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水性丙烯酸改性环氧烤漆的制备及应用
作者:陈耀财,…    内容来源:久久涂料网    点击数:    更新时间:2012-12-10

3讨论

    3.1主体树脂的选择

    五金家具及金属桌上玻璃除了修补漆及手刷漆采用一液及两液自干型涂料外,一般皆采用一液型高温烘干烤漆,这主要考虑到空间存放问题及等待完全干燥固化时间太长而影响生产效率缘故。因此水性一液自干涂料树脂及水性两液反应型自干涂料树脂,如水性丙烯酸树脂及水性聚氨酯树脂在此暂不考虑使用。再者,一液型水性丙烯酸树脂的物化性能较差,如耐乙醇性差,硬度低,遇热回黏,不耐腐蚀,对金属及玻璃表面附着力不理想等[1-2]。另一方面,水性聚氨酯树脂虽物化性能方面没有一液型水性丙烯酸树脂的上述缺点,但受到可使用时间限制(一般为4h),及配比要求准确性[3],因此涂装加工厂不会考虑将两液型水性聚氨酯涂料用于浸涂或淋涂涂装生产工艺上。

    水稀释型丙烯酸改性环氧树脂具有高模量,高强度,高韧性,耐化学性佳,耐腐蚀性优及对金属与无机物,如玻璃有非常优异的附着力,又兼有丙烯酸树脂的优异耐候性与光泽的特点[4]。它借氨基反应烘烤固化后,对金属及玻璃有非常优异的附着性及柔韧性,因此可用于金属喷漆烘干后加工成型。水性丙烯酸改性环氧烤漆可采用喷涂、浸涂、刷涂、辊涂及淋涂后烘干成膜,适用范围广,可用于金属及玻璃加工业,如五金家具及镜业等行业。

    3.2树脂改性原理

    丙烯酸改性环氧树脂是在高温下,通过过氧化物夺氢,将丙烯酸单体接枝到环氧树脂主链上,再进行自由基加成聚合的一类反应。它是通过化学的手段将丙烯酸聚合物接枝到环氧树脂上,可根据不同的要求,选择接枝丙烯酸树脂的比例和玻璃化温度。

    3.3工艺与特性

    本实验采用上海市涂料研究所生产的水性丙烯酸改性环氧树脂产品STW601,主要是以环氧为主,占70%,丙烯酸占30%的水分散体。主要表现出了609环氧树脂的特性,可以与氨基树脂进行交联。

    大致的工艺如下:将1009(SHELL)环氧树脂用乙二醇丁醚溶解后,升温到110~150℃,将夺氢过氧化物催化剂和各丙烯酸单体一同缓慢滴加入环氧溶液中,进行接枝反应。反应3h后,降温,加入pH调节剂,将pH值调到7.5~8.0后,用水稀释至标准固体分,出料。此树脂可归类为水稀释型丙烯酸改性环氧分散体,其性能特点:(1)乳液粒径小,贮存稳定性良好;(2)具有良好的颜料润湿性和高度的剪切稳定性;(3)具有优异的附着力和高硬度;(4)具有良好的耐水性和耐化学品性;(5)具有优异的耐盐雾性。其产品规格见表8。因为它具有上述特点,因此选用它作为快速淋涂低温固化生产工艺的水性玻璃漆用树脂。


表8 STW601产品的规格

   氨基树脂:可选用氨基树脂,如Cyme303、Resimene717等,与此水性丙烯酸改性环氧树脂STW601混合制备烘烤涂料。视用户实际使用要求,配比以1∶10~3(均以固体计)不等,制备水性单组分烘烤涂料,该体系在120~220℃温度范围内,对应的固化时间为10min~30s。本实验配比为1∶2.5(固含比),烘烤温度为160℃,固化时间为20min。氨基树脂使用时应先与STW601进行混溶性测试。颜填料:此试验配方仅采用自制白色浆,未添加其它填料或防锈颜填料。自制白色浆中含金红石钛白粉约55%。考虑到物性及成本,可加入填料,如滑石粉。五金户内外家具涂料都对8种重金属有严格限制,因此要谨慎选用颜填料,如硫酸钡就不可使用。pH值:在制备过程中使用醇胺类有机物AMP-95调整pH值到8.0~9.0,来确保单组分烘烤涂料体系的贮存稳定性[5]。

    3.4与其它水性烤漆对比

    水性丙烯酸改性环氧烤漆与其他水性烤漆的性能对比见表9。由表9可见:水性丙烯酸改性环氧烤漆在弯曲性及耐盐雾性上更胜一筹。要注意的是:此水性丙烯酸改性环氧烤漆配方中未加任何水性防锈剂,如Raybo75,其优异的弯曲性可以达到彩色钢板涂料弯曲试验B法的OT要求[6],因此,此涂料可以符合先预涂后加工成形要求。在实际应用中已经把水性丙烯酸改性环氧树脂STW601应用于水性卷尺涂料中。


表9 水性丙烯酸环氧改性烤漆与其他水性烤漆对比

 

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