高性能水性烘漆研制

2015-11-28 02:26:18梁乃杰項金陽許振陽許奕祥

合成材料老化與應用 2015年1期

梁乃杰，項金陽，許振陽，何濤，曾定，許奕祥，姚煌，張捷，余林，余倩

(1 廣東工業(yè)大學輕化學院，廣東廣州510006;2 廣州擎天材料科技有限公司，廣東廣州510806)

傳統(tǒng)油漆以植物油、合成樹脂為主要成膜物質(zhì)，輔以各種助劑和顏料，使用時須加入甲苯、二甲苯等有機溶劑稀釋。隨著人們環(huán)保意識增強，環(huán)境保護愈來愈受世界的關注。涂料中的有機揮發(fā)物(VOC)排放已受各個國家嚴格限制［1］。

水性漆以多種高分子樹脂為基料，水為分散介質(zhì)，加入特種助劑使有機物(填料、顏料)與乳液樹脂形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。相對而言，水性漆應用面廣、安全、施工相對簡單等優(yōu)點，因此廣大科技人員更為關注［2］。

水性聚酯涂料作為具有代表性的水性涂料，廣泛應用于金屬與木器的表面保護和裝飾中，具有豐滿度高、耐沖擊性優(yōu)良、附著力強等優(yōu)點［3］。本文通過熔融縮聚方法合成了水性聚酯樹脂，討論氨基樹脂、樹脂A、助劑最佳用量，研制出一種涂層耐水性優(yōu)、儲存穩(wěn)定性好的高性能水性烘烤漆。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與設備

AL104 型電子天平(常熟市雙杰測試儀器廠);JJ3000Y 型電子天平(常熟市雙杰測試儀器廠);控溫加熱套(南通利豪實驗儀器有限公司);JJ－精密増力電動攪拌器(常州澳華儀器有限公司);環(huán)保型水洗式噴漆臺(廣東展代配電箱制品廠);DHG－9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱(上海市實驗儀器總廠);Elcometer 407 三角度統(tǒng)計型光澤度儀(力順儀器設備有限公司);手動型劃圈法附著力測試儀(廣州標格達實驗室儀器用品有限公司);鉛筆型硬度測試儀(廣州標格達實驗室儀器用品有限公司);BGD302 漆膜沖擊器(廣州標格達實驗室儀器用品有限公司);電熱恒溫水浴鍋(北京市永光明醫(yī)療儀器廠);橡皮酒精兩用耐摩擦試驗機(廣州標格達實驗室儀器用品有限公司);攪拌分散多用機(廣州標格達實驗室儀器用品有限公司);測色儀(美國愛色麗公司)。

1.2 水性聚酯樹脂合成工藝

投入所有合成單體(除偏苯三酸酐)及催化劑分別投入到合成裝置中，通入氮氣保護，升溫至熔融后攪拌逐步升溫到240℃左右，然后保溫一段時間，取樣測酸值約為2 ～7mg KOH/g。然后降溫至一定溫度，加入偏苯三酸酐，保溫直到樹脂透明為止，降溫至100℃以下，加入助溶劑攪拌約0.5h，再加入一定量中和劑和水，使至固含量達到50%，最后出料。

1.3 水性聚酯烘烤漆的配制

1.3.1 實驗配方

表1 水性聚酯－氨基烘干漆的配制Table 1 The preparation of waterborne polyester-amino baking paint

1.3.2 配制工藝

按以上原料表1 配方用量加到燒杯中，每加一原料之后要攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH 值至8 ～9，300 目篩網(wǎng)過濾，可制得水性聚酯－氨基烘烤漆。

2 結(jié)果與討論

2.1 氨基樹脂用量對涂膜性能影響

氨基樹脂的用量對漆膜的物理、化學性能有重大的影響，選擇合適的配比，既能起到固化交聯(lián)的作用，又能保證漆膜的各項性能的影響［4］。由表2 可見:當氨基樹脂用量過大時，涂層的耐丁酮性較好，但耐水性較差;而當氨基樹脂用量過小時，會影響涂膜成膜以及涂層耐水性較差。綜合考慮，選擇水性聚酯樹脂與氨基樹脂配比為15/6為宜。