2.6.2中和剂
在水性烤漆体系中,胺类中和剂发挥着十分重要的作用,一方面它和油性的丙烯酸树脂的亲水基团中和成盐而使其具备水溶性,另一方面,它可以调节水性烤漆体系的pH值7.5~8.5时,使得水性涂料具有优良的储存稳定性。常见的胺类中和剂有氨水、三乙胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺(DMAE)、2-氨基-2-甲基-1丙醇(AMP)等,其中,DMAE的沸点为134℃,挥发速度适中,漆膜固化时因极少的羧基残留量使得漆膜的耐水性优良。
2.6.3流平剂
由于水的表面张力大,室温时其表面张力系数为7.21×10-2N/m,是有机溶剂的2~3倍,不同的施工方式,容易造成如凹痕、橘皮、缩孔等漆膜弊病。因此添加适量流平剂,可以有效降低水性体系的表面张力和界面张力,以提高涂料对被涂基材的润湿性,同时可以提高涂料系统的分散性;水性烤漆高温烘烤时,表面溶剂挥发,流平剂可以增加体系的流动性以便自动修复溶剂挥发造成的空隙。
流平剂的选择和用量会影响漆膜的外观、光泽、层间附着力和重涂性。水性氨基烘烤涂料,流平剂的添加可以大大增加表面的光滑平整度。常用的流平剂有丙烯酸共聚物、有机硅和氟碳表面活性剂。实验选用离子型丙烯酸酯溶液,具有长波流平和极少稳泡的功效。
2.6.4消泡剂
在水性涂料的生产、使用过程中,不可避免的会混入空气,形成气泡,其主要发生在以下几个阶段:第一阶段,研磨色浆;第二阶段,调漆阶段;第三阶段,涂装施工过程中,带入气泡。由于不同的体系需要选用不同类型的消泡剂,如丙烯酸乳液、聚氨酯分散体、水溶性树脂等各体系所适用的消泡剂类型都不相同。同时,消泡剂的添加量也会影响漆膜表面效果,虽然消泡剂用量大时,高速搅拌和高速涂装基本可以无泡,但是往往会出现缩孔现象。因此,针对不同的水性涂料体系,选用适宜、适量的消泡剂对制备水性涂料十分重要。
在水性体系中,疏水性微粒子是发挥消泡作用的有效成分,消泡剂的相容性也是取决于消泡剂有效成分的憎水性,有效成分越憎水,则助剂越不相容,所以其消泡性越好。消泡剂按作用分类,可分为破泡剂、抑泡剂和脱泡剂三种类型。破泡剂是在体系起泡后,相对于泡沫(泡沫聚合体),从空气侧侵入泡中,吸附并扩散于泡膜的表面,使泡膜变薄,通过扩张拉伸导致气泡破灭。抑泡剂是从液体侧侵入泡中,它和表面活性助剂同时吸附在气泡上,吸附抑泡剂的泡膜表面张力降低,泡膜变薄,最后破灭。脱泡剂从气泡的界面侵入泡中,引起吸附界面的破损,多个气泡在吸附界面发生相互吸附,形成一个大的气泡,气泡直径变大,加快上升至液体表面。消泡剂的分类其实没有严格的界限,一般消泡剂同时具有破泡、抑泡和脱泡三种功能,选用合适种类的消泡剂,应以实际消泡的效果为判定依据。针对上述三个发泡阶段,一般在研磨色浆时,添加抑泡能力强的消泡剂,如byk019;调漆阶段加破泡效果好的消泡剂,如cogins公司的SN-154,同时配合脱泡剂使用效果为佳;涂装施工阶段,要求消泡剂的破泡和抑泡性能都要好。
3·结语
(1)选用水溶性型丙烯酸树脂和高羟甲基型甲醚化氨基树脂,搭配合适的助剂、助溶剂,制备了性能优异的水性丙烯酸氨基烤漆。
(2)通过考察烘烤温度和干燥时间对漆膜性能的影响,实验表明,两种树脂的配比为3:1时,烘烤条件为140℃~160℃,30min时,漆膜的综合性能优异。在130℃,20min的条件下,漆膜不能完全固化交联,通过延长干燥时间至80min,漆膜可达到完全固化硬度。
(3)通过考察固化剂的量对漆膜性能的影响,实验表明,在150℃,30min的条件下,当两种树脂的配比为6:1~2:1时,漆膜的常规性能优良,其耐水性、耐盐水、耐醇和耐碱均达到168h以上,耐体积浓度为10%的硫酸12h以上。(4)通过考察在不同的烘烤温度下,催化剂的量对漆膜性能的影响,实验表明,当烘烤温度为110℃~120℃时,催化剂的量增加对漆膜性能影响小。当烘烤温度为130℃~140℃时,随着催化剂量的增加,漆膜内应力大,漆膜的柔韧性和耐冲击性能变差。通过比较,选定两种树脂的配比为3:1,催化剂的量为0.2%,烘烤条件为120℃,30min为最优配方设计的工艺条件。
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