폴리부틸 아크릴레이트 레벨링제의 분자량에 영향을 미치는 요인 분석

1. 소개: 레벨링 에이전트의 역할: 분말 코팅이 녹고 수평을 맞출 때 "액상"과 "액체-고체상"의 두 가지 인터페이스가 있습니다. 레벨링제의 주 분자 사슬은 용융물 표면에 매우 얇은 단분자 층을 형성하여 "액상"에서 균일 한 표면 장력을 제공하고 핀홀 및 수축 구멍과 같은 페인트 질병을 제거하는 데 도움이되며 동시에 레벨링제의 측면 체인 에스테르 그룹은 용융 코팅의 표면 장력을 제어 가능하게 줄일 수있어 코팅과 코팅 된 공작물의 "액체-고상"표면 사이의 습윤 및 접착에 도움이되며 동시에 기판의 우수한 습윤 및 퍼짐을 제공 할 수 있습니다.

폴리부틸아크릴레이트는 분말 코팅에 가장 일반적으로 사용되는 저비용 재료 중 하나입니다. 그것은 강한 표면 활성을 나타내며, 주된 이유는 수지 혐오 특성을 가진 비교적 깔끔한 "-C-C-"주쇄를 가지고 있고 측쇄는 수지 친화적 특성을 가진 "부틸 에스테르 그룹"이며, 이러한 구조는 계면에서 자유 배향, 액상과 호환되는 에스테르 결합의 일부가 안쪽, 주쇄가 계면에 떠서 균일 한 단층을 형성하고 표면 장력을 균일하게 할 수 있기 때문입니다. 중합 정도 "n"은 분자량의 크기를 반영합니다.

2. 액체 흐름의 가장 합리적인 분자량은 얼마인가요?

국내외 전문가의 보고서에 따르면 표면 장력, 주쇄의 유연성, 기판의 습윤성, 안료 필러의 습윤성 및 캡슐화, 분자의 이동성 및 합성 공정의 조작성, 코팅의 광택, 통통함 및 구별의 관점에서 결론은 일반적으로 다음 지표에 대한 경향이 있습니다: Mn=4000-5000; Mw=7000-10000, 분자량 분포 다 분산도 Mw/Mn=1.5-2.2, 이것은 폴리부틸 아크릴레이트의 가장 이상적인 분자 구조 지수입니다.

20,000개 이상의 분자는 분자가 너무 커서 빛을 잃거나 소멸하는 경향이 있기 때문에 시스템과 호환되기 어렵고, 4,000개 이하 및 20,000개 이상의 유동 분자는 그 비율이 적을수록 좋습니다. 강조할 만한 포인트입니다: Mn=3000-10000, 분자량 분포 Mw/Mn=1.5-7.0도 사용할 수 있지만 때때로 소분자 및 초분자 함량이 너무 많거나 핀홀 및 빛 손실이 나타나고 간섭 방지 등이 아닌 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 4000 이하의 분자는 분자가 너무 작고 호환성이 너무 좋기 때문에 레벨링 속성을 잃어 빛을 볼 때 모든 작은 잔물결이 발생하며 아래와 같이 표시됩니다:

3. 합성 물질: 분자량 범위가 결정되면 남은 작업은 원료를 찾고 이 목표를 중심으로 공정을 결정하는 것입니다. 주요 재료는 n-부틸 아크릴레이트, 자일렌 용매, 아조 AIBN 촉매, 분자량 조절제입니다. 비용을 절감하기 위해 3%-5% 스티렌을 첨가하여 공중합할 수 있으며, 일부 회사는 비닐 트리메티콘, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트 또는 이소옥틸 아크릴레이트로 개질된 2-에틸헥실 아크릴레이트도 사용합니다. 주로 표면 장력을 줄여 전파 방해 방지 성능을 개선하기 위한 것으로, 유익한 혁신입니다. 비용을 줄이기 위해 일부 공장에서는 디 옥틸 테레 프탈레이트, 이소 옥틸 테레 프탈레이트, 디 에틸 푸마 레이트, 디 에틸 말레 에이트, 에폭시 콩기름 등을 직접 첨가하며 일반적인 사용량은 약 20%입니다. 이러한 관행은 평준화 및 간섭 방지에 도움이 되지 않습니다.

용매의 선택은 다양합니다. 초기에는 톨루엔(끓는점 110.63°C)이 사용되었지만 독성과 낮은 끓는점 문제로 인해 점차 크실렌(138.5~141.5°C)이 사용되었습니다. 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(또는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르)도 매우 이상적인 용매입니다. 독성이 크실렌보다 낮고 끓는점이 124.6°C입니다. 중국에서는 널리 사용되지 않으며 해외에서 용매로 자일렌과 혼합하는 방법은 매우 참고할 가치가 있습니다. 끓는점이 너무 낮으면 합성 레벨링제의 분자량이 너무 커서 거품이 발생하는 경향이 있지만 용량은 빛과 안개를 잃습니다. 끓는점이 높은 용매는 용매 증발 온도가 너무 높아 완제품을 황변으로 산화시키고 거대 분자를 형성하기 쉽기 때문에 사용하기에 적합하지 않습니다. 현재 중국의 주류는 혼합 자일렌을 용매로 사용하는 것입니다. 원료는 저렴하고 저렴하며 독성이 낮고 보관하기 쉽고 작동하기 쉬우 며 안전합니다.

디벤조일 퍼옥사이드 BPO 대신 아조비시소부티로니트릴 AIBN을 개시제로 사용하는 이유는 무엇인가요? 주로 두 가지 요인이 고려됩니다: 첫째, 개시제의 종류와 양은 폴리머의 상대 분자량과 분자 구조에 영향을 미쳐 수지의 화학적 및 물리적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 아조비스이소부티로니트릴(AIBN )과 디벤조일 퍼옥사이드(BPO)는 각각 다른 분해 동역학을 가지고 있습니다. AIBN의 사슬 전달 상수는 작고 용매에 따라 분해 속도가 크게 다르지 않으며 자유 라디칼의 활성은 벤젠 라디칼보다 적고 사슬 전달 반응이 적으며 얻은 폴리머는 상대 분자량 분포가 더 좁습니다. AIBN은 개시제로 사용됩니다. 이 에이전트는 수지 점도를 더 적합한 범위로 유지할 수 있습니다. 그러나 BPO가 분해 된 후에는 활성이 더 높은 벤젠 라디칼을 생성하기 쉽고 벤젠 라디칼은 수소 원자를 포획하기 쉽습니다. 모노머 또는 고분자 분자 사슬을 연결하여 분지 및 가교를 생성하고 상대 분자량 분포를 넓히고 고분자의 점도를 크게 증가시킵니다. 두 번째는 아조 AIBN에 의해 개시 된 중합에 의해 형성된 말단은 (CH3) 3C-로 실외 내구성이 우수하고, BPO 개시 중합체에 의해 형성된 말단은 벤젠 고리로 실외 내후성이 좋지 않고 오랜 시간 후에 코팅 필름으로 이어질 것입니다. 황변 및 노화. 일반적으로 개시제의 질량 분율이 4%보다 크면 폴리머의 기계적 특성, 화학적 특성 및 열 안정성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.

폴리부틸 아크릴레이트 레벨링제를 합성하는 과정에서 다음과 같은 중요한 사항을 잘 제어해야 한다는 것이 실습을 통해 입증되었습니다:

1) 총 금액의 비율 모노머 용매 ≈ 1: (1.0-1.2): 이 비율은 분자량의 다분산성에 큰 영향을 미칩니다. 전체 반응 과정은 "기아"반응이지만 용매는 과잉 상태이지만 용매의 각 성분의 농도는 양의 증가로 인해 크게 변합니다. 모노머 떨어지는 현상과 반응물 형성. 표면 장력은 코팅의 레벨링과 충만도에 부정적인 영향을 미칩니다.
2) 떨어뜨리는 속도: 균일하고 점진적으로 떨어뜨리는 것이 유리합니다. 화학 반응은 순식간에 이루어집니다. 반응 조건에 도달하면 1만 분의 1초 이내에 반응이 완료될 수 있습니다. 특히 서두르지 않고 가볍게 행동하지 않는 것이 매우 중요합니다. 분자량의 다분산성은 그것에 의해 크게 영향을받습니다.
3) 수분 함량의 영향 단량체 및 용매: 모노머와 용매 모두 ≤5‰의 물을 포함하지만 많지는 않지만 용매가 재활용되기 때문에 물은 계속 축적됩니다. 소량의 물이 용매 또는 단량체와 함께 반응 주전자에 들어가고 가열 후 자일렌과 함께 공비되어 많은 양의 아조 AIBN을 소비하고 비용을 증가시키고 분자량 분포에 영향을 미치므로 나중에 사용하는 데 도움이되지 않습니다.
4) 아조 첨가 타이밍 및 속도: 이 작업의 목적은 반응하지 않은 소분자 또는 단량체가 계속 반응하도록하여 나중에 용매가 증발 할 때 반응하지 않은 소분자가 용매에 들어가는 것을 방지하고 다음 반응에 영향을 미치는 것입니다. 주전자의 모노머 농도 비율과 분자량 분포. 일반적으로 개시제 총량의 10분의 1을 사용할 수 있습니다.
5) 열 보존 시간과 용매 증발 시간은 분자량에 거의 영향을 미치지 않지만 온도가 너무 높지 않아야하며 시간이 너무 길어서는 안됩니다. 용매의 저온 진공 증발은 최종 제품의 색도에 유리합니다. 물론 온도가 낮고 시간이 짧을수록 더 유리하지만 용매가 완전히 증발해야 한다는 전제가 있습니다.
6) 3단계 여과: 즉, 용매와 모노머는 반응 케틀과 떨어지는 저장 탱크에 들어갈 때 여과되어야 하며, 필터 요소 또는 필터 스크린은 정기적으로 청소하고 교체해야 겔화 입자 또는 불순물을 여과하는 데 도움이 됩니다. 이러한 작업은 분자량 분포에 거의 영향을 미치지 않지만 고품질을 보장하는 데 절대적으로 필요합니다.
7) 위의 작업 제어를 통해 생산 된 제품에 대해 GPC 겔 크로마토 그래피 테스트를 수행하여 다음과 같은 분자량 데이터를 얻었습니다 : 수 평균 분자량 4457; 질량 평균 분자량 7879; 분자량 분포 1.7679; 비교적 이상적입니다.

결론: 부틸 아크릴레이트 레벨링제는 가장 널리 사용되는 다양한 파우더 코팅제입니다. 이를 기반으로 다른 모노머를 첨가하여 변형하고 다양한 종류가 파생됩니다. 그들의 합성 과정은 이와 유사합니다. 그중 분자량과 그 분포는 다음과 관련이 있습니다. 표면 장력의 크기는 가장 중요한 요소에 영향을 미칩니다. 여기서는 그 변형과 파생물에 대해서는 다루지 않으며 가장 기본적인 부분에 대한 개인적인 의견만을 표현합니다. 분쟁과 오류가 있을 수밖에 없습니다.

이 논문에서 표현하고자 하는 두 가지 관점이 있습니다: 첫째, 레벨링 에이전트의 분자량은 표면 장력과 레벨링에 근본적인 영향을 미칩니다. 두 번째는 분자량의 크기에 영향을 미치는 많은 합성 요인이 있다는 것입니다. 작업 세부 사항과 작업의 디지털화는 품질 보증의 기본 요소입니다. 처음에는 많은 데이터의 위치가 정확하지 않을 수 있고 잘못된 것은 연습을 통해 수정할 수 있지만 이러한 항목은 반드시 존재해야합니다. 지속적인 개선만이 품질을 극한까지 제어할 수 있는 유일한 방법입니다!