水性丙烯酸氨基烤漆的制备及性能研究

0 引 言
氨基丙烯酸涂料由于具有优异的光泽、硬度和耐光、耐候及耐热等性能而成为一类最重要的工业涂料,广泛用于汽车涂装及轻工产品。随着我国工业的迅速发展,这类涂料的市场需求也将迅速增加。国外十分重视这类涂料水性化的研究,并已成为性能最好的水性涂料之一。我国此类产品的工业应用则较少[1-3]。

1 试验部分
1.1 主要原材料
水溶性丙烯酸树脂A、水溶性丙烯酸树脂B、氨基树脂、分散剂、丁基卡必醇、异丙醇、催干剂、增稠剂、金红石型钛白粉,以上均为进口品。
1.2 基本配方与生产工艺
1.2.1 基本配方(见表1)

1.2.2 生产工艺
钛白色浆的制备:先将表1中3、4、5项的分散剂、丁基卡必醇、H2O按配方量混匀,加入热固性水溶性丙烯酸树脂B分散均匀,然后加入金红石型钛白粉,先高速分散30 m i n,再用砂磨机进行研磨分散,将细度研磨到20 μm以下。水性丙烯酸氨基烤漆的制备:将6、7、8、9项的热固性水溶性丙烯酸树脂A、H M M M氨基树脂、丁基卡必醇、异丙醇按配方量分散均匀,然后加入上述钛白色浆,分散均匀;再加入第10项分散均匀,最后加入11、12分散均匀。送检。

1.3 性能检测结果
将调配好的涂料喷涂在标准马口铁片上,待流平表干后放入恒温烘箱中,在150 ℃下烘烤15~20 min。制好的涂膜供测试涂膜性能用。性能检测结果见表2。

2 结果与讨论
2.1 树脂的选择
本文选用的热固性水溶性丙烯酸树脂以有机硅、(甲基)丙烯酸酯单体为主要原料化学聚合而成。该树脂因引入了有机硅,与同类丙烯酸树脂相比耐水性、耐热性、耐老化、耐化学品性都有显著提高。该树脂水溶性好,能与水溶性氨基树脂、异氰酸酯固化剂复配,制备适合不同用途的玻璃、陶瓷、五金等材料的表面涂装涂料。
2.2 氨基树脂的选择
通过试验证明:选用C Y M E L 303(高度甲基醚化三聚氰胺树脂)为固化交联剂性能最佳。C Y M E L 300甲醚化程度和单体度最高,呈蜡状固体,用于粉末涂料和织物涂料,具有优异的柔韧性和广泛的相容性;CYMEL 301比CYMEL 300树脂的甲醚化程度稍低,正常情况下为液态。由于含有较多的羟甲基,所以可溶于水,适用于某些乳胶体系;CYMEL 350的性能很接近CYMEL 303,需要强酸催化,固化速度比C Y M E L 303快,但影响其柔韧性。CYMEL 303是最通用价廉的三聚氰胺交联剂,羟甲基含量比CYMEL 301低。因此,CYMEL 303在水性体系中的稳定性极佳。在含有催化剂的有机溶剂体系中,其稳定性优于甲基醚化程度较低的三聚氰胺树脂。在大多数应用中有优异的硬度和柔韧性表现。
2.3 助溶剂的选择
助溶剂为水溶性化合物。根据理论判断,丁基卡必醇和异丙醇搭配为理想的助溶剂,其次是丙二醇单丙醚、丙二醇单乙(甲)醚、丁醇和乙二醇单乙醚,而乙二醇的助溶效果最差。
2.4 催干剂的影响
选择催干剂首先要考虑使用交联剂的类型,H M M M交联剂在强酸催干剂如D N N D S A或p-T SA作用下,很容易使羟基或氨基甲基官能团与交联剂发生反应。各种交联剂和酸的最佳配对见表3。

本文选用酸型为D N N D S A的封闭型催干剂N A C U R E X49-110,封闭型酸催干剂可以解决非封闭型酸催干剂与颜料间相互作用的缺陷。而NACURE X49-110相比NACURE 3525、N A C U R E 3483综合性能最佳,具有耐水、耐腐蚀性和优异的附着力。

3 结 语
该涂料适用于工业领域如各种交通车辆及其零配件、仪器仪表、家用电器、五金等的表面涂装,可作为底漆、面漆以及“底面合一”涂层,起到对底材的保护和装饰作用[5]。涂层具有优异的附着力、防锈性及外观装饰性。该产品在价格、环保、耐汽油性、耐盐雾性、储存稳定性等方面均有明显的优势。

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