如何提高水性丙烯酸烤漆耐丁酮擦拭性能

摘要采用水性丙烯酸乳液作为基料,与水溶性甲醚化氨基树脂、各种助剂等配置成水性烤漆。讨论了乳液与氨基不同配比,不同烘烤条件,不同酸催化剂的选择搭配。引言目前在我国的水性烤漆体系中,水可稀释型烤漆仍然占大多数。究其原因,同样的价格梯度下,水乳型烤漆的某些性能与水可稀释性烤漆相比而言有一定差距,包括漆膜烘烤过程起泡情况以及干膜的耐溶剂(如MEK)等性能。此外,客户的现有的生产流水线大部分大部分为℃-℃,而市面上高性能水性烤漆需要满足-℃的烘烤条件。无形中增加了生产商的投资和能耗。随着环保要求的提高,水乳型烤漆是大势所趋,而酸催化剂的加入也为烘烤条件提供了一定的调整空间。

试验

1.1主要原材料

水性丙烯酸乳液B(国隆化工),氨基树脂CYMEL-、CYMEL-LF(长新公司),酸催化剂CYCATVXK、CYCAT-9(氰特),对甲苯磺酸(试剂),PH调节剂(DMEA试剂),DPNB(陶氏化学),消泡剂FM-(国隆化工),润湿剂WT-(国隆化工),乙醇(试剂)。1.2仪器和设备天平BSAS,赛多利斯科学仪器有限公司;分散机SFJ-,上海现代环境工程技术股份有限公司;烘箱DHG-A,广州标格达实验室仪器用品有限公司;膜厚仪QNIX,德国尼克斯。1.3涂料配方设计及制板1.3.1配方设计1)玻璃漆配方设计见表1。表1配方设计2)制备工艺:将消泡剂、润湿剂加入水性丙烯酸乳液中搅拌均匀,加入DMEA调节PH为8~9后,加入氨基树脂继续搅拌均匀后,再加入酸催化剂混合均匀,制得成品。

3)烘干条件-℃,1-3min。

结果及讨论

1.1氨基的选择

本文就两种不同氨基树脂进行实验。由于CYMEL-LF与水的相容性比CYMEL-差,乳液与氨基树脂CYMEL-LF配合时相容性也较差,可根据HLB值选择一款合适润湿剂进行改善。而CYMEL-与乳液相容性较好,不会造成乳液增稠,以及混容差等情况。故而选取CYMEL-进行以下实验。1.2酸催化剂的选择选择三种酸催化剂进行实验。其中CYCAT-9为磷酸改性催化剂,CYCATVXK为胺封闭的对甲苯磺酸催化剂,还有自制40%对甲苯磺酸。实验发现未封闭型酸催化剂例如CYCAT-9、CYCATVXK直接加入体系中,会引起乳液破乳。可提前用低沸点的碱性中和剂调节PH至7~8,再加入到体系中,避免乳液的破乳。实验了加入不同酸催化剂的漆膜耐MEK擦拭的情况,膜厚在10um左右。结果见表2。

表2不同酸催化剂漆膜耐MEK擦拭次数

由实验结果可知,三种酸催化剂在两种烘烤条件下性能相近,但由于未封闭型酸催干剂在该体系使用容易引起破乳,故封闭型酸催干剂CYCATVXK较为合适。1.3烘烤条件以及催化剂用量的选择烘烤条件和酸催化剂的用量都会影响最终性能。随催化剂用量增加,烘烤温度和时长会降低,但其他性能也有可能受到影响例如韧性、附着力、耐性等。

表3不同烘烤调条件及催化剂用量下漆膜耐MEK擦拭次数

由表3可知随时间的延长,耐性变好,而1%酸加量略低。综合能耗及各方面要求,烘烤条件为℃*1min,3%的CYCATVXK的加量性能较好。1.4消泡剂的选择在水性烤漆体系中,漆膜容易产生气泡、缩孔等问题。由于水的表面张力大,与水可稀释性丙烯酸树脂相比,水性丙烯酸分散体更难消泡。经测试FM-消泡性最好且漆膜未有明显缩孔等问题。

结论

对不同氨基、酸催化剂用量及种类、烘烤条件、消泡剂进行测试,结合漆膜外观、耐MEK性能、能耗等方面综合考虑,顺应当下大环境对水性烤漆安全环保,低VOC排放的趋势。本文发现采用B配合CYMEL-,选用FM-作为消泡剂,烘烤条件为℃*1min,添加3%的封闭型酸催化剂CYCATVXK,漆膜具有较好的光亮度及丰满度,并且具有优异的耐MEK性能。国隆



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