论文部分内容阅读
卷材涂料独特的先预涂涂料后加工成型生产工艺,要求其涂层对基材有良好的附着力和稳定性,能满足高温快速烘烤固化和后期进行各种机械加工的性能要求。目前,综合性能优良的溶剂型聚酯占据了卷材涂料的绝对地位。但是,面对日益严峻的环保形势和全国各地VOC排污费的征收,高性能的水性卷材涂料的研究成为了涂料领域新的研究热点。水性丙烯酸树脂具有低VOC、色浅、保光保色性、安全、价格低廉等优点,是开发新型水性卷材涂料很好的研究对象。但是,常规水性丙烯酸树脂的漆膜柔韧性不足,其制备的卷材涂料不能经受深度加工。为了获得柔韧性良好的水性卷材面漆,我们探索了一种丁基缩水甘油醚(BGE)改性丙烯酸树脂水分散体的制备方法。BGE是具有活泼环氧基团的化合物,该基团能与丙烯酸的羧基基团进行接枝反应,在丙烯酸聚合物分子链上引入了具有空间位阻烷基侧链,能降低树脂黏度的同时提高漆膜的柔韧性。实验以丁基缩水甘油醚(BGE)、丙烯酸(AA)和各种常规丙烯酸酯类单体,制备了一系列丙烯酸树脂水分散体。研究表明,采用一步法聚合工艺制得的丙烯酸树脂水分散体粒径分布更窄,还能减少有机溶剂的用量,省略后期溶剂抽提的步骤。催化剂四丁基碘化铵(TBAI)的用量不仅影响BGE与羧基基团的反应程度,还影响BGE接枝到聚合物分子链中的分布状态。BGE用量的增加使聚合物分子链在保证树脂分子量相同的情况下具有更多的侧链,这些烷基侧链能提高漆膜的柔韧性和防止聚合物分子链间相互缠绕,从而降低树脂的黏度。此外,羟基含量、功能单体、丙烯酸及中和剂的用量都会对树脂的性能产生明显的影响。最后确定混合溶剂用量为单体总质量的30%,引发剂TBPB用量为3%,BGE用量为25%,催化剂TBAI用量为1%,丙烯酸用量为12%,羟基含量为2.5%,中和度为90%时,得到的丙烯酸树脂水分散体固含量为40%,黏度为2403mPa·s,树脂可获得良好水溶性和的外观状态。傅里叶红外光谱(FT-IR)分析证明丁基缩水甘油醚的环氧基团与丙烯酸的羧基基团发生了反应,合成的树脂水分散体具有丙烯酸树脂特征吸收峰。此外还采用了差示量热扫描仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、激光粒径分析仪等现代分析方法研究了丙烯酸树脂水分散体及其固化漆膜的性能。另外,利用自制的丙烯酸树脂水分散体为基料,配以颜料(钛白粉)、固化剂(氰特303氨基树脂)和各种助剂,制备出柔韧性良好的水性卷材面漆。通过对配方和工艺的不断优化改进,得出如下结论:颜料体积浓度会影响漆膜的性能,其最佳值在32%到35%间;最佳固化时间为250℃烘烤70s;酸催化剂(金氏X49-110)用量为0.8%,加入三种附着力促进剂(601-75环氧树脂、Tego 1300和ADP)、流平剂(Glide 450)和润湿分散剂(Tego 270),获得的卷材面漆漆膜有良好的柔韧性、耐溶剂擦拭性等性能,具有一定的实用价值。