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影响水溶性醇酸树脂性能的各种因素

2019-03-25

  摘要:通过一系列对比实验,讨论了中和剂、助溶剂、树脂酸值对水溶性醇酸树脂水溶性及涂膜性能的影响,并讨论了其改性方法及其在工业领域中的应用,指出了水溶性醇酸树脂的发展趋势。

  醇酸树脂是传统涂料用树脂,具有优良的耐久性、光泽、保光保色性、硬度、柔韧性,极好的涂刷性,因此在溶剂型涂料中占有极为重要的位置和极大的份额。随着全球石油产品价格暴涨及各国环保法规日趋严格,涂料生产厂与涂料用户对涂料的原料成本及成品涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量尤为重视[1],水溶性醇酸涂料被提上了议事日程。水溶性醇酸涂料以水为溶剂,使成膜物质均匀地分散或溶解在水中,具有如下特点:(1)以水为溶剂,来源方便,易于净化;(2)施工和贮存运输过程中无火灾危险;(3)不含苯类等有机溶剂,有利于减轻环境污染和对人体健康的危害;(4)可采用喷涂、刷涂、淋涂、浸涂、电泳等多种方式施工,易实现自动化涂装。因此,它是一种具有广阔市场发展前景的环境友好型涂料。本文讨论了影响水溶性醇酸树脂性能的各种因素。

  中和剂是水溶性醇酸树脂制备过程中必不可少的成分,只有经中和剂中和的树脂才具有水溶性。不同品种的中和剂能明显影响树脂的水溶性,涂料的贮存稳定性、黏度,以及漆膜的干燥速率、硬度和泛黄性等。因此,选择合适的中和剂十分重要。树脂的品种不同,所用的中和剂也不同。选择中和剂应综合考虑以下几个因素:(1)挥发性好;(2)价格便宜,气味小;(3)对树脂的稳定性好。常温干燥的水溶性醇酸涂料应选用低沸点的中和剂,浅色漆则选用变色性小的中和剂。本实验选用氨水、氢氧化钾及三乙胺作中和剂,考察了其对涂膜性能的影响,

  氨水蒸发速度快,漆膜干燥性能优良,但它易与催干剂生成黄色络合物,致使漆膜泛黄。氢氧化钾易与带羧基的树脂反应,生成永久性水溶性皂,钾留在漆膜中而不能逸出,使涂膜的耐水性下降,这是其最致命的缺点。三乙胺的常温挥发速度适宜,既不会像氨水挥发太快,导致涂刷性差和涂膜易产生针孔,又不会像氢氧化钾或三乙醇胺挥发太慢产生相分离、漆膜颜色变深,而且其助溶效果比氨水和氢氧化钾好,作为叔胺它不会使醇酸树脂发生胺解反应,提高了树脂的稳定性。三乙胺是一种较适宜的中和剂,但与氨水相比,它会使涂膜耐水性下降。这主要是由于三乙胺挥发速率较氨水低,在涂膜中残余较多的铵盐基团,使涂膜的亲水性提高,耐水性下降。通过试验,采用氨水与三乙胺混合作为中和剂,既保证挥发速率又减少泛黄性。同时,中和剂的用量也有限制,一般将树脂体系的pH值控制在7.5~8.5,以保持树脂的水溶性和稳定性。中和剂用量过大,会加剧树脂的水解