高附出力 水性涂料在高级 装潢 铝型材的利用

引言

铝及其合金具有杰出的耐侵蚀 性、导电导热性和易于加工成型等长处 ，所以铝合金在国防、航空航天、交通、仪器、机械和电子器件，家居装潢 等范畴 有普遍 的运用 [1]。由于金属铝的化学性质及其活跃 ，直接露出 在空气中极易被氧化而发黑变暗，影响外不雅 和利用 寿命，是以 采纳办法 对铝合金工件进行防护和装潢 十分需要 。

行业内平常采取 溶剂型涂料和粉末涂料涂覆在铝型材外面 起到珍爱 和装潢 的结果 ，但油性涂料在临盆 、调配和施工进程 中常常 会释放苯类、醛类等有毒有害的有机物（VOC），严重影响人们的健康和生态情况 。是以 ，世界列国 制订 了响应 的环保律例 ，来限制VOC的排放。我国于2001年制订 了针对10种室内建筑装修材料强迫 性的平安 尺度 ，2008年更是成立了中国涂料低污染化成长 平安 国度 成长 系统 尺度 [2]，增强 国度 对有机物排放的治理 和监视 。与传统的溶剂型涂料比拟 ，以水取代 溶剂的水性涂料对人体和情况 的影响显著下降 。跟着 人们环保意识的增强，水性涂料被认定为“绿色涂料”的一种，成长 敏捷 。

“绿色涂料”中水溶性丙烯酸涂料由于 具有色浅，保色，保光，耐侯，耐侵蚀 和耐污染等有长处 而备受市场青睐，但通俗 的丙烯酸涂估中 常含有较多的亲水性物资 而耐水性和强度较差，严重影响被珍爱 工件的漆膜机能 和利用 寿命[3]。本文首要 针对这些问题进行研究，采取 有机硅改性的水性丙烯酸涂料，很好的解决了铝型材附出力 和耐侵蚀 方面的问题。

一 尝试部份

1.1 首要 原材料

A. 有机硅改性丙烯酸树脂，B. 环氧改性丙烯酸树脂，C. 水性丙烯酸树脂 (佛山市赫睦斯树脂有限公司)；氨基树脂CYMEL303 （美国 湛新）；钛白粉R-902（杜邦），消泡剂，流平剂，润湿剂，涣散 剂等。

1.2 涂料的配方及工艺

表一 有机硅改性水性丙烯酸树脂涂料配方

原料

厂家

质量分数/%

有机硅改性丙烯酸树脂

佛山市赫睦斯树脂有限公司

40-60

氨基固化剂CYMEL303

湛新

6-15

水性消泡剂

BYK

0.1-0.3

水性流平剂

BYK

0.1-0.4

润湿剂

TEGO

0.2-0.6

钛白粉R-902

DuPont

10-20

涣散 剂

TEGO

0.2-0.5

注：根蒂根基 配方中所有树脂是以有机硅改性水性丙烯酸树脂（A）为例，其他两种树脂B、C配漆与根蒂根基 配方不异。

临盆 工艺：将上述原料称量后夹杂 涣散 ，研磨2-4h，细度小于10?m时出料便可 。

1.3机能 检测

1.3.1 树脂机能 测试

树脂的表不雅 粘度：采取 NDJ-5s数显扭转 粘度测试仪测试。树脂的固体含量百分数：采取 康恒仪器有限公司临盆 的电热恒温干燥箱测试。

1.3.2 漆膜机能 测试

漆膜的光泽采取 广州标格达有限公司临盆 的Glossmeter 60o测试；漆膜冲击机能 按GB／T 1732—1993的方式 ，采取 BGD302漆膜冲击器测试；漆膜厚度按原GB 1764一1979方式 ，采取 QUANIX 4500型干膜测厚仪测定。漆膜硬度按GB／T 6739---2006方式 ，耐侵蚀 机能 按GBT1771--2007方式 ，划分采取 铅笔和恒宇仪器有限公司HY一952A系列盐水喷雾尝试机测定。漆膜附出力 (划格实验 )按GB／T9286----1998方式 测定，了局用0～5级默示，O级最好，5级最差。测试湿附着的方式 是用HWS12型电热恒温水浴锅，温度设定为100℃煮测试板，再用划格法进行测试。

二 了局接洽

2.1 分歧 类型树脂对漆膜机能 的影响

表三 用分歧 方式 改性后树脂机能 的对照

项目

手艺 指标

A B

C

检测方式

附出力 （百格法）/级

0

0 0

0

GB/T9286-1998

水煮后（1h）附出力 /级

0

0 0-1

1

GB/T9286-1998

耐冲击性

正冲

50

50 50

50

GB/T1732-1993

反冲

≥10

20 20

20

铅笔硬度（划痕）

≥1H

3H 3H

2H

GB/T6739-1996

光泽(60。)

>90

98 95

94

GB/T9754-1988

隐瞒 力/g.m2

≤110

105 100

105

GB/T1726-1979

耐盐雾性（1000h）/级

1

5 4

3

GB/T1771-1991

耐人工老化（1000h）/级

1

1 1

1

ISO11507;1997

由尝试了局可以得出，经由 有机硅改性后的丙烯酸树脂漆在附出力 、硬度、光泽和耐侵蚀 性等方面机能 凸起 ，优于未经改性和环氧改性的涂料。

2.2 氨基固化剂用量对漆膜机能 的影响

2.2.1 对漆膜硬度的影响测试

表三 固化剂/树脂配比对漆膜硬度的影响

m(固化剂)/m(树脂)

1:2

1:3

1:4

铅笔硬度H≥

4

3

2

由以上表格的尝试了局表白：在有机硅改性的丙烯酸涂料配方中，固化剂的添加量越年夜 ，漆膜的铅笔硬度越年夜 。

表四 固化剂/树脂配比对漆膜耐水煮机能 的影响

m(固化剂)/m(树脂)

1:2

1:3

1:4

耐水煮时候 /h T≥

3

4

1

注：板材在100℃的水中煮后附出力 仍能到达 0级的最长时候

由以上表的尝试了局表白：在有机硅改性的丙烯酸涂料配方中，固化剂的添加量越年夜 ，漆膜耐水煮的时候 越长，但是 ，漆膜的硬渡过 年夜 会极年夜 的影响漆膜的柔韧性，晦气 于铝材的后期弯折加工，使弯折处爆漆离开 ，综合尝试了局，固化剂与树脂的质量比优选1:3为好 。

2.2.2 氨基固化剂的感化 机理

固化剂是一类能增进或节制 固化反映的物资 ，别名 硬化剂、熟化剂或变定剂。树脂固化是经由 缩合、闭环、加成或催化等化学反映，使热固性树脂发生弗成 逆的转变 进程 ，固化剂对涂料而言是必弗成 少的添加剂，不然 树脂不克不及 固化，进而对固化物的力学机能 、耐热性、耐水性和耐侵蚀 性等都邑 发生 很年夜 影响[4]。

本文彩 取 的固化剂是六甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂，该固化剂在反映温度和酸性催化剂感化 下，它的甲氧基（-OCH3）与丙烯酸树脂中的羟基（-OH）发生交联反映，其反映机理以下 图所示

图一 丙烯酸树脂与氨基固化剂交联反映机理示意图

2.3 有机硅改性剂用量对漆膜附出力 的影响

表三 对附出力 的影响测试

硅烷质量分数

干附出力

湿附出力

1h

2h

3h

4h

0

0级

1级

2级

4级

5级

2%

0级

0-1级

1级

1-2级

2级

3%

0级

0级

0级

0级

0级

注：干附出力 是指未经水煮时测的附出力 ，湿附出力 是喷有改性漆膜的板材在100℃的水中划分煮1h、2h、3h和4h后测的漆膜附出力 按照尝试了局可以得出，经由 有机硅改性的涂料漆膜的附出力 显著好过 未改性涂料漆膜，在必然 规模内，漆膜的附出力 随有机硅改性剂添加量的增添 而提高，从机能 和本钱 考量，优选3%的硅烷改性剂。

注：无-没有侵蚀 起泡；稍微 -漆膜有稍微 起泡；较严重-漆膜有较严重起泡；严重-漆膜有严重起泡

按照尝试了局可以得出，经由 有机硅改性的涂料漆膜的耐侵蚀 性显著好过 未改性涂料漆膜；有机硅改性剂添加量越多漆膜的耐侵蚀 能力越强。

2.3 硅烷改性剂的感化 机理

本尝试所用的硅烷改性剂为一种有机硅附出力 增进 剂，此类增进 剂的通式RnSiX(4-n)，此中，R是烷基、芳基、有机功能基等有机基团或这些基团的随意率性 组合。R供给该年夜 份子 与其他有机份子 的相容的能力，进而让硅烷与涂料的成膜聚合物构成 IPN(互穿收集 聚合)，或R中的功能基和涂料成膜聚合物发生 交联反映。

x代表可水解的烷氧基部份 ，如甲氧基或乙氧基。此类烷氧基易被空气中的水份 或任何底材外面 的水份 所水解，生成硅醇，进一步和分歧 情势 的羟基反映并释放甲醇或乙醇。这些烷基或硅醇基可以和无机底材外面 、颜料或填料外面 以共价键或氢键毗邻 ，改良涂层附出力 [5]。

图二 硅烷偶联剂与板材键结示意图

三 结语

铝型材外面 易氧化构成 一层致密的氧化膜，所以一般涂料很难透过氧化膜使涂料牢靠 的附着在基材上，造成漆膜附着缺欠。本文研发一种有机硅改性的丙烯酸涂料能很好解决上述问题，使涂料对铝型材的附出力 到达 0级，漆膜耐盐雾侵蚀 时候 高达4000h以上，耐滚水 煮时候 长达4h，极年夜 提高了涂料对高级 铝型材的珍爱 及装潢 功能，具有巨年夜 的市场经济价值。利用 硅烷附出力 增进 剂改性后的丙烯酸涂料，不但 保存了水性丙烯酸涂料漆膜饱满 光滑，高光泽，耐磨，施工简单，低污染等一般长处 ，并且 还具有杰出的附出力 ，为水性丙烯酸涂料的普遍 运用 供给更有益 的前提 。