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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)。