功能单体磷酸酯的制备及其在水性涂料中的应用.pdf

ChenmicalIntermediate当代化工研究20161016技术应用与研究功能单体磷酸酯的制备及其在水性涂料中的应用吕惠萍（菏泽学院化学化工系山东274015）摘要：用五氧化二磷和甲基丙烯酸-羟丙酯做为原料制备合成了功能单体磷酸酯,并制备了高性能水性丙烯酸涂料,并与市售水性苯丙防锈底漆混拼制备了双组份涂料,通过对涂膜性能的测定,其附着力、表干时间等综合性能明显提高。关键词：磷酸酯功能单体;丙烯酸核壳乳液;双组份涂料中图分类号：T文献标识码：APreparationofFunctionalMonomerPhosphateandItsApplicationinWater-basedPaintLvHuiping（DepartmentofChemistryandChemicalEngineering,HeZeUniversity,Shandong,274015）Abstract：Takehydroxypropyl-methacrylateandphosphoruspentoxideasrawmaterialtothepreparationofthefunctionalmonomerphosphate,andhigh-performancewater-basedacryliccoatingwasprepared,andmixwithcommerciallyavailablewaterbasedstyreneacrylicanti-rustprimer,atwo-componentcoatingwasprepared.Throughthedeterminationoftheperformanceofthecoating,itsadhesiontable,drytimeimprovedobviously.Keywords：functionalmonomerphosphate；polyacryliccore-shellemulsion；two-componentcoating引言随着人们环保意识的逐渐增强，各种环境友好型涂料应运而生，其中以水性涂料应用范围最广、研究最热门。制备高性能的水性涂料成为一个迫在眉睫的问题。磷酸酯是一种表面活性剂，它性能优异，应用广泛，具有较好的抗腐蚀性、乳化性、增溶性和热稳定性等。磷酸酯类的表面活性剂在我国每年都大量生产，而且生产量增长迅速。将磷酸酯类表面活性剂应用到水性涂料中可以提高其综合性能。1.功能单体磷酸酯的制备(1)功能单体磷酸酯的合成把甲基丙烯酸羟丙酯加入到三口烧瓶，并置于冷水浴中，在搅拌下把P2O5按一定的比例分批加入，升温到反应温度并保持一定的时间，再加入一定量的水，在水解温度下反应一定的时间就可以得到磷酸酯单体。(2)功能单体磷酸酯的分析与测试双指示剂法就可以测定酯化率。(3)原料配比对酯化反应的影响随着原料比的增加，单酯率先增加后减小。当原料摩尔比为2.0:1时，反应产物中单酯ROPO(OH)2的含量最多，随着羟基化合物的增加，部分单酯转化为双酯(RO)2PO(OH)，单酯率下降，反应如下。故以为n(ROH)与n(P2O5)最佳配比是2.0:1。(4)酯化温度对酯化反应的影响反应温度在75左右之间，单酯率较高。温度太低，酯化反应不完全，单酯率低，但温度过高，又会导致磷酸酯的水解，也会使产物色泽加深。故酯化反应的适宜温度为75左右。(5)酯化时间对酯化反应的影响单酯率随反应时间的增加而减少。单酯逐渐的水解使单酯率逐渐下降，再考虑到产品的色泽随反应时间的增长而加深，故选3.5h为最佳酯化时间。(6)加水量对酯化反应的影响随着加水量的增加，单酯率也在增加，当加水量达4%(g/g)时，单酯率最高，再增大加水量，单酯率稍许降低，这可能是由于部分单酯向双酯转化，故加水量以4%为宜。(7)红外光谱分析图1红外光谱图从图1看出，1038.24cm-1是P-O-C的特征吸收峰，1168.02cm-1是P=O的特征吸收峰，1644.8cm-1是预聚物结构上双键的特征吸收峰，1721.0cm-1是P-OH特征峰和a，不饱和酸酯的C=O伸缩振动特征峰，2996.23cm-1是甲基与亚甲基的C-H的特征吸收峰。在3440cm-1处无较明显的吸收峰，这说明丙烯酸羟基酯中的-OH已经完全反应。所以从红外光谱谱图上显示的特征峰可以推断其产物为磷酸酯。2.水性聚丙烯酸酯核壳乳液的合成(1)水性聚丙烯酸酯核壳乳液的制备将乳化剂和引发剂加水溶解，并在装有搅拌器的三口瓶20161017技术应用与研究ChenmicalIntermediate当代化工研究中加入引发剂，乳化剂和去离子水搅拌升温。在装有搅拌器的三口瓶中加入混合单体的20%，升温到83左右；将剩余的混合单体中一份加入甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯，另一份加入甲基丙烯酸，甲基