自干型水性丙烯酸改性醇酸涂料的研制(1)

自干型水性丙烯酸改性醇酸涂料的研制(1)

自干型水性丙烯酸改性醇酸涂料的研制

王瑞宏，郭晓峰，刘国旭，荆

旺，李幕英

（河北晨阳工贸集团有限公司，河北保定072550）

摘

要：介绍了一种自干型水性丙烯酸改性醇酸涂料的研究概况，并讨论了催干剂、中和剂、助溶剂等对漆

膜性能的影响。

关键词：自干型；丙烯酸改性醇酸；水性涂料；中和剂；催干剂中图分类号：TQ633

文献标识码：A

文章编号：1007－9548（2009）10－0021－02

DevelopmentofAir-DriedWaterborneAcrylateModifiedAlkydPaint

WANGRui-hong,GUOXiao-feng,LIUGuo-xu,JINGWang,LIMu-ying

Abstract:Thepaperintroducesthedevelopmentofanair-driedwaterborneacrylatemodifiedalkydpaint,discussestheeffectsofdrier,neutralizer,cosolventandetc.ontheperformancesofthecoatingfilm.

Keywords:air-dried,acrylatemodifiedalkydpaint,waterbornepaint,neutralizer,drier

1引言

原材料去离子水润湿分散剂消泡剂钛白粉炭黑填料磷酸锌

水性醇酸树脂涂料具有很好的涂刷性和润滑性，

但也存在一些明显的缺点：涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性和耐腐蚀性差、户外耐候性不佳等，需要通过改性来满足性能要求[1]。另外水溶性醇酸树脂在贮存过程中由于酯键的水解，会降低树脂的相对分子质量；加之其本身的相对分子质量较低，氧气在水中的溶解度较低等，导致其干燥速率比相应的溶剂型醇酸树脂慢。除

耐水性和耐溶剂性也较差，清此之外，其早期的硬度、

漆和色漆的水解稳定性也不尽人意，所以仍需对其进行改性。

采用丙烯酸对醇酸进行改性，制成的水性丙烯酸改性醇酸乳液具有优良的保色性、保光性、耐候性、耐久性、耐腐蚀性、快干及高硬度，而且兼具醇酸树脂本身的优点，拓宽了水性醇酸树脂的应用领域，因而具有较好的发展前景。

表1水性丙烯酸改性醇酸涂料配方质量分数/%10.002.000.3015.000.037.507.00

原材料气相二氧化硅水性丙烯酸改性醇酸乳液催干剂基材润湿剂中和剂助溶剂总计

质量分数/%

0.5054.001.200.301.001.17100

2.3

水性丙烯酸改性醇酸涂料的性能指标

水性丙烯酸改性醇酸涂料的性能指标见表2。

3结果与讨论

水性丙烯酸改性醇酸乳液的特性

水性丙烯酸改性醇酸乳液体系使醇酸树脂的气干性和柔韧性得以改进。将丙烯酸单体与醇酸预聚物中的不饱和二元酸如马来酸酐进行共聚，使非共轭双键丙烯酸化。在醇酸树脂中引入二元环状羧酸，将丙烯酸酯类单体通过游离基聚合接枝到醇酸树脂分子中，合成水性丙烯酸改性醇酸树脂并制成防腐涂料，该涂料具有优良的机械性能、耐水性、耐盐雾性及干燥性能。3.2中和剂的选择

添加中和剂主要是为防止涂料体系由于添加不同3.1

2

2.1

试验部分

试验用原材料

主要试验用原材料：水性丙烯酸改性醇酸乳液、润湿分散剂、消泡剂、钛白粉、炭黑、填料、磷酸锌、气相二氧化硅、催干剂、基材润湿剂、中和剂、助溶剂、去离子水。2.2配方

试验配方见表1。

21

自干型水性丙烯酸改性醇酸涂料的研制(1)

的颜料和助剂而导致体系的pH变化，保持体系的酸碱平衡，以防破乳。中和剂的选择影响到涂料的稳定黏度、干燥速率及漆膜的泛黄性[2-3]。性、

表2水性丙烯酸改性醇酸涂料的性能指标

检测项目漆膜颜色及外观固体含量/%细度/μm表干/h实干/h铅笔硬度柔韧性/级耐冲击性/cm附着力/级耐水性

耐汽油性(0#柴油)耐人工老化

检测结果颜色符合要求，

漆膜平整光滑

≥50≤200.512≥H150196h不起泡，不变色，不生锈48h不起泡，不脱落900h不起泡，不剥落，无裂纹，粉化0级，变色0级

检测标准目测GB1725—1979GB1724—1979GB1728—1979GB1728—1979GB/T6739—1996GB/T1731—1993GB/T1732—1993GB1720—1979GB/T1733—1993GB/T1734—1993GB1865—1980

钴为氧化型催干剂，通过金属离子本身的变价而

质子的释放、双键的活化、酸和过氧化催化氧的获取、

物的分解，而加快吸氧反应。钴类有较好的催表干作用。复合催干剂含有钴、锆、钡金属。钡为助催干剂，与钴配合使用，可以提高催干效果。锆为协同催干剂，是配位型聚合催干剂，能与树脂中的羟基或羧基络合，生成更大分子的配位络合物，其本身成为涂膜的组分，具有独特的催干性。因此，钴在助催干剂钡及协同催干剂锆的作用下，加快了醇酸涂膜的表干。3.4助溶剂对树脂的影响

助溶剂（也称共溶剂）的作用是增加树脂在水中的溶解度，同时调节树脂的黏度，提高清漆的稳定性，改善涂膜的流平性和外观。常用的助溶剂包括醇类、醇醚

乙二醇醚、丙二醇醚等。经过试类等有机溶剂，如丁醇、

验采用乙二醇丁醚作助溶剂，漆膜的光泽较高，并且可以缩短涂膜的初期干燥时间。

4结语

水性醇酸树脂涂料通过改性获得了良好的保色性、保光性、耐候性、耐久性、耐腐蚀性、快干性及高硬

干度等，克服了常规水性醇酸树脂涂料贮存稳定性差、

燥速率慢、早期硬度、耐水性和耐溶剂性较差等弊病，拓宽了水性醇酸涂料的应用领域，可以应用于桥梁、车辆、管道、储罐等钢铁构件的装饰与防护。参考文献：

[1][2][3][4]

胡涛，陈美玲，高宏，等.水性醇酸树脂涂料的研究及应2004，34（6）:48-51.用[J].涂料工业，

钟鑫，孙慧，罗建瑞.核-壳结构水性丙烯酸改性醇酸树脂涂料及其性能的研究[J].上海涂料，2008，46（7）:13-16.赵其中，董玉婷，孙凌.自干型丙烯酸改性醇酸分散体工业面漆的研制[J].上海涂料，2008，46（2）:3-6.

伍剑辉，彭辉云，石成芬.催干剂对水性醇酸树脂涂料性能的影响[J].中国涂料，2008，23（9）:24-27.———————————————————收稿日期：2009-08-07

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氨水的挥发速率快，漆膜干燥性能优良，但易泛

黄；三乙胺的常温挥发速率适宜，而且助溶效果比氨水好，但与氨水相比易使涂膜的耐水性下降，主要是由于三乙胺的挥发温度较氨水高，在涂膜中残余较多的胺盐基团，使漆膜的亲水性提高，耐水性下降。

AMP-95是低相对分子质量、高碱性、低气味、低挥发性的有机胺，具有以下特性：①赋于水性体系优异的pH稳定性：与氨水及其它用于中和的有机胺化合物相比，具有极低的挥发性，可长期保持体系的pH和黏度的稳定，提高产品的贮存稳定性及包装桶（罐）的抗腐蚀性；②可显著提高漆膜的性能：由于AMP-95最终会从漆膜中挥发出去，不但不会对漆膜光泽造成影响，而且由于它和分散剂共用会使颜料的分散更加充分，因而使漆膜的光泽有一定提高；另外，由于AMP-95的协同作用，会使体系的分散剂等活性物质的用量降低，其本身又会从漆膜中挥发出去，因而可大幅度提高漆膜的耐水性和耐擦洗性；③降低产品的刺激性气味：由于AMP-95本身气味极低，用它代替氨水作为中和剂所制成的产品，刺激性气味大幅度降低。随着对挥发性有机化合物（VOC）的规定越来越严格，AMP-95成为替代氨的最佳选择。3.3催干剂的选择

催干剂能加快水性醇酸树脂涂料的氧化交联成膜，复合催干剂比纯钴类催干剂在提高氧化干燥速率方面效果更明显[4]。

（上接第16页）参考文献：

[1]SY/T0315—1997.钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准.[2]SY/T6530—2002.非腐蚀性气体输送用管线管内涂层.[3]SY/T0413—2002.埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准.[4]SY/T0544—2004.石油钻杆内涂层技术条件.

[5]西气东输二线管道工程钢质管道内壁减阻涂层技术规范.———————————————————收稿日期：2009-08-07

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wga4.html