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固化劑用量對(duì)羥基丙烯酸產(chǎn)品漆膜性能的影響
涂料工業(yè)中,固化固化劑的劑用使用是為了促進(jìn)、控制、量對(duì)南昌虹盾防水材料有限公司調(diào)節(jié)固化反應(yīng)的羥基物質(zhì)。對(duì)于熱固性丙烯酸樹(shù)脂,丙烯尤其是酸產(chǎn)含羥基的丙烯酸樹(shù)脂,其固化是品漆經(jīng)過(guò)縮合、閉環(huán)、膜性加成或催化等過(guò)程完成化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)。影響只有固化劑中的固化-NCO基團(tuán)和羥基丙烯酸樹(shù)脂中的-OH基團(tuán)完全反應(yīng),涂料才能從液相轉(zhuǎn)變成固相,劑用成膜物間的量對(duì)南昌虹盾防水材料有限公司高分子才能形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),賦予涂料漆膜性能良好的羥基硬度、附著力、丙烯豐滿(mǎn)度、酸產(chǎn)耐沖擊強(qiáng)度、耐高溫黃變性、耐候性、耐化學(xué)性、耐玷污性,提高涂料的使用壽命。
本文選取2組不同羥基含量的羥基丙烯酸樹(shù)脂為例,通過(guò)計(jì)算固化劑用量配比和漆膜性能測(cè)試,分析不同固化劑的用量對(duì)羥基丙烯酸樹(shù)脂固化成膜及漆膜性能的主要影響因素。
1材料和實(shí)驗(yàn)方法
1.1材料
原材料A:固體含量65%,羥值90的羥基丙烯酸樹(shù)脂
原材料B:固體含量70%,羥值138的羥基丙烯酸樹(shù)脂
原材料C:日本聚氨酯固化劑,NCO%=19.6%
1.2制備方法:分別用原材料A和原材料B制備灰色高光面漆,通過(guò)計(jì)算固化劑用量,將制備好的色漆與計(jì)算好的固化劑、稀釋劑適量調(diào)至均勻混合為止,分別在長(zhǎng)×寬×厚=120mm×50mm×0.3mm的馬口鐵試板上噴涂,靜置168h,待涂膜完全干燥后進(jìn)行測(cè)試。
1.3檢測(cè)儀器
漆膜沖擊儀、漆膜附著力測(cè)試儀、光澤測(cè)定儀等。
2固化劑用量配比計(jì)算
2.1固化劑最佳用量配比計(jì)算
羥基含量/%(OH/%)=羥值÷33
固化劑用量/g
=1.02×2.47×羥基樹(shù)脂用量×樹(shù)脂固體含量×樹(shù)脂羥基含量/%
固化劑的NCO/%
2.2A、B組各取100g成品漆所需的固化劑最佳用量和配比見(jiàn)表1:
表1不同羥基丙烯酸樹(shù)脂所需固化劑用量
組別
樹(shù)脂固體含量NV
樹(shù)脂羥基含量
固化劑用量
最佳用量配比
A樹(shù)脂成品漆
65%
2.73
11.94
100:12
B樹(shù)脂成品漆
70%
4.18
20.01
100:20
3檢測(cè)結(jié)果
3.1固化劑的用量與漆膜性能檢測(cè)
為了能更好地檢驗(yàn)與判斷固化劑用量對(duì)樹(shù)脂固化成膜后的性能指標(biāo)與漆膜外觀的影響,以上述計(jì)算好的固化劑最佳用量為基礎(chǔ),增加2組數(shù)據(jù),即:固化劑最佳用量減30%(以-30%代替)和加30%(以+30%代替),分別與材料中的A、B組羥基丙烯酸樹(shù)脂在常溫(25℃)下進(jìn)行試驗(yàn)。
3.1.1A組樹(shù)脂在不同固化劑用量時(shí)的漆膜性能
A組羥基丙烯酸樹(shù)脂(固體含量NV:65%±2%,羥基含量:2.73%)分別與不同用量的固化劑進(jìn)行配比時(shí),漆膜性能與外觀見(jiàn)表2。
3.1.2B組樹(shù)脂在不同固化劑用量時(shí)的漆膜性能
B組羥基丙烯酸樹(shù)脂(固體含量NV:70%±2%,羥基含量:4.18%)分別與不同用量的固化劑進(jìn)行配比時(shí),漆膜性能與外觀見(jiàn)表3。
表2A組羥基丙烯酸樹(shù)脂在不同固化劑用量漆膜性能
檢測(cè)項(xiàng)目
要求
100:16
100:12
100:8
1.硬度≥
0.5
0.7
0.61
0.5
2.光澤(60°)
90
91.5
90.2
87
3.劃格實(shí)驗(yàn),級(jí)≤
1
1
1
2
4.柔韌性,mm
1
2
1
2
5.沖擊強(qiáng)度,cm
50
45
50
45
6.耐水性(浸于符合GB/T6682三級(jí)水中168h)實(shí)測(cè)
漆膜不起泡、不脫落,允許輕微變色
合格
合格
起泡
7.耐人工加速老化(600h)
≤1
1
1
2
表3B組羥基丙烯酸樹(shù)脂在不同固化劑用量漆膜性能
檢測(cè)項(xiàng)目
要求
100:26
100:20
100:14
1.硬度≥
0.5
0.75
0.63
0.52
2.光澤(60°)
90
95
92.5
86.5
3.劃格實(shí)驗(yàn),級(jí)≤
1
0
0
1
4.柔韌性,mm
1
2
1
2
5.沖擊強(qiáng)度,cm
50
45
50
45
6.耐水性(浸于符合GB/T6682三級(jí)水中168h)實(shí)測(cè)
漆膜不起泡、不脫落,允許輕微變色
合格
合格
起泡
7.耐人工加速老化(1200h)
≤1
1
1
2
4結(jié)果與討論
4.1羥基含量的影響
由表1可知,羥基含量越大時(shí),固化劑用量也越大,反之亦然。羥基是丙烯酸樹(shù)脂側(cè)鏈上作為后期交聯(lián)的活性官能團(tuán),作用是增大樹(shù)脂的極性,改良漆膜的附著力和潤(rùn)濕分散性。因此,羥基含量越大,使得漆膜交聯(lián)密度變大,制備出的涂料漆膜物理性、化學(xué)性、機(jī)械性能和漆膜外觀越好。
4.2固化劑用量的影響
由表1可知,對(duì)于羥基丙烯酸樹(shù)脂,當(dāng)它們使用同一固化劑時(shí),則固化劑用量和最佳配比由樹(shù)脂自身的羥基含量決定。由表表3可知,若固化劑用量添加過(guò)少,固化不充分,影響成膜物質(zhì)間的交聯(lián)密度,導(dǎo)致涂層硬度不夠,附著力變差,由1級(jí)變?yōu)?級(jí);漆膜沖擊強(qiáng)度變差,由50變?yōu)?5;漆膜柔韌性變差由1級(jí)變?yōu)?級(jí);耐水性變差在168h均會(huì)出現(xiàn)起泡現(xiàn)象;耐人工加速老化性性能也會(huì)大幅度降低。但若固化劑用量添加過(guò)多,樹(shù)脂固化速度過(guò)快,影響交聯(lián)強(qiáng)度,使得漆膜易發(fā)脆裂開(kāi),漆膜附著力、漆膜沖擊強(qiáng)度、漆膜柔韌性也會(huì)變差。
5結(jié)論
1)計(jì)算固化劑最佳配比時(shí),羥基丙烯酸樹(shù)脂的固化劑用量由樹(shù)脂的羥基含量決定。
2)通過(guò)固化劑用量對(duì)漆膜性能的影響測(cè)試可知,固化劑用量過(guò)少,影響漆膜的硬度,沖擊強(qiáng)度和附著力變差,漆膜耐性及人工加速老化性能明顯變差;固化劑用量過(guò)多,影響漆膜的交聯(lián)強(qiáng)度,使得漆膜易發(fā)脆裂開(kāi)。
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