图可知，400.22℃热失重为丙烯酸树脂分解，297.97℃分析认为是高沸点溶剂热分解所致，据此可基本定出样品中丙烯酸树脂的含量。

由上表可知，本水性涂料中除含氧元素外，含有硅、硫元素，分析推测有含硅助剂或二氧化硅增稠剂，其他需进一步验证。

过热裂解谱图测试，不仅可获知用于合成丙烯酸树脂的主要单体（如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等），同时可准确检测出水溶性功能单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。据此可知，该丙烯酸树脂的共聚单体单体及各单体比例如下：甲基丙烯酸甲酯（MMA）：52.0-52.5%，甲基丙烯酸丁酯（n-BMA）：31.5-32.0%，丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA）：13.5-14.0%，甲基丙烯酸-2-乙基己酯：0.2-0.5%，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯：2.0-2.5%。

样品通过GCMS测试，直接分析出该样品中包含丙二醇甲醚和乙二醇单丁醚两种水溶性有机溶剂，主要起是增加样品尤其是丙烯酸树脂水溶效果的作用。

通过核磁谱图中丙二醇甲醚和乙二醇单丁醚化学位移出峰积分面积，可定量出样品中丙二醇甲醚和乙二醇单丁醚的摩尔比例（经计算为1:1），结合样品水含量及固含量，可准确解析出样品中两种有机溶剂的含量。