水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备
苍会升,温义丽,毕东东,于清章 (沈阳派尔化学有限公司,沈阳 110020)
0 前 言
丙烯酸聚氨酯涂料一直是涂料行业中应用为 广泛的涂料品种之一。但是传统的溶剂型丙烯酸聚氨 酯涂料含有大量的有机溶剂,在使用过程中会对环境 造成污染。近年来,随着国家对环境保护的高度重视 和人们对环保意识的提升,为了减少对环境的污染, 降低VOC排放,溶剂型丙烯酸聚氨酯涂料的应用受到 了极大的限制。水性涂料作为一种对环境无污染的绿 色涂料,近年来得到了快速的发展。但水性涂料涂膜耐水性不好,机械强度总体不如溶剂型涂料。水性羟 基丙烯酸树脂具有良好的耐寒性、弹性以及软硬度受 温度影响较小等优点,在涂料、胶黏剂和油墨领域得 到广泛应用。 水性丙烯酸聚氨酯涂料的研究已经成为涂料领 域研究的热点之一。本文筛选出来的两种不同的水性 羟基丙烯酸乳液和两种不同的水性羟基丙烯酸分散 体,是经过实验及论证而具有工业化生产前景的优秀 树脂。比较4种不同水性丙烯酸羟基树脂对涂膜性能的影响,以求寻找一种性能优良,适合工业化生产的 水性羟基丙烯酸树脂。 本实验是把筛选出的4种不同水性丙烯酸羟基树 脂A、 B、 C、 D,将其应用到水性丙烯酸聚氨酯涂料中, 通过对比4种水性羟基丙烯酸树脂涂料的各项物理和 化学性能,来研制一种性能优良的水性丙烯酸聚氨酯 涂料。
1 实验部分
1.1 实验用仪器与原料 1.1.1 实验用仪器 ESJ205-4型电子天平、TT210型测厚仪、SFJ400型 砂磨分散仪、QCJ型涂膜冲击器、QTY-32型弯曲试验 仪、MY-XD-767A型氙灯耐气候试验箱、HFY-6090型 人工促进盐雾机、QBB型涂料比重杯等。
1.1.2 实验用原材料 水性丙烯酸树脂:德国Alberdingk Boley公司、北 京阳光汇德、高明同德化工、上海宝卓化工;去离子 水:自产;润湿剂、分散剂、消泡剂:德国迪高;流变剂: 毕克;助溶剂、pH值调节剂:国产;基材润湿剂、增稠 剂:毕克;氧化铁红:拜耳;磷酸铝、硫酸钡:国产。
1.2 水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备 针对这4种不同水性羟基丙烯酸树脂,设计不同 的优配方,测试使用4种水性羟基丙烯酸树脂制备 涂料的生产工艺及涂膜的各项性能, 4种配方中水性 羟基丙烯酸树脂和填料、颜料、助剂的比例都应为经 过大量实验确定的佳比例。
1.2.1 基本配方 具体基本配方见表1。
固化剂:固化剂为4种水性羟基树脂配套固化剂。
1.2.2 制备工艺
将水性丙烯酸羟基树脂、润湿剂、分散剂、消泡剂 和去离子水预混,搅拌均匀。在搅拌条件下加入颜料 和填料,进行研磨。 细度达到30 μm后按配方中比例,在缓慢搅拌条 件下加入剩余助剂。其中根据涂料pH值调节加入pH 值调节剂,使涂料pH值为偏碱性。
1.3 涂膜的制备
涂膜按照GB/T 1727—1992标准制备,恒温实验 室静置养护7 d。
1.4 水性丙烯酸聚氨酯涂料标准性能与实验数据对比
1.4.1 水性丙烯酸聚氨酯涂料技术指标(见表2)
1.4.2 4种涂料涂膜性能比较(见表3)
2 结果与讨论