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水性聚酯卷材涂料的研制与开发,介绍了水性聚酯卷材涂料的研制与开发,对原材料的选择、色漆的基础配方及生产工艺进行了讨论,中国建材网,cnprofit.com
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水性聚酯卷材涂料的研制与开发,介绍了水性聚酯卷材涂料的研制与开发,对原材料的选择、色漆的基础配方及生产工艺进行了讨论
2019年09月26日    阅读量:2294    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

0 前言

随着各国环保法规对VOC 的限制及人们对环境和健康意识的增强,研究、开发水性涂料已经成为各国研究的重点和热点。本文研制的水性聚酯卷材涂料是涂布在连续的金属薄板上、固化成膜,达到规定物理机械性能的一种涂料。


它有利于减少印铁、机床、汽车等工业领域在施工过程中对环境的污染及有利于施工人员的健康,且在漆膜的丰满度、硬度、耐磨性、光泽度、耐化学品性等物理化学性能方面不逊于溶剂型品种中国建材网cnprofit.com


1 试验部分

1.1 原材料

新戊二醇、甲基丙二醇、月桂酸、己二酸、二甲酸、六氢苯酐、CADURE-10、苯甲酸、1,6- 己二醇、水性消泡剂、湿润分散剂、流变助剂、DMAE 胺(N,N 二甲基乙醇胺)中和剂、流平剂、促进剂、钛白粉,以上原料均为进口。苯酐(哈尔滨)、427 水性氨基树脂(自制)、丁醇、乙二醇单丁醚、去离子水(自制)。


1.2 性能检测

粘度测定按GB/T 9751—88;固体含量测定按GB/T 1725—79;铅笔硬度测定按GB/T 6739—1996;光泽测定按GB/T 9745—88;耐MEK 测定按ECCA—T12;划格附着力测定按GB/T 9286—88;耐冲击性测定按ECCA—T5;T 弯测定按ECCA—T12。


1.3 水性聚酯卷材涂料的制备

1.3.1 水性聚酯树脂的合成

将新戊二醇、甲基丙二醇、月桂酸、己二酸、二甲酸、六氢苯酐、CADURE-10、苯甲酸、1,6-己二醇等多元酸和多元醇依次按配方量加入带有温度计、搅拌器和冷凝器装置的反应釜中,缓慢升温至物料融化,开始搅拌,控制物料升温速度,使反应缓慢进行,最终温度控制在(230±5)℃,保温至酸价达50~70 mgKOH/g;降温至80℃以下,加入配方量的乙二醇单丁醚、丁醇;降温至50℃以下,用DMAE 胺中和剂中和,充分搅拌后,用去离子水稀释,过滤,备用。


1.3.2 水性聚酯卷材涂料的制备

水性聚酯卷材涂料的配方见表1。

水性聚酯卷材涂料的研制与开发,介绍了水性聚酯卷材涂料的研制与开发,对原材料的选择、色漆的基础配方及生产工艺进行了讨论 中国建材网,cnprofit.com

将配方量的钛白粉、湿润分散剂等原料加入一容器内,充分搅拌,然后通过砂磨机研磨至细度达到10 μm以下,制成漆浆,再将剩余树脂及助剂等依次加入漆浆中,充分搅拌,粘度合格后,过滤、包装。


2 结果与讨论

2.1 性能指标

2.1.1 树脂的技术指标

(1) 外观:水白色透明粘稠液;

(2) 固体分:(50±2)%;

(3) pH 值:6.5~7;

(4) 水溶性:无限稀释后不乳光。


2.1.2 色漆的技术指标

(1) 漆膜外观:平整光滑;

(2) 固体分:(50±2)%;

(3) 烘烤条件:180℃,10 min;

(4) 细度:≤ 10 μm;

(5) 光泽:≥ 90;

(6) 硬度:2H;

(7) T 弯:0;

(8) 耐蒸煮(140℃,0.5 h):通过;

(9) 耐溶剂(MEK):> 110 次;

(10) 耐摩擦(500 g):425 次;

(11) 重涂性:通过。



2.2 消泡剂的选择

由于水的表面张力大,水性涂料比一般的溶剂型涂料更易产生气泡。气泡通常是由液- 气交界处的活性成分所形成。这些表面活性分子层通常以分散的气泡形态稳定,不易被破坏。在施工过程中会带入气泡,对于较粗糙的基材表面也容易产生气泡,这些因素都必须在选择消泡剂时加以考虑。通过大量的对比试验,最终选用了Nalco65-769。


2.3 胺中和剂的选择

胺中和剂对水性树脂的性能影响很大,主要表现在水的溶解性及其粘度和漆的稳定性上。通过试验及对比,最终选用了DMAE 胺中和剂,其优点为用量少、无味、无毒、价格便宜等。


2.4 水性聚酯与水性氨基树脂的选择

水性聚酯分为线型和支链型两种。通常线型水性聚酯在与水性氨基树脂交联固化时形成线型结构,制成的涂膜柔韧性好,但比支链型聚酯固化形成的涂膜的硬度低。由于卷材涂料要求水性聚酯除了能在高温下与水性氨基树脂在一定的时间内交联,还要求涂膜有一定的加工成型性,即有一定的弹性,所以一般选用相对分子质量在3 000~7 000 的线性树脂。自制的水性聚酯树脂与水性氨基树脂在一定温度下固化后涂膜具有高柔韧性及对金属底材有良好的附着力,高温烘烤稳定性、耐化学品性、耐候性好,其性能指标达到国际同类产品的水平,而价格较低。


2.5 湿润分散剂的选择

湿润分散剂通过降低颜料粒子与树脂的界面张力,使颜料粒子能够快速、完全被湿润,并使颜料分散体系稳定。另外,它们对涂料的流变性能有明显的影响,是十分有效的表面助剂。通过筛选,最终选用了BYK-346,它是聚醚改性的二甲基聚硅氧烷液,在水性工业涂料中,可以有效地降低表面张力而获得优良的湿润效果。在调漆后加入,一般添加量为0.1%~1.0%,当含有占配方总量的3%~7% 的助溶剂时,可获得最佳的湿润效果,且在pH 为4~10 的体系中具有优良的长期稳定性。


3 结语

水性聚酯卷材涂料的开发和研制关键取决于原材料的选用,采用高反应活性的水性聚酯树脂和水性氨基树脂,可以制备出既环保又节能的高性能水性聚酯卷材涂料,从而大幅度推进水性涂料的使用和发展。随着人们环保和健康意识的增强,水性涂料必将以其安全、无毒、低VOC 等特点而逐步取代溶剂型涂料,具有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。


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