[00659001]高性能丙烯酸树脂的制备新技术及其在涂层中的应用

该项目属于功能高分子材料及涂料领域。中国现已成为仅次子美国的涂料生产与消费大国，但长期以来，中国的中高端树脂及其涂料的研发与生产以仿制为主，主要是利用国外的树脂、颜填料等来进行涂料配方的调整，不是从树脂、颜填料这些关键原材料的设计与制备着手，这样很难获得自己的核心技术，使得中国在树脂及其涂料相关领域创新能力差，难于和国外竞争，形成了如今中国是涂料的生产消费大国而非强国的局面。树脂及其涂料的中高端市场如汽车、电子等几乎为同外公司所垄断，其中的核心技术知识产权几乎为国外高校、科研机构和公司所占尽。为此，该项目在国家“十五”“863”计划、上海市重大科技攻关计划的支持下，围绕产量最大、用途最广的涂料用树脂-丙烯酸树脂，通过技术发明和创新在丙烯酸树脂及其涂层的高性能化方面取得了一系列成果。1.发明了高固体分丙烯酸树脂的“分离聚合”技术：通过反应介质的选择，使单体溶入反应介质而每当分子链聚合到一定长度时则与反应介质不溶，从反应介质中分离出来，有效控制了产物的分子量及其分布，解决了现有合成技术中丙烯酸树脂分子量及其分布难以控制、树脂溶液固含量低、VOC高的问题。2．发明了高固低粘纳米复合丙烯酸树脂的制备新技术：将纳米二氧化硅溶胶进行表面改性后，与丙烯酸酸类单体共混后按高固体分丙烯酸树脂的分离聚合技术进行原位聚合，或与高固体分阿烯酸树脂直接共混，利用反应温度或升湿除去溶胶引入体系中的醇和水，获得了高固低粘纳米复合丙烯酸树脂的制备新技术，解决了无机纳米粒子的难分散和团聚问题。3．发明了不含任何传统乳化剂的丙烯酸树脂无皂乳液的制备新技术：利用纳米二氧化硅表面的硅羟基呈弱负电性或弱酸性及亲水性的特点，通过静电或酸-碱相互作用，使纳米二氧化硅粒子在单体的聚合反应过程中被吸附到单体液滴和生成的丙烯酸乳胶粒子表面，起乳化剂功能，解决了传统的丙烯酸树脂乳液合成需要大量有机小分子乳化剂的问题。4．进一步衍生发明了高同低粘纳米复合聚酯及涂层的制备技术，和以纳米二氧化硅粒子为乳化剂的硅烷化聚合物后乳液制备技术。共申请中国发明专利11项、国际专利2项，其中已授权中国专利10项、美国专利1项。水乳胶丙烯酸树脂涂层的耐污性小于5%、白清洁性好、人工加速老化时间达1600h上；溶剂性丙烯酸树脂固含量高达90%以上，涂层性能达到并部分超过了国外同类产品技术指标。该项目技术分别在3家生产厂家成功实现了产业化，其中高固体分丙烯酸树脂涂层在多家著名汽车、摩托车及其配套生产厂家得到了应用；水乳胶丙烯酸树脂涂层已广泛应用于中央电视台、世博会工程等国家重大市政工程等。近三年累计新增产值88061万多元，实现利税19625万多元，取得了显著的经济效益。项目的成功实施为中国高性能丙烯酸树脂及其涂层的国产化和涂料行业的节能减排作出了贡献，推动了相关行业的技术进步，国际上许多著名公司都来寻求技术合作与转移，部分技术实现了出口，社会效益显著。