第51卷第8期 2013年8月
探索研究
上海涂料
SHANGHAI COATINGS
新型丙烯酸铜树脂的制备方法及其性能研究
王娴娴，姚唯亮，王佳华（上海涂料有限公司技术中心，上海200062）
Vol. 51 No. 8 Aug.2013
摘要：采用一种新型的合成工艺制备了自抛光防污涂料用丙烯酸铜树脂。通过红外光谱、X荧光光谱等分析手段对合成的树脂进行了表征，证实了此新型合成工艺可制备出一系列不同铜含量的丙烯酸铜树脂，光其是高铜含量的丙烯酸铜树脂，并通过原子吸收光谱对低铜含量及高铜含量两种丙烯酸铜树脂的水解性能进行了研究，发现铜含量越高，树脂的水解速率越大。
关键词：自抛光防污涂料：丙烯酸铜树脂：有机酸铜
中图分类号：TQ630.7
0引言
文献标识码：A
自抛光防污涂料漆膜具有可控制水解的特性，相对于传统溶出型防污涂料而言，其防污毒料可均匀释放，同时漆膜表面光滑，可节省燃料，一直以来是防污涂料研究的热点之一(1-3)。丙烯酸铜是一种自抛光防污涂料用环保型树脂，已逐渐取代生物毒性大且不易降解的有机锡丙烯酸树脂。该树脂通过其侧链上有机酸铜的水解实现漆膜的自抛光，在漆膜抛光的同时释放出防污助剂，从面起到防止海生物污染，以减少船舶的燃油消耗的作用。传统的丙烯酸铜树脂的制备方法有两种：一是通过丙烯酸预聚物与氢氧化铜、有机酸之间的反应合成丙烯酸铜树脂：或是预先制得碱式有机酸铜中间体，然后将其与丙烯酸预聚体进行反应，制得丙烯酸铜树脂。二是先用甲基丙烯酸或丙烯酸单体与碱式有机酸铜进行反应，生成甲基丙烯酸有机酸铜或丙烯酸有机酸铜，再与丙烯酸单体进行聚合，合成丙烯酸铜树脂。前一种方法的缺陷在于易发生副反应，即羧基与有机酸之间的交换反应。该副反应使得聚合物发生交联，黏度不断上升基至胶结，尤其是铜含量越高，交联的倾向越大。而后一种方法不【收稿日期】2013-05-20
【作者简介】王娴，女，硕士，自抛光防污涂料项目组负责人。
文章编号：1009-1696(2013)08-0001-04
易形成高相对分子质量的丙烯酸铜树脂，因为铜对丙烯酸的聚合起到了一定的阻聚作用。
为了克服上述两种方法的缺陷，本文采用一种
新型的合成工艺制备内烯酸铜树脂，该工艺的优点在于可合成较高铜含量的丙烯酸铜树脂。新工艺首先合成丙烯酸预聚体，用氢氧化钠进行中和。然后通过有机酸氯化铜与丙烯酸预聚体所含的羧酸钠发生离子交换反应，将有机酸铜引人丙烯酸的侧链上，同时脱去氯化钠。在该内烯酸铜树脂的聚合中，我们选用了一种脂肪族一元酸铜盐，即异辛酸氧化铜来进行丙烯酸铜的合成，除异辛酸之外，甲酸、乙酸、水杨酸、脂肪酸(4)、环烷酸、苯甲酸(51等也可用于丙烯酸铜的合成。
通过上述方法可合成一系列不同铜含量的丙烯酸铜树脂。本文选取低铜及高铜含量的两种丙烯酸铜树脂，铜含量理论值分别为3.4%和11.9%，采用红外光谱对其结构进行表征，证实有机酸销顺利地接人到丙烯酸树脂中，并采用X荧光光谱对其铜含量进行测定。另外，对不同铜含量的丙烯酸铜树脂的水解速率进行了研究[6]，发现高铜含量丙烯酸铜树脂的水解速率要高于低铜含量内烯酸铜树脂。