新型水性醇酸面漆的制备及性能研究

data-full-width-responsive="true"> 0　前　言醇酸树脂涂料具有综合性能较好、成本低、施工方便和用途广泛等优势，已广泛应用于桥梁以及机械、车辆、船舶等领域的装饰与保护，在涂料行业总产量中占有很大比重[1]。传统溶剂型涂料在生产或使用过程中产生的挥发性有机物质(VOC)，不但会对生态环境造成污染，给人体带来伤害，而且浪费自然资源。随着国家环保政策法规的日益严格、消费税和排污费的征收以及人们环保意识的逐渐增强，水性涂料的发展受到越来越多的关注。本研究选用水乳液型改性醇酸树脂制备新型水性醇酸面漆，对润湿分散剂、消泡剂、流平剂、中和剂及增稠剂等的种类和用量进行了筛选，制备了一种性能良好的水性醇酸面漆，并测试了性能。1　实验部分11　主要原料新型水乳液型改性醇酸树脂，帝斯曼；润湿分散剂，迪高750W；消泡剂，迪高810；钛白粉，无锡市渊钛化工；增白剂，南京通海科技；催干剂，OMG；流平剂，BYK；增稠剂，海名斯；去离子水，自制。12 仪器与设备高速分散机，DF750，宜兴市诚达机械有限公司；盐雾腐蚀实验箱，YWX/Q-250，上海林频仪器设备有限公司；紫外灯耐气候实验箱，ZN-P，苏州智河环境实验设备有限公司；斯托默黏度计，STM-IV，天津永利达材料实验机有限公司；pH值计，PHS-3C，上海仪电科学仪器股份有限公司；高低温实验箱，TL-100，苏州智河环境实验设备有限公司；80 m涂布器。13　实验过程131　实验配方(见表1)132　制漆工艺称取一定量去离子水，开启搅拌依次加入润湿分散剂、消泡剂、防腐剂、钛白粉、增白剂分散30 min后，用砂磨机研磨至细度达到20 m；将合格色浆加入调漆罐，在600～800 r/min搅拌下依次加入新型水性醇酸乳液、流平剂、中和剂及水性催干剂，高速分散40～50 min，并用增稠剂调整黏度至合格，过滤包装。14　性能检测本工作试样制备、涂膜厚度、测试方法等按照Q/SBTS 1622015《陕西宝塔山油漆股份有限公司水性醇酸树脂涂料》企业标准中相关要求进行。2　结果与讨论21 成膜物质的选择水性醇酸涂料成膜物质主要包括水乳液型和水稀释型两大类。水稀释型醇酸树脂制备的涂料存在许多不足，为了形成稳定的涂料并改善流体性能，通常需要加入一定量的助溶剂，常用的有乙二醇丁醚，对人体健康有很大的伤害，很难满足环保的要求。同时水稀释型醇酸涂料在贮存过程由于中和剂的挥发影响树脂的水溶性。此外该类型水性醇酸涂料贮存过程中由于酯键易水解而造成失干最终影响涂膜性能。具有核-壳结构的改性水性醇酸乳液具有以下优点：(1)树脂中不含乙二醇丁醚等成膜助剂，具有优异的环保性能；(2)通过改性获得了良好的保色性、保光性、耐腐蚀性、快干性及高硬度等，克服了普通水性醇酸涂料贮存稳定性差、干燥速率慢、早期硬度、耐水性较差等弊病，拓宽了水性醇酸涂料的应用领域。本研究用水乳液型和水稀释醇酸树脂制备白漆并对涂层进行耐人工老化试验，结果如图1和图2所示，由此，选定以水乳液型醇酸作为所制备涂料的成膜物质。在耐人工老化试验进行390 h后，图1中水稀释型白漆涂膜光泽降低约70%，而水乳液型白漆涂膜的光泽仅降低了约40%；图2中水稀释型白漆涂膜的颜色变化明显高于水乳液型白漆涂膜。综合图1和图2数据，可以看出所制备的水乳液型醇酸涂料明显优于水稀释型醇酸涂料。这主要由于实验中采用新型水乳液型醇酸树脂是以改性物质为壳、醇酸树脂为核，即核-壳结构的自乳化乳液，并且该乳液半径体积分布如图3所示，平均半径为6226 nm，PdI＝017，具有较小的粒径且分散性较好。