水性丙烯酸玻璃烤漆的研制

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随经济的发展,玻璃在各种领域有着广泛的应用,如灯饰、化妆品瓶、酒瓶、食品用玻璃瓶等。人们对玻璃制品的涂装保护与装饰要求也越来越多,然而传统溶剂型玻璃烤漆涂装VOC含量极大,水可稀释性树脂也含有一定溶剂。随着人们环保意识的提升和环保法律法规的健全,以水做溶剂的水性乳液或水性分散体在玻璃烤漆上的应用是今后的发展趋势。本文选择了几支水性丙烯酸分散体,根据市场对水性酒瓶漆耐水性、耐醇性、耐水煮性等要求,考察了基体树脂、交联剂种类及配比、各类助剂的选择等对性能的影响。1、试验1.1主要原材料水性丙烯酸分散体B(国隆化工)、B(国隆化工)、B(国隆化工),氨基树脂CYMEL-、CYMEL-(长新化学),偶联剂KH-(江西晨光),PH调节剂(DMEA试剂),DPNB(陶氏化学),消泡剂FM-(国隆化工),乙二醇丁醚(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。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。2)制备工艺:将消泡剂、助溶剂DPNB加入水性丙烯酸树脂中搅拌均匀,加入DMEA调节PH为8~9后,加入氨基树脂继续搅拌均匀后,再加入偶联剂混合均匀,制得成品。3)烘干条件~℃,30min。2、结果及讨论2.1树脂的选择目前市面上对于酒瓶漆的性能要求主要集中在耐高度酒浸泡、耐水浸泡、耐水煮性三个方面。具体测试方法为先划格,后水煮或浸泡,拿出后立即手扣不掉漆。根据客户要求不同,耐水煮一般为30-60min,耐常温水浸泡2h,耐高度酒浸泡2h。(注:高度酒为市售62度衡水老白干)本文就此要求对三支水性丙烯酸分散体进行测试。性能见表2。由表2可知,B的耐水煮性能较差,耐高度酒性能略好;B耐水煮性能最好,耐高度酒性略差;B各项性能基本达到要求,耐高度酒性能较为突出。2.2氨基的选择本文采用甲醚化三聚氰胺甲醛树脂作为交联剂,但由于异丁醇溶剂的存在,出于对VOC的考虑,选取了CYMEL-、CYMEL-分别进行评估。实验采用三种不同水性丙烯酸分散体作为主体树脂进行实验,结果表明,虽然CYMEL-的VOC降低了,但是漆膜的耐醇性也随之下降。2.3水性丙烯酸分散体与氨基树脂的配比本文采用CYMEL-作为交联剂,含有亚氨基、甲氧基、羟甲基等多个交联基团,固化后漆膜硬度高,耐水性,耐醇性好。树脂与氨基的配比影响交联密度进而影响性能。本文就不同配比进行了性能测试,见表3。由表3可以看出随着氨基加量增多耐醇性变化较为明显,可根据实际需求和VOC的限制选取合适的氨基加量。2.4消泡剂的选择在水性玻璃烤漆体系中,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。2.5助溶剂的选择在水性玻璃烤漆体系,助溶剂必不可少。助溶剂可以提高树脂与氨基的相容性;增加挥发梯度,减少针孔的出现;降低水的表面张力,改善与底材的润湿性。助溶剂一般为亲水性醇醚类溶剂。实验结果表明,个别高沸点溶剂加入容易造成乳液增稠,低沸点溶剂例如乙二醇丁醚效果较好,可拼加使用。3、结论在不同水性丙烯酸分散体、氨基及其配比、消泡剂、助溶剂的种类和用量条件下,对漆膜耐水煮性、耐醇性、耐水性影响进行讨论,结合水性分玻璃烤漆安全环保,低VOC排放,符合大环境下可持续发展的要求。本文发现采用B配合CYMEL-质量比在3.5:1条件下,选用FM-作为消泡剂,DPNB及乙二醇丁醚作为助溶剂,漆膜具有较好的光亮度及丰满度,并且具有优异的耐水性、耐醇性、耐水煮性。

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