低成本高性能快干醇酸樹脂涂料的制備

中國新型涂料網(wǎng)訊：
0 引言

       傳統(tǒng)的溶劑型醇酸樹脂涂料分為自干型、烘干型和揮發(fā)型，因其價格便宜、施工方便、工藝成熟，多年來被廣泛用于各行業(yè)的涂裝加工。其中自干型醇酸樹脂涂料具有漆膜光亮，豐滿度高，耐候性及附著力好等優(yōu)點。當今，隨著中國制造業(yè)的飛速發(fā)展，激烈的市場競爭環(huán)境對醇酸樹脂涂料的生產(chǎn)和使用等方面都提出了更高的要求。目前市場上提供的中低成本的自干型醇酸樹脂涂料普遍存在著失光率高，褪色快以及附著力差等缺陷。為了滿足市場需求，本研究開發(fā)了一種低成本、高保光保色性、高附著力的外用醇酸樹脂涂料，在高溫高濕環(huán)境中延長產(chǎn)品使用壽命，市場反應良好。

1.1 原材料

       C04 中油度混合醇酸樹脂，自制；大紅顏料A，杭州映山花顏料化工有限公司；大紅顏料B，杭州前進科技有限公司；各種體質(zhì)填料，杭州榮瑞工貿(mào)有限公司；CD-1 防沉降劑，浙江臨安福盛助劑有限公司；助劑，上海美經(jīng)化工材料有限公司；混合溶劑，自制。

1.2 儀器與設(shè)備

       SFJ-400 砂磨、分散、攪拌多用機，上�，F(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)股份有限公司；WGG60-Y4 光澤度計，科仕佳光電儀器有限公司；刮板細度計，上�，F(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)股份有限公司；QTG-A 框式濕膜制備器，天津精科儀器有限公司；LND-1 涂4 黏度計，天津精科儀器有限公司；QWH 漆膜無印痕試驗器，天津精科儀器有限公司；QZP 黑白格遮蓋力測試板，天津科信試驗機廠；QBY-11 數(shù)顯擺桿硬度計，天津精科儀器有限公司。

1.3 基本配方

       通過對各原材料的選擇，確定了涂料的基本配方，見表1。

涂料的基本配方

1.4 制備工藝

1.4.1 色漆的制備

       將C04 中油度混合醇酸樹脂、分散劑和部分混合溶劑低速充分攪拌均勻，在500 r/min 轉(zhuǎn)速下投入CD-1 防沉降劑，攪拌均勻后，高速（2 000 r/min）攪拌10 min，然后降速，緩慢加入大紅顏料A、B 和填料，以及部分助劑和混合溶劑，在600 r/min 的轉(zhuǎn)速下攪拌均勻，再開高速至2 000 r/min 攪拌分散至細度達到30 μm，加入剩余溶劑和助劑至黏度合格，過濾，靜置24 h。

1.4.2 漆膜的制備

       先用500# 砂紙打磨，然后用無水乙醇將馬口鐵片表面擦拭干凈，備用。將配制好的色漆與混合溶劑按7∶1 的比例兌稀，靜置30 min，按GB/T 1727—1992 中的噴涂法在馬口鐵板上制備漆膜，在25℃，濕度55% 的環(huán)境下自然干燥168 h。

1.5 涂料性能指標

       涂料的性能指標見表2，漆膜老化試驗數(shù)據(jù)見表3。

涂料的性能指標

漆膜老化試驗數(shù)據(jù)

2.1 基料樹脂的選擇

       醇酸樹脂是涂料的主要成膜物質(zhì)，自干型醇酸樹脂是由干性油與多元醇和多元酸反應而成。通過添加催干劑氧化干燥。影響其性能的因素有油度、酸價、固體含量以及黏度。在傳統(tǒng)的自干型醇酸樹脂涂料中，以中長油度樹脂為基料，表干時間4~6 h，實干時間22~24 h ；以短油度樹脂為基料，表干時間2~3 h，實干時間18~20 h。油度越短，漆膜干燥時間越短，但是存在的缺點是穩(wěn)定性和耐候性下降，達不到客戶的要求。油度對醇酸樹脂涂料的性能影響見表4。

油度對醇酸樹脂涂料性能的影響

       由表4 可見：油度40% 的醇酸樹脂對色漆的原始光澤、保光保色性、泛黃性及玻璃化溫度最好，但穩(wěn)定性最差；油度55% 的醇酸樹脂穩(wěn)定性最好，但在光澤及保光保色性等方面較差；而油度50% 的醇酸樹脂在干燥性及戶外耐久性和耐水性等方面最好，其他性能居中。

       本研究通過大量實驗比較，采用一步法自行合成了一種中油度醇酸樹脂，添加了適量的改性高光樹脂，制得了快干型外用醇酸樹脂涂料。改性高光樹脂在醇酸樹脂中的加量要適宜，加量過大，漆膜柔韌性下降；其加量過小，漆膜光澤下降。經(jīng)過大量實驗，選擇了最合適的比例，具體結(jié)果見表5。最終實驗得到漆膜的表干時間為20~40 min，2~4 h 后不粘包裝薄膜，極大地提高了漆膜的干燥速率，同時，附著力、耐候性以及保光性良好。

醇酸樹脂與改性高光樹脂配比對光澤的影響

2.2 顏料的選擇

       目前用于色漆生產(chǎn)的顏料品種繁多，著色顏料是其中品種最多的一類。它的主要作用是遮蓋被涂物表面，并使其呈現(xiàn)鮮艷的色彩，同時也能提高漆膜的耐久性、耐候性和機械強度。因此，顏料除了要不溶于水、油和溶劑外，其顏色要鮮艷純正，在物理性能方面要具有良好的遮蓋力和著色力，且對光、熱穩(wěn)定及突出的保色性。針對市場上醇酸類大紅色漆的價格高，且不耐日曬、褪色快的現(xiàn)狀，本研究選擇了價格適中的偶氮系不溶性大紅顏料，它是一種色牢度較好的紅色顏料，其耐酸、耐堿、耐光6~7 級，再配以適量的永固紅顏料，提高其遮蓋力、鮮艷飽和度以及色牢度，實驗顯示漆膜褪色慢，色牢度明顯提高。

2.3 填料的選擇

      填料用于色漆能降低成本。體輕的填料懸浮性好，可防止比重大的顏料沉淀；質(zhì)地細膩的填料可改善涂膜的流平性和打磨性。本研究選取了幾種填料按最佳比例配合使用，增加漆膜厚度，提高耐磨性和耐久性，同時大大降低了成本。具體結(jié)果見表6。

填料配比的影響

       由表6 可見：當填料質(zhì)量比為2.5∶1 時，成本最低，同時懸浮性較好，與參照物對比，成本下降明顯，同時性能無下降。

2.4 產(chǎn)品環(huán)保性

       隨著如今社會高速發(fā)展，人們對環(huán)保和人體健康不斷關(guān)注，對涂料的環(huán)保性也提出了更高的要求。按修訂后的GB 18581—2009 標準，本涂料產(chǎn)品的VOC含量為450 g/L，低于500 g/L 的標準。同時，本涂料的混合溶劑以醋酸甲酯替代二甲苯，其中不含苯類溶劑，所以在環(huán)保性和節(jié)能減排上具有同類涂料產(chǎn)品所沒有的優(yōu)勢。

       本研究采用自制的中油度醇酸樹脂為基料，選用價格適中的偶氮系大紅粉，添加少量永固紅和適量的填料，制備的醇酸樹脂涂料大大降低了配方成本，極大地提高了漆膜干燥性，并且提高了漆膜的綜合性能，滿足了市場的需求。