水性丙烯酸改性醇酸氨基烤漆的制备与性能测试

data-full-width-responsive="true"> 0 引言随着经济的不断发展，资源和环境问题已成为可持续发展的一对主要矛盾。石油危机直接导致原油价格飞涨，工业涂料的原材料成本大大提高，而质量和价格的市场竞争必然导致一部分企业的优胜劣汰。与此同时，VOC（挥发性有机化合物）的排放直接给环境带来了严重的污染，美国自1966 年就颁布了66 法规，严格限制VOC 的排放。我国从20 世纪80 年代开始也陆续制定了一些环保法规，《涂料行业十一五发展规划》和《涂料行业科技中长期发展规划》均明确提出：未来15 年我国将大幅削减传统溶剂型涂料的市场份额，而水性涂料、紫外光固化涂料、粉末涂料、无溶剂涂料和高固体分涂料等环保型涂料将是未来工业涂料的主要发展方向［1-4］。本文采用水性丙烯酸改性醇酸树脂为成膜物质，部分甲醚化氨基树脂为固化剂，配用合适的助剂、溶剂和颜料，制备了综合性能优异的水性丙烯酸改性醇酸氨基烤漆。考察了固化剂用量、烘烤温度和干燥时间对漆膜性能的影响。1 实验部分11 主要原材料水性丙烯酸改性醇酸树脂，水性氨基树脂，乙二醇单丁醚，中和剂，蒸馏水，分散剂，流平剂，消泡剂，R940 钛白粉。12 清漆配方烘烤清漆的基本配方见表1。表1 烘烤清漆的基本配方13 清漆的配制（1） 在固含量为76% 的水性丙烯酸改性醇酸树脂中，加入树脂质量7%~8% 的N，N- 二甲基乙醇胺，中和至pH 值为75~85，然后加少量水，调整固含量为60%，备用。（2） 将固含量60% 的水性丙烯酸改性醇酸树脂和40% 的乙二醇单丁醚（简称BCS）水溶液加入调漆釜中，调节转速为600 r/min，分散15 min，然后加入配方量的水性氨基树脂，继续分散15 min，制得透明的烘烤清漆。14 白色氨基烤漆的基本配方白色氨基烤漆的基本配方见表2。表2 白色氨基烤漆的基本配方15 白色氨基烤漆的配制先将部分40% 的乙二醇单丁醚水溶液、分散剂、消泡剂和水性树脂充分搅拌后，加入颜料，低速分散均匀，通过砂磨机将细度研磨至20 m 以下，制得水性色浆。将剩余的水性改性树脂、氨基树脂、乙二醇单丁醚水溶液、消泡剂、流平剂、余量的水按配方量加入到干净的调漆釜中，于500 r/min 分散15 min，然后加入水性色浆，于800 r/min 分散15 min，最后低速分散30 min，用200 目滤布过滤，包装。2 结果与讨论21 水性改性树脂的稀释状态水性树脂一般在水中的溶解力有限，为提高其水溶性需加入少量助溶剂，一般为亲水性的醇醚溶剂和低级醇。助溶剂能降低涂料的黏度，降低水性涂料体系的表面张力，改善与底材的润湿性能，提高涂料的流平性，延缓成膜时间，提高漆膜的光泽、丰满度和附着力［5-6］。不同质量分数的BCS 溶液对水性树脂稀释状态的影响见表3。由表3 可知：选用40% 的乙二醇单丁醚作溶剂较为适宜。表3 不同质量分数的BCS 溶液对水性树脂稀释状态的影响22 水性改性树脂的稀释黏度变化表4 中分别示出了采用纯水或40% 的BCS 水溶液稀释水性改性树脂的黏度变化情况。由表4 可知：采用40% 的BCS 水溶液为溶剂，水性改性树脂的黏度值随其质量分数的降低而缓慢降低，当其质量分数由50% 降为30% 时，斯托默黏度值由128 KU 降为61 KU，继续稀释至25% 时，黏度值降为33 s（涂-4杯，25 ℃）。而采用纯水为溶剂时，其质量分数为35%~60% 时，树脂一直处于高黏度的浆糊状［7］，黏度值均141 KU，超出斯托默黏度计测量的最大量程。当其质量分数为30% 时，黏度值为102 KU，继续稀释至25% 时，其黏度为25 s（涂-4 杯）。通过比较可知：采用一定量的助溶剂，可以大大降低水性树脂的黏度，调节施工性能，避免因为施工黏度降低过快而产生流挂和膜厚过低等不利影响。表4 采用不同溶剂稀释水性改性树脂后黏度值的比较