陳明干，董穎，嚴(yán)長(zhǎng)應(yīng)，熊標(biāo)

(1.廣東三和化工科技有限公司，廣東 中山 528429；2.廣東衛(wèi)斯理化工科技有限公司，廣東 廣州 511365)

0 引言

涂料的結(jié)構(gòu)實(shí)用，價(jià)格便宜，效果顯著，是附加價(jià)值高的化學(xué)品[1]。用涂料噴涂不僅能在房屋和金屬等表面上起到裝飾和識(shí)別的作用，還可以防止表面生銹和延長(zhǎng)使用的壽命[2]。在20世紀(jì)，熱塑性丙烯酸樹(shù)脂被研究人員發(fā)現(xiàn)改良后使其可以大量運(yùn)用。之后，逐漸轉(zhuǎn)向了多個(gè)領(lǐng)域的使用，特別是建筑涂料行業(yè)[3]。熱塑性丙烯酸樹(shù)脂的揮發(fā)性使得它具有保光性、附著力強(qiáng)、耐磨、耐水性、耐堿性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。另外，其使用方式較多，對(duì)環(huán)境條件的要求不高，即使在冬天施工也很方便[4]。涂料在施工時(shí)，涂料中的樹(shù)脂、顏料一般不宜調(diào)整，而涂料中的溶劑卻能任意調(diào)整比例，達(dá)到最佳施工黏度。因此，合適的混合溶劑比例在涂料生產(chǎn)過(guò)程中起到非常重要的作用，是涂料組分中不可或缺的一部分。本文考察了混合溶劑在熱塑性丙烯酸樹(shù)脂體系中的應(yīng)用情況。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

丙烯酸樹(shù)脂；丙酮；乙二醇甲醚；醋酸乙酯；助溶劑；鈦白粉；DME氣體。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

黑白卡紙；冷軋鋼板；分散攪拌機(jī)，上?，F(xiàn)代環(huán)境；QHQ涂膜鉛筆劃痕硬度儀，天津儀表；分光測(cè)色儀，廣州艾比錫；涂膜沖擊器，上?，F(xiàn)代環(huán)境；自動(dòng)噴涂機(jī)，WGG60-E4光度計(jì)，科仕佳；鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱，常州國(guó)立試驗(yàn)設(shè)備研究所；玻璃珠(d=0.8～1.2)；鐵制罐子和配套按頭閥門。

1.3 丙烯酸樹(shù)脂涂料的制備

準(zhǔn)確稱取丙烯酸樹(shù)脂加入料桶，加入表1中2～6的溶劑，在轉(zhuǎn)速為400～500 r/min的分散機(jī)中分散溶解，攪拌時(shí)加入鈦白粉攪拌15 min后用500目的過(guò)濾袋進(jìn)行過(guò)濾；倒入罐子，裝入玻璃珠閥門按頭等后打進(jìn)氣體DME，得到手搖式自動(dòng)噴漆，在自動(dòng)噴涂機(jī)上以相同的速度在底材上進(jìn)行噴涂。

表1 實(shí)驗(yàn)配方表

1.4 樣板的制備

樣板材質(zhì)為冷軋鋼板，噴涂前需要打磨和脫脂。打磨完成后用酒精把表面灰塵洗凈晾干后用保鮮膜密封等待使用。

1.5 測(cè)試與表征

漆膜與液漆的性能檢測(cè)均按照國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 測(cè)試結(jié)果

根據(jù)配方制備了丙烯酸涂料，其性能測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 性能測(cè)試結(jié)果

2.2 樹(shù)脂固含量對(duì)漆膜性能的影響

樹(shù)脂中含有不飽和鍵，在氧的作用下會(huì)存在老化等問(wèn)題[5]。涂料里樹(shù)脂固含量的占比影響涂料流動(dòng)性能和耐污性能[6]。固含量越高其光澤度越好，也能減少污染，但是耐候性和耐酸性就越低，且施工黏度較高不利于使用[7]。并且樹(shù)脂的種類和固含量影響涂料的涂布率，也就決定了產(chǎn)品的成本和價(jià)值，合適的樹(shù)脂固含量不僅能表現(xiàn)良好的性能，也能大大減少成本。按GB/T 1758—1979(1989)涂料使用量測(cè)定法：

式中：R為涂布率(m2/L)；X為使用量(g/m2)；ρ為液體涂料的密度(g/mL)。

篩選不同的固含量的丙烯酸樹(shù)脂，實(shí)驗(yàn)不同固含量下對(duì)涂料涂布率的影響，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 樹(shù)脂固含量對(duì)漆膜性能的影響

由表4可以看出，丙烯酸樹(shù)脂的最低固含量40%的涂布率最低，且因固含量低導(dǎo)致干燥慢，粘接力低，噴出效果差容易流掛；而樹(shù)脂固含量為60%的涂料涂布率最高，但固含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致涂料變脆，降低了涂料的韌性；綜合樹(shù)脂固含量40、50、55的涂料效果來(lái)看，處于固含量50%附近的涂料性能是最為理想的，所以綜合表4結(jié)果，選擇樹(shù)脂固含量為50±2%的丙烯酸樹(shù)脂。

2.3 混合溶劑對(duì)耐候性色差的影響

溶劑涂料適合不同的施工條件，而溶劑涂料的涂層可阻擋空氣，減少破裂問(wèn)題[8]。擁有較多氫原子的甲苯更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移反應(yīng)，可以使樹(shù)脂黏度和聚合度降低[9]。溶劑是聚合反應(yīng)的重要影響因素，必須選擇與樹(shù)脂相匹配，才能不影響漆的配合過(guò)程，保證合成過(guò)程穩(wěn)定的溶劑系統(tǒng)[10]。使用打磨好的四個(gè)鐵板均勻噴涂后，一個(gè)放置陰涼通風(fēng)的位置，一個(gè)放置在暴曬場(chǎng)，一個(gè)放入烘箱，最后一個(gè)用塑料膜密封作為標(biāo)準(zhǔn)板，考察不同環(huán)境下涂料的耐候性，每個(gè)月進(jìn)行一次使用分光測(cè)色儀測(cè)量，根據(jù)Eab容差公式(2)：

得到陰涼的L值和暴曬的L值及暴曬板的色差ΔE值，如表5所示。

表5 混合溶劑對(duì)耐候性色差的影響

由表5可以看出，通過(guò)選定比例的混合溶劑制成的涂料，在陰涼處的樣板測(cè)得L值無(wú)明顯變化，表示在陰涼處涂料色相穩(wěn)定；而在暴曬場(chǎng)暴曬的樣板L值有略微的減小趨勢(shì)，表明暴曬的時(shí)間越長(zhǎng)，涂料的色相就會(huì)越來(lái)越不穩(wěn)定，其顏色就會(huì)越淺且發(fā)白。從分光測(cè)試儀中測(cè)量暴曬場(chǎng)的色差值ΔE對(duì)比，也可以看出涂料雖然色差在逐步偏大，但是在三個(gè)月的時(shí)間內(nèi)色相上便無(wú)明顯差別，而熱儲(chǔ)3個(gè)月后的涂料色差最大為1.09，有了輕微的色差變化。

3 結(jié)語(yǔ)

樹(shù)脂能確定涂料的主要特性，但混合溶劑對(duì)涂料的性能有著巨大的影響。通過(guò)篩選與對(duì)比，選擇合適體系的樹(shù)脂與混合溶劑比例會(huì)使涂料具有良好的綜合性能。本文通過(guò)篩選樹(shù)脂固含量及混合溶劑比例的實(shí)驗(yàn)(選擇固含量為50%±2%的丙烯酸樹(shù)脂作為成膜物質(zhì)，選擇丙酮、乙二醇甲醚、醋酸乙酯、助溶劑等確定混合溶劑的比例)，制成一種耐鹽霧性、耐高溫的丙烯酸漆，其性能符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。