水性玻璃涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 0 前言玻璃及玻璃制品的涂装保护与装饰在工业和民用领域有着广泛的需求，特别是包装用玻璃制品、精细玻璃制品(包括玻璃工艺品)、玻璃纤维制品、特殊玻璃制品，如透镜和玻璃仪器以及彩色装饰玻璃制品等都需要在表面涂保护层和装饰涂层。玻璃涂料多见溶剂型产品，随着环保意识的提高和环保法律法规的健全，水性涂料受到了极大的重视。现阶段，玻璃涂料的水性化有很重要的意义。现有的聚丙烯酸酯型、聚氨酯型、氨酯油型以及丙烯酸酯改性聚氨酯型单组分水性涂料在玻璃上的涂膜性能均不理想。主要问题是附着力差、耐水、耐化学品、耐溶剂性不良、抗污渍能力不够。用异氰酸酯固化剂或氮丙啶交联剂固化的双组分水性涂料可以提高水性玻璃涂层的性能。这种双组分体系的不足之处是适用期短，不易混合均匀，涂层的某些性能仍不理想等。最重要的是作为玻璃涂料，涂层必须保持很高的透光率，有良好的光学效果。本文报道了一种新型的室温固化双组分水性玻璃涂料，配方中采用了一种能与乳液或水分散体中羧基起化学反应的交联固化剂，在成膜过程中发生交联反应，形成三维网络结构，同时对玻璃有很强的亲和力。该漆有优异的综合性能，在玻璃表面表现出极好的干、湿附着力以及优异的耐水、耐溶剂性和很高的透光率，且配漆后有很长的适用期，是一种优异的玻璃保护与装饰涂料。1 实验部分1．1 制漆制漆所用的主要原料和配方见表1。制漆过程主要是一个分散过程，将A组分中的所有组分逐次加人缸中，高速混合均匀，制成清漆。加颜料的色漆要保证细度在50岬以下，如加钛白粉的白漆，要用砂磨机打浆，其它颜料浆也尽可能用细度小，稳定性能好的。但是，加珠光颜料时仅靠搅拌分散，不得研磨，以免破坏珠光颜料的效果。SD一116丙烯酸聚氨酯分散体是一种粒度为纳米级的微乳液，不含甲基吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂，具有极好的机械和热稳定性，能够承受制漆过程中研磨和分散的剪切力，不会发生破乳现象。配漆时按100份A组分加2～8份B组分混合均匀即可。由于B组分粘度很小，不需要强力搅拌，手搅即可混匀。配漆后过100～200目滤网，放置15～20 min，使漆液消泡，可用刷涂和喷涂法施工。喷涂施工前用水将漆液粘度调整到l8～20 s(涂-4杯)再施工，这样效果更好。1．2 性能测试涂料及涂层的主要性能按有关国标规定的方法测定。漆膜的透光率用uV 751 GD紫外／可见光分光光度计测定。2 结果与讨论2．1 透光率作为玻璃涂料，透光率十分重要。以玻璃板和涂有涂料的玻璃板对比测定可见光的透射率，比较测定了不同膜厚漆膜可见光的透射率。结果发现，这种加有交联固化剂的水性玻璃涂料的可见光透射率达96％ 以上，并随膜厚的增加略有降低；而未加交联剂的漆膜透射率要稍微低一些(表2)。高透射率表明这种漆作为玻璃涂料是合适的。2．2 适用期室温固化双组分涂料配漆时存在一个适用期，也称施工时限的问题。超过施工时限，由于两组分化学反应的结果，漆粘度增大，不能良好施工和成膜，甚至凝胶报废，失去使用价值。通常双组分涂料的适用期为数小时，而这里报道的双组分水性玻璃涂料与其它双组分涂料不同，经测定其适用期很长，漆液的涂-4杯粘度在近20 d内变化很小(表3)。实际涂刷后发现，配漆后20C下1个月内仍可用。可以认为其使用方便程度与单组分漆相似，一次配漆可保证整个工期都可使用。2．3 涂膜硬度及反应程度按GB／T 1730中的B法测定涂层硬度，发现初期硬度增长很快，7 d后基本达到最终硬度，也即化学反应基本完全。因此，这种涂料涂装后保证至少7 d的固化期很必要。漆膜硬度随固化时间的变化情况见表4。