苯甲酸改性水性醇酸树脂及氨基烤漆的制备
0 引言
近年来,随着民众的环保意识增强和各国环保法规的日渐严格,降低涂料中的VOC含量已成为涂料研究的重点。醇酸树脂具有优异的耐候性、柔韧性和涂刷性,且硬度和光泽都比较好,广泛应用于大型管道、车辆、钢结构、铁道及建筑等的装饰及轻防腐领域。在涂料水性化的大背景下,氧化干燥型的水性醇酸树脂实干慢、易黄变、丰满度和耐水性差的弱点,使其在应用方面受到限制。
如果在烘烤情况下,水性醇酸树脂分子上的羟基、羧基与水性氨基树脂分子上的羟甲基、烷氧基进行缩合反应,固化后的漆膜比氧化干燥形成的水性醇酸树脂漆膜具有更高的硬度,耐候性及耐化学品性也有大幅度提升。
醇酸树脂的水性化是在醇酸树脂中引入羧基,用胺中和后形成盐类化合物,再加入一定量的助溶剂,制备成水性醇酸树脂。常规的水性醇酸氨基烤漆中的水性醇酸树脂用间苯二甲酸制备,但由于间苯二甲酸的反应需要较高温度,在反应过程中需要提供足够高的醇超量,所以使制备的树脂透明度变差,从而导致氨基烤漆的光泽较低,提高光泽的方法如果是在烘烤氧化交联时提高氨基树脂的比例,那样成本就会有大幅度的升高。
本文用豆油酸合成水性醇酸树脂,在提高醇酸树脂油度的同时,引入苯甲酸,使树脂分子链上有大量刚性基团,用以提高水性醇酸树脂的干性,之后用该树脂和水性氨基树脂在160 ℃烘烤30 min,制备了性能优异的高光泽水性醇酸氨基烤漆。此外,本文还对影响树脂、漆膜的因素进行了分析总结。
1 试验部分
1.1 原材料及仪器设备
豆油酸(碘值120 ~ 140 g)、苯甲酸(陕西振凯)、三羟甲基丙烷(艾科试剂)、间苯二甲酸(南京华虹化工)、偏苯三酸酐(山东维艾恩)、钛酸丁酯(南京优普化工)、二甲苯(河南利得源化工)、乙二醇单丁醚(汉克化工)、丙二醇单甲醚(汉克化工)、三乙胺(河北石家庄金纳化工)、水性氨基树脂(鸿昶新材料)、钛白粉R-2196(无锡豪浦)、炭黑C611(天津亿博瑞)、BYK-346(毕克化学)、AMP-95中和剂(陶氏化学)、810(迪高)、1010(海明斯)。
加热套(西安予辉)、搅拌器(上海标本模型)、三口烧瓶、冷凝管、温度计、真空泵(郑州杜甫仪器)、振荡机、高速分散机(上海现代环境工程技术)、碱式滴定管、烘箱(西安予辉)。
1.2 苯甲酸改性水性醇酸树脂的制备
将豆油酸、苯甲酸、间苯二甲酸、三羟甲基丙烷、....
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