高附出力 水性涂料在高級 裝潢 鋁型材的利用

引言

鋁及其合金具有杰出的耐侵蝕 性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性和易于加工成型等長處 ，所以鋁合金在國防、航空航天、交通、儀器、機(jī)械和電子器件，家居裝潢 等范疇 有普遍 的運用 [1]。由于金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)及其活躍 ，直接露出 在空氣中極易被氧化而發(fā)黑變暗，影響外不雅 和利用 壽命，是以 采納辦法 對鋁合金工件進(jìn)行防護(hù)和裝潢 十分需要 。

行業(yè)內(nèi)平常采取 溶劑型涂料和粉末涂料涂覆在鋁型材外面 起到珍愛 和裝潢 的結(jié)果 ，但油性涂料在臨盆 、調(diào)配和施工進(jìn)程 中常常 會釋放苯類、醛類等有毒有害的有機(jī)物（VOC），嚴(yán)重影響人們的健康和生態(tài)情況 。是以 ，世界列國 制訂 了響應(yīng) 的環(huán)保律例 ，來限制VOC的排放。我國于2001年制訂 了針對10種室內(nèi)建筑裝修材料強(qiáng)迫 性的平安 尺度 ，2008年更是成立了中國涂料低污染化成長 平安 國度 成長 系統(tǒng) 尺度 [2]，增強(qiáng) 國度 對有機(jī)物排放的治理 和監(jiān)視 。與傳統(tǒng)的溶劑型涂料比擬 ，以水取代 溶劑的水性涂料對人體和情況 的影響顯著下降 。跟著 人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，水性涂料被認(rèn)定為“綠色涂料”的一種，成長 敏捷 。

“綠色涂料”中水溶性丙烯酸涂料由于 具有色淺，保色，保光，耐侯，耐侵蝕 和耐污染等有長處 而備受市場青睞，但通俗 的丙烯酸涂估中 常含有較多的親水性物資 而耐水性和強(qiáng)度較差，嚴(yán)重影響被珍愛 工件的漆膜機(jī)能 和利用 壽命[3]。本文首要 針對這些問題進(jìn)行研究，采取 有機(jī)硅改性的水性丙烯酸涂料，很好的解決了鋁型材附出力 和耐侵蝕 方面的問題。

一 嘗試部份

1.1 首要 原材料

A. 有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂，B. 環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，C. 水性丙烯酸樹脂 (佛山市赫睦斯樹脂有限公司)；氨基樹脂CYMEL303 （美國 湛新）；鈦白粉R-902（杜邦），消泡劑，流平劑，潤濕劑，渙散 劑等。

1.2 涂料的配方及工藝

表一 有機(jī)硅改性水性丙烯酸樹脂涂料配方

原料

廠家

質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂

佛山市赫睦斯樹脂有限公司

40-60

氨基固化劑CYMEL303

湛新

6-15

水性消泡劑

BYK

0.1-0.3

水性流平劑

BYK

0.1-0.4

潤濕劑

TEGO

0.2-0.6

鈦白粉R-902

DuPont

10-20

渙散 劑

TEGO

0.2-0.5

注：根蒂根基 配方中所有樹脂是以有機(jī)硅改性水性丙烯酸樹脂（A）為例，其他兩種樹脂B、C配漆與根蒂根基 配方不異。

臨盆 工藝：將上述原料稱量后夾雜 渙散 ，研磨2-4h，細(xì)度小于10?m時出料便可 。

1.3機(jī)能 檢測

1.3.1 樹脂機(jī)能 測試

樹脂的表不雅 粘度：采取 NDJ-5s數(shù)顯扭轉(zhuǎn) 粘度測試儀測試。樹脂的固體含量百分?jǐn)?shù)：采取 康恒儀器有限公司臨盆 的電熱恒溫干燥箱測試。

1.3.2 漆膜機(jī)能 測試

漆膜的光澤采取 廣州標(biāo)格達(dá)有限公司臨盆 的Glossmeter 60o測試；漆膜沖擊機(jī)能 按GB／T 1732—1993的方式 ，采取 BGD302漆膜沖擊器測試；漆膜厚度按原GB 1764一1979方式 ，采取 QUANIX 4500型干膜測厚儀測定。漆膜硬度按GB／T 6739---2006方式 ，耐侵蝕 機(jī)能 按GBT1771--2007方式 ，劃分采取 鉛筆和恒宇儀器有限公司HY一952A系列鹽水噴霧嘗試機(jī)測定。漆膜附出力 (劃格實驗 )按GB／T9286----1998方式 測定，了局用0～5級默示，O級最好，5級最差。測試濕附著的方式 是用HWS12型電熱恒溫水浴鍋，溫度設(shè)定為100℃煮測試板，再用劃格法進(jìn)行測試。

二 了局接洽

2.1 分歧 類型樹脂對漆膜機(jī)能 的影響

表三 用分歧 方式 改性后樹脂機(jī)能 的對照

項目

手藝 指標(biāo)

A B

C

檢測方式

附出力 （百格法）/級

0

0 0

0

GB/T9286-1998

水煮后（1h）附出力 /級

0

0 0-1

1

GB/T9286-1998

耐沖擊性

正沖

50

50 50

50

GB/T1732-1993

反沖

≥10

20 20

20

鉛筆硬度（劃痕）

≥1H

3H 3H

2H

GB/T6739-1996

光澤(60。)

>90

98 95

94

GB/T9754-1988

隱瞞 力/g.m2

≤110

105 100

105

GB/T1726-1979

耐鹽霧性（1000h）/級

1

5 4

3

GB/T1771-1991

耐人工老化（1000h）/級

1

1 1

1

ISO11507;1997

由嘗試了局可以得出，經(jīng)由 有機(jī)硅改性后的丙烯酸樹脂漆在附出力 、硬度、光澤和耐侵蝕 性等方面機(jī)能 凸起 ，優(yōu)于未經(jīng)改性和環(huán)氧改性的涂料。

2.2 氨基固化劑用量對漆膜機(jī)能 的影響

2.2.1 對漆膜硬度的影響測試

表三 固化劑/樹脂配比對漆膜硬度的影響

m(固化劑)/m(樹脂)

1:2

1:3

1:4

鉛筆硬度H≥

4

3

2

由以上表格的嘗試了局表白：在有機(jī)硅改性的丙烯酸涂料配方中，固化劑的添加量越年夜 ，漆膜的鉛筆硬度越年夜 。

表四 固化劑/樹脂配比對漆膜耐水煮機(jī)能 的影響

m(固化劑)/m(樹脂)

1:2

1:3

1:4

耐水煮時候 /h T≥

3

4

1

注：板材在100℃的水中煮后附出力 仍能到達(dá) 0級的最長時候

由以上表的嘗試了局表白：在有機(jī)硅改性的丙烯酸涂料配方中，固化劑的添加量越年夜 ，漆膜耐水煮的時候 越長，但是 ，漆膜的硬渡過 年夜 會極年夜 的影響漆膜的柔韌性，晦氣 于鋁材的后期彎折加工，使彎折處爆漆離開 ，綜合嘗試了局，固化劑與樹脂的質(zhì)量比優(yōu)選1:3為好 。

2.2.2 氨基固化劑的感化 機(jī)理

固化劑是一類能增進(jìn)或節(jié)制 固化反映的物資 ，別名 硬化劑、熟化劑或變定劑。樹脂固化是經(jīng)由 縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反映，使熱固性樹脂發(fā)生弗成 逆的轉(zhuǎn)變 進(jìn)程 ，固化劑對涂料而言是必弗成 少的添加劑，不然 樹脂不克不及 固化，進(jìn)而對固化物的力學(xué)機(jī)能 、耐熱性、耐水性和耐侵蝕 性等都邑 發(fā)生 很年夜 影響[4]。

本文彩 取 的固化劑是六甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂，該固化劑在反映溫度和酸性催化劑感化 下，它的甲氧基（-OCH3）與丙烯酸樹脂中的羥基（-OH）發(fā)生交聯(lián)反映，其反映機(jī)理以下 圖所示

圖一 丙烯酸樹脂與氨基固化劑交聯(lián)反映機(jī)理示意圖

2.3 有機(jī)硅改性劑用量對漆膜附出力 的影響

表三 對附出力 的影響測試

硅烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)

干附出力

濕附出力

1h

2h

3h

4h

0

0級

1級

2級

4級

5級

2%

0級

0-1級

1級

1-2級

2級

3%

0級

0級

0級

0級

0級

注：干附出力 是指未經(jīng)水煮時測的附出力 ，濕附出力 是噴有改性漆膜的板材在100℃的水中劃分煮1h、2h、3h和4h后測的漆膜附出力 按照嘗試了局可以得出，經(jīng)由 有機(jī)硅改性的涂料漆膜的附出力 顯著好過 未改性涂料漆膜，在必然 規(guī)模內(nèi)，漆膜的附出力 隨有機(jī)硅改性劑添加量的增添 而提高，從機(jī)能 和本錢 考量，優(yōu)選3%的硅烷改性劑。

注：無-沒有侵蝕 起泡；稍微 -漆膜有稍微 起泡；較嚴(yán)重-漆膜有較嚴(yán)重起泡；嚴(yán)重-漆膜有嚴(yán)重起泡

按照嘗試了局可以得出，經(jīng)由 有機(jī)硅改性的涂料漆膜的耐侵蝕 性顯著好過 未改性涂料漆膜；有機(jī)硅改性劑添加量越多漆膜的耐侵蝕 能力越強(qiáng)。

2.3 硅烷改性劑的感化 機(jī)理

本嘗試所用的硅烷改性劑為一種有機(jī)硅附出力 增進(jìn) 劑，此類增進(jìn) 劑的通式RnSiX(4-n)，此中，R是烷基、芳基、有機(jī)功能基等有機(jī)基團(tuán)或這些基團(tuán)的隨意率性 組合。R供給該年夜 份子 與其他有機(jī)份子 的相容的能力，進(jìn)而讓硅烷與涂料的成膜聚合物構(gòu)成 IPN(互穿收集 聚合)，或R中的功能基和涂料成膜聚合物發(fā)生 交聯(lián)反映。

x代表可水解的烷氧基部份 ，如甲氧基或乙氧基。此類烷氧基易被空氣中的水份 或任何底材外面 的水份 所水解，生成硅醇，進(jìn)一步和分歧 情勢 的羥基反映并釋放甲醇或乙醇。這些烷基或硅醇基可以和無機(jī)底材外面 、顏料或填料外面 以共價鍵或氫鍵毗鄰 ，改良涂層附出力 [5]。

圖二 硅烷偶聯(lián)劑與板材鍵結(jié)示意圖

三 結(jié)語

鋁型材外面 易氧化構(gòu)成 一層致密的氧化膜，所以一般涂料很難透過氧化膜使涂料牢靠 的附著在基材上，造成漆膜附著缺欠。本文研發(fā)一種有機(jī)硅改性的丙烯酸涂料能很好解決上述問題，使涂料對鋁型材的附出力 到達(dá) 0級，漆膜耐鹽霧侵蝕 時候 高達(dá)4000h以上，耐滾水 煮時候 長達(dá)4h，極年夜 提高了涂料對高級 鋁型材的珍愛 及裝潢 功能，具有巨年夜 的市場經(jīng)濟(jì)價值。利用 硅烷附出力 增進(jìn) 劑改性后的丙烯酸涂料，不但 保存了水性丙烯酸涂料漆膜飽滿 光滑，高光澤，耐磨，施工簡單，低污染等一般長處 ，并且 還具有杰出的附出力 ，為水性丙烯酸涂料的普遍 運用 供給更有益 的前提 。