admin
为了满足排放、环境、生态、能源的要求, 水性涂料得到了迅速发展 . 可用于水性涂料的成膜物有醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯和聚酯树脂等, 其中醇酸树脂是我国发展最早、产量最大的合成树脂. 但由于水性醇酸树脂存在光泽性差、耐热性差等缺点, 应用受到了很大的限制.本文研究了应用丙烯海松酸、马来海松酸酰亚胺改性水性醇酸树脂来制备醇酸树脂底漆, 可较大幅度降低成本, 所制备的涂料具有较好的光泽性及耐热性, 是一种环保工业底漆, 具有较大的发展前景.
1 实验部分
1. 1 原料
丙烯海松酸( 自制) ; 马来海松酸酰亚胺( 自制) ; 油酸; 淡黄色液体; 氧化铁红( 进口) ; 磷铬酸锌( 国产) ; 锶铬黄( 进口) ; 其余化学试剂均为市售分析纯.
1. 2 改性松香类水性醇酸树脂的制备
将计量好的多元醇甘油、多元酸丙烯海松酸、马来海松酸酰亚胺与脂肪酸油酸及少量催化剂于四口烧瓶中, 升温至170℃ , 开动搅拌, 加入回流用二甲苯, 继续升温至230~ 240℃ 保温脂化, 每隔一定时间取样测酸值, 到酸值降到90 mgKOH/ g 左右, 停止加热, 降温, 真空抽除溶剂. 当温度降至120℃ 时加入定量的丁醇, 继续降温到50~ 60℃ , 加入氨水中和, 调整pH 值至8. 0左右.
1. 3 底漆的制备
改性水性醇酸树脂底漆配方见表1
在一定量的去离子水中依次加入助剂, 进行分散, 然后加入pH 中和剂调至pH 值在8 左右,分散0. 5 h 后, 加入颜填料, 搅拌均匀后, 加入部分树脂, 经高速搅拌分散后, 将其经砂磨机研磨,当漆细度≤ 60/ um 时, 把剩余的树脂和复合缓蚀剂加入漆中, 搅拌均匀后, 以去离子水调节粘度,制得的改性醇酸漆漆膜性能列于表2.
2 结果与讨论
2. 1 反应温度对树脂分子质量分布的影响
反应温度对产物分子量的影响见表3, 由表3可看出, 随着反应温度的提高, 反应的程度逐步加深, 产物的分子量逐步提高, 但同时分散度也在逐步增加, 产物分子质量分布也变宽, 所以温度不能太高, 一般控制在230~ 240℃ 范围内.
表3 反应温度对产物分子质量分布的影响
2. 2 反应时间对产物性能的影响
酯化反应是在一定温度下进行的, 在反应过程中定期地测定反应物的酸值与粘度来观察反应进行的情况. 反应时间对产物粘度、酸值影响见图1.
由图1, 产物酸值在反应初期急速下降, 粘度增长缓慢, 随着反应时间的延长, 到了反应后期,粘度急剧上升而酸值趋于平稳, 酸值与粘度的控制决定树脂合成的终点. 而粘度更为重要, 粘度到了立即停止加热, 迅速降温, 若酸值到了粘度还不合格, 应继续反应.
2. 3 产物的耐热性分析
对改性松香水性醇酸树脂进行热重分析, 由于用马来海松酸酰亚胺进行改性, 分子结构中含有大量的酰亚胺环结构, 而该结构具有很强的刚性及耐热性, 从而使所得的水溶性醇酸树脂具有较好的耐热性. 见表4.
2. 4 颜填料的选择
底漆要求具有一定的防锈功能, 选用氧化铁红作为防锈颜料, 氧化铁红化学性质比较稳定, 耐热性好, 对碱及电解质都有一定抵抗力, 具有一定的着色力和遮盖力.磷铬酸锌是以磷酸锌、铬酸锌为主体的磷酸盐、铬酸盐的复合物, 防锈性能优于锌铬黄, 接近于锶铬黄.三聚磷酸铝、云母粉、氧化锌组成的复合材料系统具有优异的防锈性能, 并在水性系统中贮存稳定.
3 结 论
(1) 用丙烯酸海松酸、马来海松酸亚胺改性合成的改性松香类水溶性醇酸树脂, 提高了树脂的光泽和耐热性.
(2) 在合成反应中, 酯化反应的温度控制在230~ 240 ℃ , 反应时间由粘度和酸度控制, 但主要由粘度决定.
(3) 用改性松香类水性醇酸树脂制备的底漆, 是一种环保工业底漆, 安全无毒, 施工简便, 且性能较好, 具有较大的发展前景.
(3) 用改性松香类水性醇酸树脂制备的底漆, 是一种环保工业底漆, 安全无毒, 施工简便, 且性能较好, 具有较大的发展前景.
