涂料技术
研究聚氨酯改性醇酸树脂涂料水性化的进展
式中,mbe是萃取前聚合物的质量;mae是萃取后聚合物的质量。萃取试验是取杂化乳液蒸发去水后的干乳胶,用沙氏提取器进行萃取。
接枝率按下式计算:
接枝率按下式计算:

式中,mOMPU是所用氨酯油的质量,m丙是用在反应中的丙烯酸单体质量。接枝聚合将提高聚丙烯酸酯和OMPU之间的相容性(掺混性、相容性)。接枝率和交联度见表3。
表3接枝率和交联度
表3接枝率和交联度

表3中试样1~3对应表1中的试验编号1~3。表3表明:交联度以OMPU用量最高时为最高(4.8%),接枝率以试样2为最高。交联度和接枝率对涂膜性能均有帮助,可供设计配方时参考。
经过13C-NMR分析,证实试样1、3的OMPU中脂肪酸双键剩余数分别为70%、68%,对涂膜的自动氧化交联起作用。这是由于亚麻仁油脂肪酸分子中含2个以上双键的亚油酸和亚麻酸占60%以上,虽部分双键用于接枝聚合,但遗留下来的双键仍占70%左右。
2.4氨酯油-丙烯酸酯微细乳液杂化体的性能
通过动力机械分析,试样1、3的玻璃化温度和纯聚丙烯酸酯乳液(表1中试验4)的玻璃化温度Tg相近,均为35℃。微细乳液杂化乳液添加5%羟乙基纤维素增稠剂后制成涂膜,室温干燥2d后,测定铅笔硬度和胶带附着力,结果列于表4。
表4涂膜硬度和附着力
经过13C-NMR分析,证实试样1、3的OMPU中脂肪酸双键剩余数分别为70%、68%,对涂膜的自动氧化交联起作用。这是由于亚麻仁油脂肪酸分子中含2个以上双键的亚油酸和亚麻酸占60%以上,虽部分双键用于接枝聚合,但遗留下来的双键仍占70%左右。
2.4氨酯油-丙烯酸酯微细乳液杂化体的性能
通过动力机械分析,试样1、3的玻璃化温度和纯聚丙烯酸酯乳液(表1中试验4)的玻璃化温度Tg相近,均为35℃。微细乳液杂化乳液添加5%羟乙基纤维素增稠剂后制成涂膜,室温干燥2d后,测定铅笔硬度和胶带附着力,结果列于表4。
表4涂膜硬度和附着力

注:①试样1、2和3分别由表1中的试验编号1、2和3制得,空气干燥;式样4、5和6分别从表1中试验编号1、2和3制得,但均添加了混合催干剂(Co2+、Ca2+、Mn2+和Zr2+)加速干燥。②按标准分为5级,5级最好,1级最差。
从表4中可看出:微细乳液杂化体涂膜的附着力优良,添加混合催干剂的涂膜干燥2d后,涂膜硬度达HB,固化1个月后,涂膜硬度达H级。常温干燥,VOC较低,是值得推广的品种。
3结语
聚氨酯改性醇酸/植物油(氨酯油)涂料水性化有较大进展。水稀释性氨酯油贮存稳定性较好,适当加热可获得优良的涂膜性能,但加热固化的工艺,使其推广范围受限。氨酯油-丙烯酸酯微细乳液杂化改性工艺主要难点是氨酯油在分散介质中难分散,在杂化聚合之前要增加超声波预分散工序,才可获得稳定、性能好的杂化微细乳液体系。这是水性醇酸树脂结合聚氨酯涂料某些优点的一种重要途径。
从表4中可看出:微细乳液杂化体涂膜的附着力优良,添加混合催干剂的涂膜干燥2d后,涂膜硬度达HB,固化1个月后,涂膜硬度达H级。常温干燥,VOC较低,是值得推广的品种。
3结语
聚氨酯改性醇酸/植物油(氨酯油)涂料水性化有较大进展。水稀释性氨酯油贮存稳定性较好,适当加热可获得优良的涂膜性能,但加热固化的工艺,使其推广范围受限。氨酯油-丙烯酸酯微细乳液杂化改性工艺主要难点是氨酯油在分散介质中难分散,在杂化聚合之前要增加超声波预分散工序,才可获得稳定、性能好的杂化微细乳液体系。这是水性醇酸树脂结合聚氨酯涂料某些优点的一种重要途径。
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