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      新型水性玻璃烤漆的研制

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      新型水性玻璃烤漆的研制

      張興橋 莊新民 朱漢良 朱平陽 (漢森(福建)漆業有限公司,福建福清 350002)

      0 引言
      玻璃及玻璃制品的涂裝保護與裝飾在工業和民用領域有著廣泛的需求,如燈飾、酒瓶、香水瓶、透鏡和玻璃儀器等都需要在表面涂覆保護層和裝飾涂層。目前,國內應用的玻璃涂料多為溶劑型產品,隨著人們環保意識的提高和環保法律法規的健全,水性涂料在玻璃上的應用受到極大的重視[1]。采用聚氨酯水分散體、水溶性聚丙烯酸樹脂、氨酯型及改性的丙烯酸樹脂制備的單組分水性玻璃漆在玻璃底材上存在附著力、耐醇性、耐水性、耐磨耗性差及硬度低等缺點[2]。水性雙組分室溫固化玻璃漆在施工過程中過短的適用期會給施工造成一定的困難,同時也引起漆料的浪費及施工現場混合不均等難題[3]。針對市場上現有水性玻璃涂料存在的問題,本文研制出對玻璃底材具有良好干、濕附著力、耐醇性、耐水性、耐磨性好及高硬度的新型水性玻璃烤漆,并考察了烘烤溫度、基體樹脂/ 交聯劑配比、偶聯劑種類及用量對漆膜耐水性、耐醇性、耐磨性和硬度的影響。

      1 實驗部分
      1.1 原材料與設備
      水性丙烯酸樹脂,自制;氨基樹脂,江蘇三木化工公司;潤濕劑,廣州斯洛克化學;流平劑,Ciba;偶聯劑,自制;消泡劑1、抗刮劑,深圳海川化工;消泡劑2,南京四新化學;pH 調節劑,自制。TD6001 電子天平,天津天平儀器有限公司;JJ-1電動攪拌機,江蘇金壇儀器有限公司;劃格器、濕膜制備儀,上,F代環境工程技術有限公司;QHQ- 型漆膜鉛筆硬度劃痕硬度計、磨耗試驗機,天津永利達材料實驗機有限公司;XHT-2 型高溫濕熱儀,上海杰穎電子技術有限公司;101A-1 恒溫烤箱,上海路康儀器有限公司。

      1.2 基礎配方及工藝
      水性玻璃烤漆配方見表1。
      水性玻璃烤漆配方
      1.3 水性玻璃烤漆的制備工藝
      用電子天平稱取定量的原材料,在低速攪拌條件下依次將原材料1~9 添加到容器中,加入pH 調節劑調整體系pH 值為弱酸性。在轉速為900 r/min 下攪拌10 min,均勻混合后,制得成品。
      1.4 性能測試
      漆膜制備及性能檢測參照標準見表2。
      表2 漆膜制備及性能檢測參照標準
      漆膜制備及性能檢測參照標準
      2 結果與討論
      2.1 烘烤溫度對漆膜性能的影響(表3)
      表3 烘烤溫度對漆膜性能的影響
      烘烤溫度對漆膜性能的影響
      注:底材:毛玻璃;耐醇性、耐磨性檢測以露底為準。
      烘烤溫度是影響漆膜基本性能的重要因素。丙烯酸樹脂與氨基樹脂的交聯作用需要在一定溫度下才能進行,且交聯固化的完全與否直接影響漆膜物性的好壞。表3 表明:烘烤溫度從90~130℃逐漸升高時,漆膜的物性隨溫度的升高明顯增強;當烘烤溫度超過140℃時,隨烘烤溫度的升高漆膜的物性開始下降,溫度過高時漆膜開始泛黃,同時耐水、耐醇、耐磨等性能都會不同程度的下降。從表3 可知:烘烤溫度在120~140℃之間為宜。烘烤溫度過低,交聯固化不完全,漆膜中的反應型基團(如羥基、羧基、氨基等)未能完全參與固化反應,導致涂膜的基本物性難以達到使用要求;烘烤溫度過高,會導致原已形成致密結構的漆膜發生焦化或聚合物中部分化學鍵的高溫不穩定性,發生化學鍵的斷裂,改變了漆膜的致密性所形成的微孔結構,增加了液相物質在漆膜中向底材的滲透幾率,形成的液相- 底材界面取代原有的漆膜- 底材界面;w樹脂與甲醚化氨基樹脂的反應過程如下[4]:

      弱酸性物質對該反應具有催化作用。過高的烘烤溫度在加速漆膜分解的同時,還加快了酸性物質的揮發,使有機酸催化劑的利用率降低。因此選擇合適的固化溫度是影響漆膜基本物性的關鍵性因素。
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