衣康酸二丁酯(DBI)在丙烯酸酯涂料中的应用

衣康酸二丁酯(DBI)在α、β位置上有双键，一般可认为是丙烯酸酯的取代衍生物，在许多领域中应用广泛。衣康酸二丁酯(DBI)的优点在于反应性活泼，可以作为共聚单体与其他单体如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、氯乙烯共聚，以改善共聚物的性质。聚合物主要用于稀释型水性树脂(用于水性印刷油墨、水性电泳漆、金属烤漆)、成形材料、涂覆材料、纤维及薄膜处理剂、润滑油及其添加剂、粘结剂、离子交换树脂等。

 

衣康酸二丁酯(DBI) (分子量：242.31)

 

衣康酸二丁酯(DBI)常被用作高分子的内增塑剂，增加树脂的柔性。与外增塑剂相比，加入少量的内增塑剂就可以起到较好的增塑效果，同时避免了外增塑剂的迁移问题，降低了可挥发有机物(VOC)的排放，更加环保。

衣康酸二丁酯(DBI)在起到内增塑的同时可以避免出现返粘现象，其玻璃化温度适中，可代替玻璃化温度低的软单体，如甲基丙烯酸异辛酯(EHMA) (玻璃化温度为-10℃)使用。

衣康酸二丁酯(DBI)分子结构中含有两个疏水性的丁酯基，赋予了衣康酸二丁酯(DBI)较强的疏水性，可以改善聚合物的耐水性和耐溶剂腐蚀性。

此外，衣康酸二丁酯(DBI)用于涂料或油墨等体系中时可以对填料和颜料起到较好的分散作用，得到的涂膜更加平整，光泽度更高，对颜料的固色性好。

 

从表1中的数据可见，使用两种功能单体得到的漆膜柔韧性都较好，但是加入DBI的漆膜不会像加入EHMA的漆膜那样出现返粘现象。表明DBI可代替玻璃化温度较低的软单体使用。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较差，而使用DBI制得的漆膜，成膜连续平滑，且漆膜的光泽度明显较高，表明DBI可改善填料在丙烯酸酯涂料中的分散性。

结合图1的原子力显微镜观察的漆膜表面形貌可见，与含甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)的体系相比，使用衣康酸二丁酯(DBI)得到的漆膜表面没有明显的沟槽，颗粒大小分布更均匀，且颗粒排布更紧密，这与漆膜成膜情况的结果一致。单独用甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)制得的漆膜表面较为粗糙一些，光泽度较低，而使用衣康酸二丁酯(DBI)得到的漆膜中填料的分散情况较好，光泽度更高。

由此，衣康酸二丁酯(DBI)可代替玻璃化温度低的软单体使用，并在赋予漆膜柔韧性的同时，使漆膜的表面性能更好，颜料的分散性增加。

 

表1 功能单体对漆膜基本性能的影响

 

图1 漆膜的原子力显微镜表面形貌照片

    分别使用甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)和衣康酸二丁酯(DBI)为功能单体合成并配制丙烯酸酯涂料，功能单体用量为单体总量的6%。测试漆膜的耐水性和耐溶剂性结果如表2、图2和图3所示。由测试结果可知，使用衣康酸二丁酯(DBI)制得的漆膜其耐水性和耐溶剂性明显好于甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)制得的漆膜。这是由于衣康酸二丁酯(DBI)的分子中含有两个疏水性强的丁酯基，可以赋予漆膜良好的耐水性和耐溶剂腐蚀性。

表2 漆膜耐水性和耐溶剂性结果

 

 

    使用衣康酸二丁酯(DBI)为功能单体合成丙烯酸酯水性油墨乳液连接料并配制水性油墨，衣康酸二丁酯(DBI)用量为单体总量的2%。从图4中可见，在水性油墨体系中，水性油墨样条经水泡过后并未出现褪色或浸染现象，表明衣康酸二丁酯(DBI)的加入可以使水性油墨中的颜料的分散程度更好，使水性油墨保持较好的固色性。

 

 

表1 丙烯酸酯树脂合成配方^*

组分	用量(g)	占单体总量的含量(%)
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
甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)	9/0	6/0
衣康酸二丁酯(DBI)	0/9	0/6
丙烯酸羟丙酯(HPA)	17.1	11.4
丙烯酸(AA)	1.8	1.2
过氧化苯甲酰(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^*

组分	用量(g)
油性树脂	68.0
金红石型TiO2	22.0
分散防沉剂	0.7
消泡剂	0.1
流平剂F	0.2
丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)	7.5

表3 水性油墨乳液连接料配方^*

 

表4 水性油墨配方