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0 引 言
目前在電鍍材料上所使用的水性罩光涂料通常為丙烯酸/氨基樹脂涂料,但其抗氧化性能低,附著力差,光澤度、豐滿度較差。本文通過(guò)引入環(huán)氧樹脂,采用共聚工藝制備了丙烯酸/環(huán)氧/氨基樹脂水性涂料,探討了原料、溶劑等因素的影響,所合成的涂料水溶性好,貯存穩(wěn)定性、光澤度、附著力及豐滿度均有很大提高。尤其是選用了重鉻酸銨作防銹劑、使耐鹽霧性能顯著提高,滿足了電冰箱蒸發(fā)器電鍍材料上使用的要求。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要原材料丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸-β-羥丙酯(HPA)等丙烯酸類單體、苯乙烯(st)、氨基樹脂及環(huán)氧樹脂等均選用國(guó)產(chǎn)品;消泡劑1488(TEGO美國(guó)化學(xué)供應(yīng)公司)和流平劑BYK-300(畢克化學(xué)公司)。
1.2 丙烯酸/環(huán)氧樹脂的共聚
1.2.1 配方
1.2.2 反應(yīng)機(jī)理首先將丙烯酸基引入環(huán)氧樹脂(ER)中生成環(huán)氧丙烯酸樹脂(AA-ER)〔1〕,在引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰的作用下,其雙鍵開裂與其它丙烯酸酯類單體以自由基聚合的方式逐步聚合而成AA-ER共聚物。
1.3 丙烯酸/環(huán)氧/氨基樹脂予聚體的制備為了增加氨基樹脂與AA—ER共聚物的貯存穩(wěn)定性,使用了對(duì)甲苯磺酸作催化劑,在120～125℃下進(jìn)行縮聚反應(yīng)1小時(shí),封閉了氨基樹脂中的低溫活性基團(tuán)。
配方為: 原 料 重量() AA—ER共聚物90～96 氨基樹脂4～10 對(duì)甲苯磺酸0.011.4 清漆制備用中和劑將丙烯酸/環(huán)氧/氨基樹脂予聚體調(diào)節(jié)pH值為7～8,再將乙二醇丁醚、異丙醇、流平劑和消泡劑加入予聚體溶液中攪拌均勻后,加入定量的重鉻酸銨水溶液攪拌均勻。
配方如下: 原 料 重量() 丙烯酸/環(huán)氧/氨基樹脂64 三乙胺3 乙二醇丁醚4異丙醇22 消泡劑14880.4 BYK-3000.2 純水7 重鉻酸銨0.061.5 檢驗(yàn)樣板的制備用異丙醇擦凈鍍鋅馬口鐵板表面油污后、采用浸涂工藝涂覆一層本實(shí)驗(yàn)所得清漆,使用時(shí)適當(dāng)加水將粘度控制在13～18s之間。漆膜厚度為18±2μm。烘干溫度120～130℃,烘干30min。按表1配比實(shí)驗(yàn)了不同檢驗(yàn)樣板的性能。
1.6 漆膜性能檢驗(yàn)結(jié)果
2 討 論
2.1 丙烯酸聚合單體的選擇和配比因鍍鋅蒸發(fā)器上含有多種金屬遇電解液易形成原電池,使鍍鋅層腐蝕變黑。為提高漆膜的耐鹽霧性、附著力與柔韌性,關(guān)鍵在于提高漆膜的致密性和軟硬單體的合理搭配。本文作了一系列試驗(yàn),結(jié)果如表3所示。自表3可知,用于鍍鋅蒸發(fā)器上的水溶性樹脂,最好在AA、BA及MMA的基礎(chǔ)上再引入苯乙烯單體及丙烯酸-β-羥丙酯單體,以提高涂層的抗鹽霧性及柔韌性。在軟硬單體的配比方面,當(dāng)硬單體的比例較大時(shí)、漆膜硬度及耐鹽霧性能均較好,但沖擊強(qiáng)度和柔韌性差,工件在安裝時(shí)彎曲一定角度會(huì)使漆膜開裂脫落。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn),選擇了軟硬單體比例為5比5,此時(shí)漆膜各項(xiàng)指標(biāo)較好(參見表2)。
2.2 官能性單體的最佳組成在共聚樹脂中,官能性單體含量越多,交聯(lián)度越大,耐水性及耐鹽霧性能也就越好。但實(shí)驗(yàn)說(shuō)明官能性單體含量不可太大,以控制在6～15范圍內(nèi)為宜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。
2.3 防銹劑的選擇為選擇合適的防銹劑,本文試驗(yàn)了亞硝酸鈉、二環(huán)已基亞硝酸鈉、鉻酸鈉及重絡(luò)酸銨等,結(jié)果以后者防銹性能最好。這是因?yàn)殂t離子能與樹脂中羰基形成配位鍵,增加漆膜的致密性,并在金屬表面形成鈍態(tài)氧化膜,抑制腐蝕反應(yīng)的陽(yáng)極過(guò)程〔2〕。
2.4 助溶劑的選擇在實(shí)際使用本涂料時(shí)采用浸涂工藝,因此應(yīng)重視流平性的問(wèn)題。本文經(jīng)過(guò)試驗(yàn),選用了揮發(fā)性高的異丙醇和揮發(fā)性低的乙二醇丁醚按4∶6(指總量)比例的混合溶劑,并添加流平劑BYK-300,使漆膜達(dá)到一定的厚度且改善了流平性能。
2.5 與其它廠家產(chǎn)品的性能對(duì)比與同樣是作為電冰箱蒸發(fā)器電鍍罩光涂料使用的DJ-84水性罩光漆(廣州市攝材廠)的性能作了對(duì)比,如表5所示。本涂料的綜合性能較好、符合用戶對(duì)耐鹽霧性能應(yīng)滿足24小時(shí)以上的要求。
