衣康酸二丁酯(DBI)在丙烯酸酯涂料中的應用

衣康酸二丁酯(DBI)在α、β位置上有雙鍵，一般可認為是丙烯酸酯的取代衍生物，在許多領域中應用廣泛。衣康酸二丁酯(DBI)的優點在于反應性活潑，可以作為共聚單體與其他單體如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、氯乙烯共聚，以改善共聚物的性質。聚合物主要用于稀釋型水性樹脂(用于水性印刷油墨、水性電泳漆、金屬烤漆)、成形材料、涂覆材料、纖維及薄膜處理劑、潤滑油及其添加劑、粘結劑、離子交換樹脂等。

 

衣康酸二丁酯(DBI) (分子量：242.31)

 

衣康酸二丁酯(DBI)常被用作高分子的內增塑劑，增加樹脂的柔性。與外增塑劑相比，加入少量的內增塑劑就可以起到較好的增塑效果，同時避免了外增塑劑的遷移問題，降低了可揮發有機物(VOC)的排放，更加環保。

衣康酸二丁酯(DBI)在起到內增塑的同時可以避免出現返粘現象，其玻璃化溫度適中，可代替玻璃化溫度低的軟單體，如甲基丙烯酸異辛酯(EHMA) (玻璃化溫度為-10℃)使用。

衣康酸二丁酯(DBI)分子結構中含有兩個疏水性的丁酯基，賦予了衣康酸二丁酯(DBI)較強的疏水性，可以改善聚合物的耐水性和耐溶劑腐蝕性。

此外，衣康酸二丁酯(DBI)用于涂料或油墨等體系中時可以對填料和顏料起到較好的分散作用，得到的涂膜更加平整，光澤度更高，對顏料的固色性好。

 

從表1中的數據可見，使用兩種功能單體得到的漆膜柔韌性都較好，但是加入DBI的漆膜不會像加入EHMA的漆膜那樣出現返粘現象。表明DBI可代替玻璃化溫度較低的軟單體使用。此外，使用EHMA制得的漆膜，有小孔洞存在，填料在油漆中的分散性較差，而使用DBI制得的漆膜，成膜連續平滑，且漆膜的光澤度明顯較高，表明DBI可改善填料在丙烯酸酯涂料中的分散性。

結合圖1的原子力顯微鏡觀察的漆膜表面形貌可見，與含甲基丙烯酸異辛酯(EHMA)的體系相比，使用衣康酸二丁酯(DBI)得到的漆膜表面沒有明顯的溝槽，顆粒大小分布更均勻，且顆粒排布更緊密，這與漆膜成膜情況的結果一致。單獨用甲基丙烯酸異辛酯(EHMA)制得的漆膜表面較為粗糙一些，光澤度較低，而使用衣康酸二丁酯(DBI)得到的漆膜中填料的分散情況較好，光澤度更高。

由此，衣康酸二丁酯(DBI)可代替玻璃化溫度低的軟單體使用，并在賦予漆膜柔韌性的同時，使漆膜的表面性能更好，顏料的分散性增加。

 

表1 功能單體對漆膜基本性能的影響

 

圖1 漆膜的原子力顯微鏡表面形貌照片

    分別使用甲基丙烯酸異辛酯(EHMA)和衣康酸二丁酯(DBI)為功能單體合成并配制丙烯酸酯涂料，功能單體用量為單體總量的6%。測試漆膜的耐水性和耐溶劑性結果如表2、圖2和圖3所示。由測試結果可知，使用衣康酸二丁酯(DBI)制得的漆膜其耐水性和耐溶劑性明顯好于甲基丙烯酸異辛酯(EHMA)制得的漆膜。這是由于衣康酸二丁酯(DBI)的分子中含有兩個疏水性強的丁酯基，可以賦予漆膜良好的耐水性和耐溶劑腐蝕性。

表2 漆膜耐水性和耐溶劑性結果

 

 

    使用衣康酸二丁酯(DBI)為功能單體合成丙烯酸酯水性油墨乳液連接料并配制水性油墨，衣康酸二丁酯(DBI)用量為單體總量的2%。從圖4中可見，在水性油墨體系中，水性油墨樣條經水泡過后并未出現褪色或浸染現象，表明衣康酸二丁酯(DBI)的加入可以使水性油墨中的顏料的分散程度更好，使水性油墨保持較好的固色性。

 

 

表1 丙烯酸酯樹脂合成配方^*

組分	用量(g)	占單體總量的含量(%)
甲基丙烯酸甲酯(MMA)	7.2	4.8
苯乙烯(St)	32.4	21.6
丙烯酸丁酯(BA)	22.5	15
甲基丙烯酸異辛酯(EHMA)	9/0	6/0
衣康酸二丁酯(DBI)	0/9	0/6
丙烯酸羥丙酯(HPA)	17.1	11.4
丙烯酸(AA)	1.8	1.2
過氧化苯甲酰(BPO)	0.9	0.6
二甲苯	51.9	34.6
正丁酯	7.2	4.8

 

表2 丙烯酸酯涂料配方^*

組分	用量(g)
油性樹脂	68.0
金紅石型TiO2	22.0
分散防沉劑	0.7
消泡劑	0.1
流平劑F	0.2
丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)	7.5

表3 水性油墨乳液連接料配方^*

 

表4 水性油墨配方