水性丙烯酸乳液增韧有机硅陶瓷涂料的制备和性能研究

以甲基三甲氧基硅烷（ MTMS）、苯基三甲氧基硅烷（ PTMS）等烷氧基硅烷单体、硅溶胶、颜填料和丙烯酸乳液等为原料,四丙基氢氧化铵（ NPr₄OH）为固化催化剂,制备了一种水性丙烯酸乳液增韧改性的有机硅陶瓷涂料。考察了颜基比、固化催化剂、氧化铝、有机硅树脂和丙烯酸乳液用量对漆膜性能的影响。结果表明：丙烯酸乳液对有机硅树脂的增韧改性能有效降低漆膜内应力、提高漆膜耐老化性。当颜基比为 2∶1、100 g涂料中含 35 mg NPr4OH,氧化铝占颜填料质量的 10%、丙烯酸乳液质量分数为 20%时,漆膜铅笔硬度可达到 8H,附着力 1级,耐冲击性 50 cm,耐老化试验可达到 2 500 h,耐盐雾试验 2 300 h。     

D4/A-151共改性新型高硅含量硅丙建筑涂料用乳液制备研究

甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯为主要单体,乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和八甲基环四硅氧烷(D4)对丙烯酸树脂进行改性,预乳化半连续乳液合成法制备性能稳定的硅丙乳液。优化结果表明:MAA/St配比2∶1、A-151/D4配比1∶1;以占丙烯酸单体总质量计算用量,有机硅15%、引发剂0.5%、乳化剂3%、电解质0.5%时,乳液稳定性能高,漆膜吸水率4.28%,附着力0级,其性能满足GB/T 20623-2006《建筑涂料用乳液》的要求。傅里叶红外光谱对树脂表征有机硅成功接枝到丙烯酸树脂分子上。     

改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液的制备及性能研究

以丙烯酸及丙烯酸酯类单体为原料,在预聚过程中加入自制的改性纳米硅溶胶,采用溶液聚合法制备了改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液,研究了反应时间、m(引发剂)/m(单体)和m(SiO_2)/m(单体)对复合乳液稳定性及其漆膜性能的影响。结果表明,反应时间为4 h、m(引发剂)/m(单体)为3%、m(SiO_2)/m(单体)为5%时,复合乳液的综合性能最优。与市售产品相比,所制备的改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液涂膜性能更优,其硬度为4H,附着力0级,冲击强度50 kg·cm,柔韧性2 mm。     

水性丙烯酸酯汽车涂料制备及其漆膜性能研究

合成了水性丙烯酸树脂并用其配制了汽车罩光清漆,研究了硬/软单体配比、丙烯酸单体的用量、芳香酯单体的用量、氨基树脂固化剂/丙烯酸树脂的配比及固化条件对漆膜性能的影响。结果发现,硬/软单体配比为39/35,丙烯酸质量分数为6%,甲基丙烯酸苄酯(BNMA)质量分数为12%,固化剂/树脂配比为40/100,固化温度及时间分别为140℃和30 min时,固化漆膜具有优良的综合性能,其光泽度达到98(60°),冲击强度为0.50 kJ/m,硬度为2H,附着力为0级,耐溶剂、耐紫外老化性能良好。FT-IR分析显示氨基树脂/丙烯酸树脂漆膜固化后表征羟基和甲氧基的吸收峰强度显著变弱,表明氨基树脂和丙烯酸树脂发生了交联固化。     

工程级反光膜表面涂层配方设计及性能评价

按照工程级反光膜的性能要求选定了羟基丙烯酸树脂作为母体树脂,用氨基树脂作为固化剂,磷酸作为催化剂,对反光膜涂层的性能进行了研究,着重考察了母体树脂/固化剂/催化剂配比和烘烤条件对交联固化后的树脂表面涂层性能的影响。结果表明:当m(羟基丙烯酸树脂)∶m(氨基树脂)∶m(磷酸催化剂)=100∶13∶0.4时,在适当烘烤条件下(90℃×2 min+130℃×8 min)可使羟基丙烯酸树脂和氨基树脂的交联固化基本完成,涂层的耐溶剂擦拭性、耐盐雾性、耐老化性表现优异。当烘烤条件为90℃×2 min+140℃×8 min时,丙烯酸树脂固化涂层的拉伸强度和断裂伸长率能达到作为工程级反光膜表面涂层的要求。     

甲基硅油改性丙烯酸树脂乳液的合成与性能研究

本论文以D4、KOH、DMSO、MM、KH-570为原料,通过聚合反应生成含有双键的有机硅低聚物;再以十二烷基苯磺酸钠为乳化剂,过硫酸氢钠为引发剂制备有有机硅改性丙烯酸树脂乳液。然后分别采用傅利叶红外光谱仪、粒径分析仪、热重分析仪等对不同硅含量的丙烯酸树脂乳液进行性能分析和结构表征。结果表明有机硅改性的丙烯酸树脂在1680~1550cm~(-1)区间有很强的吸收峰,说明C=C已经被成功引入;共聚法制出的丙烯酸树脂在一定温度范围内它的失重率小于物理共混法制得的,进而说明其热稳定性更好;对其进行性能分析结果显示出:在有机硅含量为2%时,乳液的耐酸性最好;在有机硅含量为8%时,样品耐碱性最优;在有机硅含量为6%时,乳液的耐热性最强。粒径分析结果显示:化学共聚法优于物理共混法,当有机硅含量为6%时,乳液的稳定性最小。     

相反转法制备丙烯酸改性醇酸树脂乳液的研究

为提高醇酸树脂性能,制备了干燥速率快、硬度高、低VOCs的乳液,采用相反转法制备丙烯酸改性醇酸树脂乳液,探究了乳化温度、碱加量、剪切速率等工艺条件对乳液稳定性及漆膜性能的影响。结果表明,在N,N-二甲基甲酰胺质量为5.3 g/(400 g树脂)、乳化剂质量分数为6%、乳化温度为85℃、剪切速率为5 000～7 000 r/min时,制备的丙烯酸改性醇酸树脂乳液稳定性好,漆膜的干燥、耐水等性能均得到较大提高。     

自乳常温固化环氧酯-丙烯酸树脂乳液的制备与性能

通过亚麻油酸和丙烯酸分步酯化再与丙烯酸酯类单体自由基接枝共聚改性环氧树脂E20,制备自乳型常温固化环氧酯-丙烯酸树脂(EGA)。讨论了制备中间体(EM)的最优工艺、EM与丙烯酸酯类单体最佳质量比等对漆膜化学物理性能的影响。结果表明,较佳合成条件为:亚麻油酸、丙烯酸、环氧树脂E20质量比35∶10∶55,酯化温度120℃。EM与丙烯酸酯类单体质量比1∶0. 4,接枝温度95℃。此条件下接枝共聚得到的乳液粒径平均80 nm,乳液稳定性良好。常温固化时长24 h,漆膜硬度可达到2H,耐盐雾性能可达72 h以上。与市售物混环氧酯-丙烯酸树脂涂料相比,接枝共聚改性使树脂的交联密度增加,增强环氧酯-丙烯酸树脂的耐盐雾和耐冲击性等机械性能。     

自乳常温固化环氧酯-丙烯酸树脂乳液的制备与性能

通过亚麻油酸和丙烯酸分步酯化再与丙烯酸酯类单体自由基接枝共聚改性环氧树脂E20,制备自乳型常温固化环氧酯-丙烯酸树脂(EGA)。讨论了制备中间体(EM)的最优工艺、EM与丙烯酸酯类单体最佳质量比等对漆膜化学物理性能的影响。结果表明,较佳合成条件为:亚麻油酸、丙烯酸、环氧树脂E20质量比35∶10∶55,酯化温度120℃。EM与丙烯酸酯类单体质量比1∶0. 4,接枝温度95℃。此条件下接枝共聚得到的乳液粒径平均80 nm,乳液稳定性良好。常温固化时长24 h,漆膜硬度可达到2H,耐盐雾性能可达72 h以上。与市售物混环氧酯-丙烯酸树脂涂料相比,接枝共聚改性使树脂的交联密度增加,增强环氧酯-丙烯酸树脂的耐盐雾和耐冲击性等机械性能。     

植物油基水性双组分清漆的研制

从不同乳液中选择大豆油改性水性聚氨酯分散体和丙烯酸乳液为主体树脂,添加消泡剂、流平剂等制得水性植物漆。研究了大豆油改性水性聚氨酯分散体和丙烯酸乳液配比,以及不同消泡剂、分散剂等助剂与固化剂对漆膜性能的影响。结果表明:当大豆油改性水性聚氨酯分散体质量分数为60%,丙烯酸乳液质量分数为20%,固化剂选用5%的万华269,分散剂选择0.3%的Tego380,以Tego810搭配少量Tego902W为消泡剂(用量0.4%),防沉剂用量为1%,蜡乳液用量为3%时,所得漆膜性能较优,硬度为HB,附着力0级,60°光泽21.7,耐液性均达到国家标准。     

聚乙二醇改性环氧丙烯酸阴极电泳涂料用乳液的制备

以聚醚多元醇改性环氧丙烯酸酯为主体树脂制备了阴极电泳涂料用乳液。讨论了聚醚多元醇的种类和用量对改性环氧丙烯酸乳液及其涂膜性能的影响,以及扩链反应温度和时间对环氧基转化率的影响。通过红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)对改性前后的环氧丙烯酸阳离子树脂进行了表征。试验发现,以PEG1000为扩链剂,用量为13%~14%,在90°C下反应4h,制得的改性环氧丙烯酸乳液平均粒径65.49nm,ζ电位58.3mV,乳液黏度0.21Pa.s,常温下放置300d未分层。改性后的阴极电泳涂料漆膜柔韧性为0.5mm,附着力0级,硬度2H,冲击强度50kg.cm,耐水性达到208h,性能明显优于改性前的漆膜。     

底面合一阴极电泳涂料用乳液的研制

采用化学接枝法,以功能丙烯酸树脂、环氧树脂为原料,合成底面合一阴极电泳涂料用环氧丙烯酸树脂。研究了乳液状态、电泳漆膜外观及漆膜性能等。实验结果表明,功能丙烯酸树脂与环氧树脂的质量比为1∶1,可制得稳定的电泳涂料用乳液,乳液pH在5.5左右,电导率1300μs/cm左右;与电泳专用色浆配套使用,漆膜外观平整,附着力优异(0级),得到耐盐雾性能(500 h)和耐候性(300 h,保光率≥70%)优良的底面合一阴极电泳涂料。     

一种氮系聚酯改性丙烯酸功能涂料的研制

以自制氮系聚酯改性丙烯酸树脂为成膜物质,氨基树脂为交联剂,制备出一种对各种金属基材附着良好的聚酯改性丙烯酸功能涂料。对影响涂料性能的一些因素,如氨基树脂种类和配比,以及各种助剂如分散剂、流平剂、流变助剂、有机溶剂等进行了研究。结果表明,选择582氨基树脂作为交联剂,当丙烯酸树脂与氨基树脂二者配比在3∶1左右时,漆膜的性能优异。选用0.5%~1%BYK的一种分散剂,当两种流平剂配合使用,选用0.5%~1.5%的一种聚酰胺蜡作为流变助剂,稀释剂采用冬夏两种配方时,涂料综合性能最佳。     

改性氨基丙烯酸乳胶漆的研制

以羟基丙烯酸水溶胶改性羟基丙烯酸乳液为成膜树脂 ,完全和部分甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂为固化剂 ,配制高温 ( 15 0～ 15 5℃ )烘烤和中温 ( 12 5～ 13 0℃ )烘烤 2种氨基丙烯酸乳胶漆。当固化剂为成膜树脂的 8%～10 % ,颜基比 (质量比 )为 0 2 9∶1 0 0时 ,漆膜附着力均达到 1级 ;耐冲击性为 5 0cm ;硬度 >2H ,45°光泽约为 70 % ;耐温水 ( 5 0～ 5 3℃ ) 10h以上 ,遮盖力和施工性能良好。该类烘烤漆可用于对光泽要求不高的场合 ,如金属卷材、罐头盒和金属包装桶等     

有机硅改性丙烯酸阳极电泳漆的合成

以乙醇为溶剂,将正硅酸乙酯(TEOS)与乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)经酸催化合成了一种表面带有乙烯基的活性二氧化硅粒子,然后将其与丙烯酸树脂聚合得到透明的有机硅改性阳极电泳漆。研究了有机硅的添加方式对反应过程,有机硅含量对改性丙烯酸树脂的玻璃化转变温度、黏度以及电泳漆性能的影响,采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热和热重分析等对改性丙烯酸树脂进行了表征。结果表明,有机硅的最佳添加方式是与部分单体预混后逐滴滴加。随着有机硅含量的增大,改性丙烯酸树脂的黏度、玻璃化转变温度和耐热性提高。当有机硅添加量为0.8%~1.2%时,电泳漆膜的综合性能较好。     

有机硅改性丙烯酸树脂荧光涂料的研究

研究了荧光颜料乳液直接分散于有机硅改性丙烯酸树脂基料中制成高性能荧光涂料的方法。结果表明:树脂制备过程控制在pH为6～7,反应温度为62～64℃,得到基料乳液,再直接加入荧光颜料乳液和各种助剂,配成荧光涂料,其荧光性能强,涂层性能优良。     

有机硅改性丙烯酸聚氨酯涂料的制备

以过氧化二苯甲酰为引发剂,将不同用量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与苯乙烯、丙烯酸酯类单体进行共聚,合成有机硅改性含羟基丙烯酸树脂。红外光谱证实有机硅成功地引入到丙烯酸树脂中。用该有机硅改性树脂与N3390固化剂反应,制成有机硅改性聚氨酯涂料,考察了有机硅含量对漆膜性能的影响。     

有机硅改性丙烯酸酯的合成及应用

以八甲基环四硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸为原料,采用预乳化连续滴加法制得了有机硅-丙烯酸酯乳液。探讨了乳化剂种类、乳化剂配比等因素对有机硅乳液的影响。结果表明,采用非离子型表面活性剂AEO-3、AEO-7、AEO-9和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)制备乳液,且当m(SDBS)∶m(AEO)为1∶1.82时,乳液稳定性好。通过Fox方程设计聚丙烯酸酯的玻璃化温度(理论值)确定各类丙烯酸单体的配比,对有机硅丙烯酸酯性能进行了讨论分析,Tg=-10℃的有机硅改性丙烯酸酯性能较好。     

高性能水性丙烯酸氨基烤漆的研制

以羟基丙烯酸树脂、氨基树脂为成膜物质,复配功能助剂及防锈颜料,开发高性能水性丙烯酸氨基烤漆,考察附着力促进剂、酸催化剂、氨基树脂与丙烯酸树脂质量比及防锈颜料等配方比例对烤漆性能影响。结果表明:(1)附着力促进剂最佳用量为3%(质量分数,后同),能显著增强烤漆附着力,提高涂层铅笔硬度、耐冲击及耐水、耐盐雾等性能;(2)酸催化剂最佳用量为1%,能促进丙烯酸树脂与氨基树脂反应,将烤漆固化温度从150℃降低到135℃;(3)氨基树脂与羟基丙烯酸树脂最佳质量比为1∶5;(4)纳米粒径三聚磷酸铝防锈颜料对烤漆耐盐雾性能影响明显,当其质量分数为5.0%时,烤漆耐盐雾时间最长,达500 h。     

玻璃涂料用有机硅改性羟基丙烯酸乳液的制备

分别采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和丙烯酸(AA)为主单体,有机硅单体151、152或172为改性单体,十二烷基硫酸钠(SDS)和Span80为乳化剂,过硫酸铵为引发剂,采用半连续种子乳液聚合法制得一种含羟基的有机硅丙烯酸乳液。研究了有机硅单体种类和用量,HEA用量,BA和MMA质量比,乳化剂亲水亲油平衡(HLB)值和p H对乳液性能和漆膜性能的影响,得到较佳的乳液配方为:有机硅单体1 723.50 g,BA 13.50 g,MMA 13.50 g,HEA 13.50 g,乳化剂(HLB值为16.0)5.00 g,过硫酸铵0.25 g。采用该配方所得乳液转化率高于98.00%,凝胶率低于1.00%,平均粒径为120 nm,粒径分布小于0.100,各项稳定性合格,漆膜附着力达1级,铅笔硬度为3H。