水性丙烯酸聚酯氨基烤漆的研发
于国玲，王学克（南阳农业工作学院；南阳卧龙漆业有限公司）
做家简介：于国玲，高等实践师，钻研方位是水性涂料，发布论文10余篇。
文章全文
氨基烤漆因具备精良的附出力、保光性、硬度、饱满度及耐候性而被普遍运用于仪器风度、汽车等范围。
但是，溶剂型氨基烤漆含有大批的丁醇和二甲苯，VOC(蒸发性有机化合物)含量严峻超标。
频年来，跟着环保意识的加倍及水性化技能的进展，水性氨基烤漆慢慢在轻产业成品中取得运用，其归纳功用也在陆续升高，氨基烤漆水性化已根基完成，但大部份首要资料还依赖入口。
本钻研一块采用成本较低的国产资料来制备水性氨基烤漆，以期完成水性氨基烤漆的完宇宙产化。
1实践
1.1原材料和仪器
新戊二醇(NPG)，山东万华；间苯二甲酸(IPA)，上海图赫；二羟甲基丙酸(DMPA)，湖北巨盛；己二酸(AA)，辽阳石化；乙二醇单丁醚(BCS)、N,N?二甲基乙醇胺(DMEA)，市售。以上资料均为产业级。
JCW水性丙烯酸树脂，成都杰晟蜀邦；围拢型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂、围拢型部份甲醚化三聚氰胺树脂，江苏三木；LF型、型氨基树脂，美国氰特；AKN-分开剂，佛山千佑；B消泡剂，广东中联邦；H流平剂，北京齐飞；金红石型钛白粉，河南焦做佰利联；C色素炭黑，天津天一生纪；酞青蓝，新乡博迪；杀菌剂，国产；2?氨基?2?甲基?1?丙醇(AMP-95)，广州凯茵；无溶剂水性聚酯、去离子水，克己。
60°后光仪，天津市科器高新技能公司；QCJ型打击实验机，天津市材料实验机厂；GFJ-0.4型高速分开机、PPH-型铅笔硬度计和涂层杯突实验仪，上海当代处境工程技能公司；QXD刮板细度计和QTY漆膜圆柱蜿蜒实验仪，天津路达公司；KSM-2型实践用开启式砂磨机，上海赛杰化工摆设有限公司。
1.2制备办法
1.2.1水性聚酯
将NPG.0g、IPA.0g、DMPA.0g和AA83.0g参预反响釜，升温至°C，坚持0.5h后再升温至°C，酯化(约10h)至酸值为(50±5)mg/g(以KOH计，按GB/T–《色漆和清漆用漆基酸值的测定法》测定)，降温至70°C左右后参预DMEA中庸，调治pH至7.5~8.5，再参预去离子水调换固含量至50%，过滤即得水性聚酯。
1.2.2无树脂色浆
在分开机中挨次参预49.8g去离子水、10gAKN-分开剂、0.6g炭黑、40g金红石型钛白粉和0.1g酞青蓝，以r/min的转速分开10min，而后参预杀菌剂和消泡剂各0.1g，以r/min再分开5min，结尾用砂磨机研磨至细度小于即是15μm，出料备用。
1.2.3水性氨基烤漆
在分开机中挨次参预JCW水性丙烯酸树脂50~60g、克己色浆8~15g、水性聚酯树脂10~30g、DMEA0.1~0.3g、BCS2~6g和去离子水5~8g，以r/min的转速分开20min，再参预围拢型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂6~15g、流平剂0.2~0.6g和消泡剂0.1g，充足搅拌后用DMEA中庸至pH为8左右，调换黏度至s(涂?6杯，25°C，后同)，检修及格后用目滤布过滤、包装。
1.3功用测试办法
将制得的水性氨基烤漆兑水调至动工黏度(45s)，喷涂在冷轧钢板(经由打磨处置，但无需磷化和脱脂)上。
遵照GB/T–《涂膜普遍制备法》制备涂膜，干膜厚度(20±3)μm，烘烤前提以下：25°C×10min+°C×30min。
别离遵照GB/T–《色漆和清漆漆膜的划格实验》、GB/T–《漆膜耐打击测定法》、GB/T–《色漆和清漆不含金属颜色的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面后光的测定》、GB/T–6《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》、GB/T–7《色漆和清漆蜿蜒实验(圆柱轴)》、GB/T–《漆膜耐水性测定法》、GB/T–7《色漆和清漆耐中性盐雾功用的测定》、GB/T–9《涂料耐溶剂擦拭性测定法》(A法)和GB/T–《色漆和清漆_耐液体介质的测定》(浸泡法)测试漆膜的附出力、耐打击性、60°后光、硬度、柔韧性、耐水性、耐中性盐雾、耐溶剂擦拭性和耐酸碱性。
2了局与商议
2.1工艺解析
在水性编制中，树脂对颜色的潮湿本领比溶剂型涂料差，易浮现颜色彩配后寄放一段功夫变色的形势。其原由或者是编制内不同树脂对颜色的潮湿本领不同。
色浆投入编制后，编制内的种种树脂起头了对颜色粒子的侵夺。
颜色粒子与色浆中的树脂摆脱，与编制内潮湿性更好的树脂连接，这类情状下展色性增加，颜色变深；然则，颜色摆脱后假如絮凝，那末颜色就会变浅。
治理变色题目可采取无树脂色浆。色浆中没有树脂就不存在颜色与树脂摆脱的题目，色浆投入编制后，颜色与编制内的树脂解放筛选最好组合，编制就会对比褂讪，不易变色。
分开剂含有对颜色表面有锚定效用的非常链段或基团，无树脂研磨时由于没有水性树脂的比赛，分开剂更简单潮湿到颜色表面，同时升高了分开效率。
是以本钻研采用克己无树脂研磨色浆，它可用于通盘水性漆的临盆及调色。
值得一提的是，采用的资料一块为国产，成本较低。此外，甲醚化氨基树脂后加是为了防止研磨分开历程产生的热量或者引发其交联固化。
2.2水性丙烯酸树脂的筛选
做为首要成膜基料，水性羟基丙烯酸分开体决意了涂膜的主邀功用，固化后归纳功用优秀是最严重的筛选根据。
此外，低玻璃化变化温度的树脂较高玻璃化变化温度的树脂不易爆泡。是以，优先采用低玻璃化变化温度的水性丙烯酸树脂。
笔者选了几个不同厂家的水性丙烯酸树脂样本，遵循厂家供给的最好配方配漆制板，功用测试了局见表1。
杰晟蜀邦的JCW和拜耳的A固化后所得漆膜的归纳功用较好。
这或者是由于它们的羟值高，固化交联密度大。因杰晟蜀邦JCW是国产树脂，有显然的价钱上风，且功用与入口树脂靠近，故选之。
2.3水性氨基树脂的筛选
水性氨基烤漆罕用的水性氨基树脂是围拢型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂和围拢型部份甲醚化三聚氰胺树脂。
采用国产的围拢型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂、部份甲醚化三聚氰胺树脂和氰特的2种甲醚化三聚氰胺树脂(LF和)。
上述2种围拢型部份甲醚化三聚氰胺树脂为°C左右，而2种围拢型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂的固化温度为~°C。
用杰晟蜀邦的JCW与它们别离配漆并制板测试，了局见表2。由于部份甲醚化三聚氰胺树脂中的交联基团比高甲醚化三聚氰胺树脂中的少，有用当量小，是以最好配比在厂家供给的配比的根基上经由实践取得。
从表2也许看出，采取氰特和三木固化后涂膜的归纳功用较好。
原由是高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂分子中存在甲氧基、亚胺基、羟甲基等多个交联基团，固化后可产生对比精细的涂膜。
三木是国产产物，归纳价钱成分，终究筛选三木为固化剂。
2.4水性氨基树脂与丙烯酸树脂的配比对涂膜功用的影响
水性氨基树脂与丙烯酸树脂的配比对涂膜的功用影响很大。褂讪除水性氨基树脂和水性丙烯酸树脂之外其余组分的用量，钻研它们的配比对涂膜功用的影响，了局见表3。
当氨基树脂的比例较小时，漆膜的耐打击性、柔韧性和附出力有所升高，但硬度和耐水性变差，原由是涂膜固化不统统，交联密度较低。
跟着氨基树脂的比例增长，固化反响慢慢趋于统统，涂膜的耐水性和机器功用变优，当氨基树脂与丙烯酸树脂的品质比抵达1∶4往后，继承增长氨基树脂的用量会致使过多的氨基树脂残留在涂膜中，进而影响涂膜的附出力和耐打击性。
实践声明，水性氨基树脂与水性丙烯酸树脂的配比在1∶4左右时，漆膜归纳功用较好。
2.5不同类别的中庸剂及中庸度对水性烤漆褂讪性的影响
当前罕用的中庸剂主借使AMP-95和DMEA。DMEA和AMP-95做中庸剂时水性烤漆的褂讪性见表4。
不论用DMEA仍旧用AMP-95，水性烤漆的储备褂讪性先跟着pH的抬高而慢慢升高，在pH=8时抵达最好，往后跟着pH的抬高而大幅度下落。
解析觉得：跟着pH的抬高，分子中的羧基被胺中庸生成铵盐，升高了树脂的水溶性，有益于树脂在水中的分开；但是pH大于8时，跟着中庸水平的加大，树脂的亲水性增长，耐水性下落，在储备历程中易产生水解。
实践声明，用DMEA做中庸剂中庸至pH=8左右时，水性氨基烤漆的褂讪性较好。
2.6水性聚酯的用量
聚酯树脂的增加也许升高涂膜的后光和饱满度，但聚酯树脂的用量对涂膜的耐老化功用影响较大。
褂讪水性氨基烤漆中其余组分的品质稳固，改观聚酯树脂的用量，则水性聚酯树脂占总配方的品质分数对漆膜功用的影响见表5。
由表5也许看出，跟着聚酯树脂用量的增长，涂膜的后光先慢慢升高，而后慢慢低落。
解析其原由是：起头后光有所升高是由于聚酯树脂中的羧基和羟基能与氨基树脂产生反响，进而在分子中引入聚酯基团；但跟着聚酯树脂的参预，过多的聚酯树脂与水性烤漆产生的搀和物因水溶性不同，互相之间产生混溶性差别，况且在烘烤历程中浮现枯燥快慢的不同，致使涂膜的后光低落。
在聚酯树脂的参预量较少时耐老化性还好，这是由于聚酯树脂和氨基树脂产生交联固化，产生了褂讪而精细的涂层；但更多的聚酯树脂参预会令聚酯树脂游离在涂层中，聚酯中的酯键简单断裂，使得涂膜的耐老化功用下落。
实践声明，水性聚酯的用量为28g时，涂膜的后光最高，且耐老化功用稳固。
2.7水性氨基烤漆功用
优化后的水性氨基烤漆配方以下：
所得漆膜的功用测试了局见表6。
3结语
用宇宙产的水性丙烯酸树脂JCW、围拢型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂与克己的无溶剂水性聚酯树脂拼用，采用适合的助剂，研发出一种高功用的水性丙烯酸聚酯氨基烤漆。
此配方成本较低，所制备的烤漆功用优秀，附出力0级，60°后光95，硬度3H，可耐中性盐雾实验h。
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