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随着环保意识的增强和环保法规的健全，传统溶剂型涂料由于含挥发性有机化合物(VOC)以及有害空气污染物(HAP)，应用上愈来愈受到限制，水性涂料由于其环保性受到人们越来越多的关注[1]。单组分水性聚氨酯涂料在耐水性、耐溶剂性、硬度等性能方面不能与溶剂型涂料媲美；而双组分水性聚氨酯涂料具有高性能和多功能，能满足高档涂料需求，是水性涂料的发展方向和目前研究的热点[2]。双组分水性聚氨酯涂料由水性含羟基组分和多异氰酸酯固化剂配制而成。水性含羟基组分包括乳液型和水分散体型；乳液型羟基树脂采用乳液聚合制备，聚合物分子量较大，且羟基官能度不高，对固化剂的乳化能力不强，其双组分涂膜性能尤其是涂膜外观不好，限制了乳液型双组分聚氨酯涂料的推广应用[3]。水分散体型羟基树脂包括聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸型、聚酯聚氨酯型和其他杂合型，其中丙烯酸水分散体具有优异的耐水解稳定性和较低成本成为研究热点[4-5]。丙烯酸水分散体一般采用溶剂聚合法制备含羧基(或磺酸基)的丙烯酸聚合物，中和成盐后分散于水中形成。辅助聚合物形成稳定水分散体的亲水基团(羧基或磺酸基)成膜后会残留于涂膜中降低涂膜耐水性和耐溶剂性[6]。因此，降低涂膜中亲水基团的影响一直是研究的热点和难点。采用氮丙啶或聚碳化二亚胺与羧基反应消除涂膜中残留的羧基，是提高水性涂料涂膜耐水性的有效方法；另一方面，合成过程中最大程度地降低亲水基团浓度，也是提高涂膜耐水性的有效方法。本试验采用多段溶液聚合在一釜内合成含亲水基团的聚合物和不含亲水基团的聚合物，中和成盐后分散于水中得到丙烯酸分散体，采用该法可最大限度降低亲水基团浓度，提高涂膜性能。同时还发现这种分散体对固化剂的乳化能力强，与固化剂相容性较好，双组分涂膜具有更高光泽和优异外观。

1试验部分

1.1试验原料

甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)，工业品，日本三井；十二硫醇，化学纯，江苏永华精细化学品；偶氮二异丁腈(AIBN)，分析纯，广州化学试剂厂；二甲基乙醇胺(DMEA)、丙酮，分析纯，广州新建精细化工厂。基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的亲水性脂肪族聚异氰酸酯BayhydurXP2655(100%，—NCO含量20.7%～21.7%)，工业品，德国拜耳。上述药品不经纯化直接使用。

1.2聚丙烯酸酯分散体的合成

把适量丙酮和十二硫醇加入到装有温度计、搅拌器、冷凝回流装置和恒压漏斗的四口烧瓶中，通氮气保护。搅拌并升温至丙酮回流，均匀滴加含MMA、BA和HPMA的丙烯酸酯单体(P1)与引发剂溶液，2h内滴完，保温1h，再均匀滴加含MAA、MMA、BA和HPMA的丙烯酸酯单体(P2)，2h滴完，然后追加一定量的引发剂并保温1h，冷却至50℃以下中和，出料到分散桶中加水乳化，用旋转真空蒸发器脱去丙酮与残留单体，用50%的氨水调节体系pH值至8～9，得到聚丙烯酸酯分散体。检测乳液与涂膜的性能。丙烯酸酯单体配方(质量分数)为：MMA，33.5%；MAA，3.5%；BA，30%；HPMA，33%。其中P1不含MAA，P2含有MAA。丙烯酸分散体的酸值=20mgKOH/g；羟值=128mgKOH/g；玻璃转化温度(Tg)=17℃。

1.3双组分水性聚氨酯涂料的配制

按配方量将羟基丙烯酸分散体加入到调漆缸中，在中速搅拌下加入配方量的消泡剂、流平剂、成膜助剂与去离子水，分散30min后按n(—NCO)∶n(—OH)=1.5加入固化剂BayhydurXP2655，搅拌30min后过滤，得到双组分聚氨酯清漆。

1.4膜的制备

将定量清漆倒入玻璃皿中，分多次制备干膜厚度约1mm无气泡涂膜，室温干燥24h，然后50℃干燥48h。冷却后将膜取下放入干燥箱备用。

1.5性能分析与测试

1.5.1乳液粒径测试

采用英国Malvern激光粒度分析仪对分散体的粒径及分布进行测量，测试范围：0.6～6000nm。温度：25℃。

1.5.2涂膜性能测试

根据GB/T1730-93测试涂膜摆杆硬度；按照GB/T4893.1-2005测试涂膜耐水性与耐乙醇溶胀性；采用GB/T9754-1988测试涂膜光泽(60?)。

1.5.3胶膜耐介质性能测试

干燥薄膜制成尺寸为60mm×60mm×1mm的试样，分别置于不同介质中进行耐介质性能测试。测试方法为：分别将胶膜置于去离子水中浸泡8d或95％的乙醇溶液中浸泡24h，擦干表面水或乙醇后分别按方程(1)测定胶膜的吸介质率(WA/E)。