data-full-width-responsive="true"> 预涂卷材由于质轻、性优、价廉的优点,在汽车制造、船舶内部装饰、家用电器、家具、集装箱、炊具等领域获得广泛应用。卷材涂料(coil coating)[1-4]作为涂覆预涂卷材的一种专业性涂料,其市场化需求日益增大。丙烯酸类树脂[5]的主链是碳-碳键,对光、热、酸、碱十分稳定,用
它制成的漆膜色浅,具有优异的户外耐久性、保光保色性、耐烘烤性、混溶性和可交联性,因而被认为是制备卷材面漆良好的选择。目前,由于人们普遍运用一种或两种丙烯酸类原料来制备该类卷材涂料,且交联剂选择不当,致使市场上该类卷材面漆产生了耐MEK 测试性差、弯曲(T弯)差、硬度差和耐候性差等诸多问题。本研究以丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯三种原料共混为基础,氨基树脂为新型交联剂,采用中和成盐法合成了水溶性聚丙烯酸卷材涂料前驱成膜物,并探讨了诸因素对成膜物性能的影响,为开发水溶性聚丙烯酸卷材涂料提供了基础数据。1 材料与方法11 实验材料与试剂丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯(分析纯)。辛醇、过硫酸钾、三乙胺(化学纯)。氨基树脂,工业级。12 实验方法将单体混合均匀,取1/3量加入至250 mL三颈烧瓶中,加热至80℃搅拌,回流后加入引发剂过硫酸钾,同时以均匀与连续速度在1 h内滴加完剩余的2/3量。以辛醇[6]为阻聚剂,十二烷基磺酸钠为表面活性剂,分别在80℃、100℃、120℃和140℃左右对同一种原料进行恒温加热4 h。反应后,降温至60℃,在充分搅拌下用中和剂中和至pH = 7 ~ 9,同时用水稀释。继续搅拌05 h,加入氨基树脂,冷却至室温倒出成膜物。将成膜物进行涂膜,至实干后进行附着力、硬度、光泽度等性能测试。13 测试附着力、涂层光泽、铅笔硬度和黏度测试按国家标准GB/T 13448-92彩色涂层钢板及钢带[7]进行。2 结果与讨论成膜物是涂料性能优良与否的先决条件。因此,首先合成了一系列树脂成膜物,并通过条件实验探讨了诸因素对成膜物的影响,以寻求制备成膜物的单体与适宜工艺条件。21 单体种类与配比的选定表1 成膜物的原料配方和物理性能
表1表明,丙烯酸类树脂的附着力、硬度、光泽度等性能都比较好。综合考虑后,认为8和9共聚体的性能更令人满意,即三种单体共聚。因此在本研究中,初步选定三种单体共聚来制备成膜物。由于1 ~ 9各配比都是在100℃进行反应的,且其它条件也一致,所以认为8和9产物的性能较好是由于形成的产物的基本结构决定的。丙烯酸与丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯单体共聚反应式如下:
22 反应温度对成膜物的影响温度是聚合反应最主要的因素之一,直接影响聚合反应的进程,对成膜物的性能起着决定的作用。实验选用9配方考察了温度对成膜物的影响。自由基聚合动力学研究结果表明[8],数均聚合度按式1的规律变化。
其中:[M]为单体浓度;[I]为引发剂浓度;Kp、Kd、Ke分别为增长速率常数、引发速率常数和终止速率常数;f为引发效率。由式1可知,温度越低,产物的聚合度越大,故黏度也越大,图1也说明了这一点。温度过高时,虽然黏度下降,但当温度上升至140℃时,体系中的基团活性迅速增大,使体系产生凝胶,而且提高聚合温度会加深成膜物的颜色,影响外观。因此综合考虑认为,聚合温度控制在100℃左右比较合适。