高性能丙烯酸氨基烤漆的研制

上海涂料SHANGHAICOATINGS第54卷第3期2016年5月Vol.54No.3May.2016StudyontheApplicationofARSPolymerProtectingandDecoratingMortarintheExternalThermalInsulationSystemXueLiming（AnhuiProvinceBuildingScienceResearchandDesignInstiute，HefeiAnhui，230001，China）Abstract：Apolymerprotectinganddecoratingmortar（ARSmortarforshort）wasdeveloped.TheARSmortarwascomposedoffilmformingmaterial，pigmentsandfillers，functionalfiber，dispersionmediumandadditives.Theproblemssuchasdry，constructionanddecorationetc.ofARSmortarweresolvedbycombinationbetweenordinarypolyacrylateemulsionandelasticoneandthroughformulaadjustion.TheapplicationofARSmortarintheexternalthermalinsulationsystemanditspracticaleffectwereintroduced.KeyWords：polymerprotectinganddecoratingmortar；externalthermalinsulationsystem；application高性能丙烯酸氨基烤漆的研制甘遵云，杨鹏飞，张福云，岳文慧（西北永新涂料有限公司，甘肃兰州730046）摘要：制备了一种高性能丙烯酸氨基烤漆。经研究，在体系中使用苯乙烯改性丙烯酸树脂，可有效提高丙烯酸氨基烤漆漆膜的耐水性、耐溶剂擦拭性和硬度。同时，引入功能单体丙烯酸-β-羟丙酯合成丙烯酸树脂，进一步提高丙烯酸氨基烤漆漆膜的交联度，使产品的耐候性、耐溶剂性、耐冲击性及光泽等均得到很大改善。关键词：丙烯酸氨基烤漆；苯乙烯；丙烯酸-β-羟丙酯；交联度中图分类号：TQ630.7文献标识码：A文章编号：1009-1696（2016）03-0019-03［收稿日期］2015-12-17［作者简介］甘遵云（1986—），男，大学本科，助理工程师，主要从事工业涂料、防腐涂料的研发和技术服务工作。0引言丙烯酸氨基烤漆具有优良的保光性、耐候性、硬度及附着力，且漆膜的丰满度较好，因而广泛应用于汽车、仪器仪表等领域。然而，一些特殊行业对丙烯酸氨基烤漆的性能要求更高，对产品的耐水性、耐溶剂擦拭性、耐汽油性等均有明确要求，普通的丙烯酸氨基烤漆一般达不到这样高标准的要求。因此，研制一种高性能的丙烯酸氨基烤漆不仅对这些特殊行业的发展会起到一些促进作用，而且对于涂料涂装行业的发展也具有重大意义。1试验部分1.1原材料苯乙烯（St），工业级，齐鲁石化；丙烯酸（AA），工业级，兰州石化公司；丙烯酸-β-羟丙酯（HPA），济南汇丰达化工有限公司；丙烯酸丁酯（BA），工业级，齐鲁石化；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业级，齐鲁石化；过氧化二苯甲酰（BPO），分析纯，兰州助剂厂；582-2氨基树脂，济宁华凯树脂有限公司；丁醇，工业级，齐鲁石化；二甲苯，工业级，齐鲁石化；乙二醇丁醚（BCS），工业级，上海焦化有限公司；润工艺·设备TechnologyandEquipmentChaoXing上海涂料20第54卷湿分散剂BYK-163、流平剂BYK-300，BYK公司；消泡剂5500，海名斯公司；酞菁蓝、中铬黄，江苏双乐化工颜料有限公司；钛白粉，中核钛白；氧化铁红，朗盛上海颜料有限公司；炭黑，上海焦化有限公司。1.2丙烯酸树脂的合成在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶中加入80％的二甲苯、乙二醇丁醚和全部的丁醇，开动搅拌并加热；待升温至80℃时，开始滴加全部单体及2/3的引发剂，3~4h滴加完毕；滴加结束后反应1h，然后将剩余的二甲苯、乙二醇丁醚及引发剂均匀混合，继续滴加1~1.5h，滴加完毕保温2~3h，检测酸值合格后，出料。丙烯酸树脂的配方见表1。表1丙烯酸树脂的配方Table1Theformulaofacrylicresin原材料w/％原材料w/％二甲苯22.0~22.5丙烯酸-β-羟丙酯5.0~5.5乙二醇丁醚7.8~8.2BPO0.7~1.0丁醇13.0~13.5丙烯酸1.5~2.0苯乙烯28.2~28.6甲基丙烯酸甲酯2.0~2.5丙烯酸丁酯17.5~18.01.3丙烯酸树脂的性能对合成的丙烯酸树脂的各项性能进行检测，结果见表2。表2丙烯酸树脂的性能检测结果Table2Theperformancetestresultsofacrylicresin检测项目检测结果固含量/％59.21酸值/（mgKOH·g-1）6.9黏度（格式管，25℃）/s111.4丙烯酸氨基烤漆的制备将上述合成的丙烯酸树脂按照配方（表3）制备丙烯酸氨基烤漆。先加入原材料1~7进行研磨分散，待细度合格后，添加原材料8~13，继续分散均匀即可。1.5丙烯酸氨基烤漆的性能将制得的丙烯酸氨基烤漆按照规定制备样板，漆膜于120℃下烘烤1h。然后按照GB/T25264—2010的要求检测漆膜的各项性能，同时，考察漆膜的耐溶剂（香蕉水）擦拭性和贮存稳定性。检测结果见表4。表3丙烯酸氨基烤漆的配方Table3Theformulaofacrylicaminobakingpaint序号原材料m/g1丙烯酸树脂45~502分散剂BYK-1630.5~1.03钛白粉1.8~2.04中铬黄14~165氧化铁红3.3~3.56酞菁蓝0.6~0.77炭黑0.4~0.58582-2氨基树脂16~249消泡剂55000.1~0.310流平剂BYK-3000.1~0.311增塑剂1.5~2.512丁醇适量13二甲苯适量表4丙烯酸氨基烤漆的性能检测结果Table4Theperformancetestresultsofacrylicaminobakingpaint检测项目性能指标检测结果在容器中状态无硬块，呈均匀状态符合细度/μm≤2020耐弯曲性/mm21划格附着力/级≤11耐冲击性/cm5050铅笔硬度（擦伤）≥HH光泽≥9093耐汽油性［符合SH0004—1990（1998）的溶剂油，3h］不发软、不发黏、不起泡符合耐水性24h，不起泡、不脱落，允许轻微变色96h耐溶剂（香蕉水）擦拭性不失光、不变色、不脱落符合常温贮存性（90d）不浮色、不分层、无沉淀符合热贮存性（50℃，30d）不浮色、不分层、无沉淀符合2结果与讨论2.1丙烯酸树脂酸值的影响一般来说，树脂酸值越大，对金属底材的附着力越强，对颜料的润湿分散性越好，烤漆的交联度越大，但其贮存稳定性就越差。通过试验可知，将丙烯酸树脂的酸值控制在8mgKOH/g以内，体系的性能最佳。工艺·设备TechnologyandEquipmentChaoXing第3期212.2丙烯酸树脂中羟基含量的影响羟基是丙烯酸树脂侧链上用作后期交联的活性官能团，一般情况下，羟基丙烯酸树脂中所含羟基的主要作用是增大树脂的极性，改善漆膜的附着力和润湿分散性。羟基含量的多少对涂料的交联密度影响很大，羟基含量高，则涂料交联密度大，漆膜的耐化学品性、机械性能均好，反之则差。通过试验研究可知，当羟值控制在5mgKOH/g以内时，体系的各项性能达到最佳值。2.3丙烯酸树脂与582-2氨基树脂配比的影响丙烯酸树脂与582-2氨基树脂间的配比对产品的各项性能有至关重要的影响。交联不足，产品的硬度、耐溶剂擦拭性等均达不到要求；交联过度，则产品的耐冲击性、耐水性达不到要求。通过试验发现：当m（丙烯酸树脂）/m（582-2氨基树脂）在2.3~2.5之间时，产品的耐水性最好，达到96h；此时用香蕉水对漆膜进行擦拭试验发现，漆膜无失光、变色现象，外观依然保持良好。具体的试验结果见图1、图2。3结语（1）在丙烯酸树脂体系中引入苯乙烯、丙烯酸-β-羟丙酯等单体，可有效提高丙烯酸氨基烤漆的综合性能，满足特殊领域对漆膜耐水性及耐溶剂擦拭性的要求。（2）丙烯酸树脂与582-2氨基树脂的配比对产品的综合性能有重要影响。通过多次试验发现：将其质量比控制在2.3~2.5之间，产品的综合性能良好，且生产工艺也较易控制。DevelopmentofAcrylicAminoBakingPaintwithHighPerformanceGanZunyun，YangPengfei，ZhangFuyun，YueWenhui（NorthwestYongxinPaint&CoatingsCo.，Ltd.，LanzhouGansu，730046，China）Abstract：Anacrylicaminobakingpaintwithhighperformancewasprepared.Bytheresearch，usingstyrenemodifiedacrylicresininthesystemcouldeffectivelyimprovethewaterresistance，thewipingresistancetosolventandthehardnessoffilm.Meanwhile，introductionoffunctionalmonomerhydroxypropylacrylatetopreparetheacrylicresincouldfurtherincreasethecrosslinkingdegreeofacrylicaminobakingpaintfilm，whichcouldalsogreatlyimprovetheperformancesofproduct，suchasweatherresistance，solventresistance，impactresistanceandglossetc.KeyWords：acrylicaminobakingpaint；styrene；hydroxypropylacrylate；crosslinkingdegree甘遵云，等：高性能丙烯酸氨基烤漆的研制工艺·设备TechnologyandEquipment图1丙烯酸树脂/582-2氨基树脂不同配比对产品耐水性的影响Figure1Theinfluenceofdifferentratioofacrylicresinand582-2aminoresinonthewaterresistanceoftheproduct2.22.42.62.8图2丙烯酸树脂/582-2氨基树脂不同配比对产品耐溶剂擦拭性的影响Figure2Theinfluenceofdifferentratioofacrylicresinand582-2aminoresinonthewipingresistancetosolventoftheproductChaoXing