第三節 高固體份丙烯酸漆
常用的丙烯酸氨基烘漆含固量為40~50%,而高固體丙烯酸有54~56%(體積)或70~72%(質量)的含固量?梢怨澕s大量溶劑,由于涂膜厚度增加可以減少層數,從而起到較好的節能及省工效果。
一、高固體丙烯酸酯漆的特點及技術關鍵
高固體丙烯酸酯漆基于其固體含量高,只能用低分子量的齊聚物來制造,其漆膜的各方面性能要依靠交聯后分子增長來達到。丙烯酸酯高固體漆多數是依靠側鏈帶羥基的熱固性樹脂與高固體含量的甲醚化三聚氰胺甲醛樹脂制成。樹脂的數均分子量必須低至2000~6000才能使固體分達到70%左右而粘度不太高。
1.樹脂的分子量分布與羥基分布
每個樹脂分子上至少要有2個以上的羥基才能與氨基樹脂交聯成體型大分子。如果樹脂上只有一個羥基,這個分子的樹脂在成膜過程中實際上只能起大分子斷鏈端基作用。如果樹脂上不含羥基,這個分子就只能成為混合在成膜物中的一個低分子混合物。后兩種現象必須避免。
由于分子量極小,就必需有極窄的分子量分布并且有足夠的羥基酯單體參加聚合,才能確保每個樹脂分子上都有兩個以上的羥基。Mw/Mn<2。
圖10.3 分子量與固體分的等粘度曲線 1-1Pa·s; 2-0.3Pa·s; |
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作為高固體分涂料應在可以施工的粘度情況下具有固體分接近70%或更高。Mercurio及Lewis所繪制的分子量、固體分的等粘度曲線(圖10.3)說明了三者之間的關系。
假定施工應用的合適粘度為0.1 Pa·s左右,則只有分子量為2000~3000時才能使固體分達到70%。固體分是不允許更低的,即我們面臨的課題是不單純依靠降低分子量來降低涂料粘度。
3.施工應用時的流掛及縮孔
高固體涂料在升高溫度時所導致的粘度下降十分嚴重,溶劑揮發所引起的粘度增高遠不能與之相抵。所以在施工及加熱烘烤過程中,會因粘度下降而引起嚴重的流掛,這種流掛現象不易用施工工藝條件來克服,須在制漆配方中采取措施來解決。
另一種在高固體涂料施工中常遇到的漆膜缺陷就是縮孔現象,縮孔大多是由尚未干燥漆膜上的雜質顆粒所引起,顆粒使周圍涂層的表面張力降低,使之向外圍的較高表面張力的涂層流去而形成凹形縮孔,孔內中心為雜質顆粒。高固體涂料中所用的低聚物和溶劑的極性都比常規涂料的大,與雜質顆粒的表面張力相差就更大,所以有顆粒存在時,其周圍產生的表面張力差更易導致縮孔。
4.涂料貯存過程中的沉淀
高固體丙烯酸酯漆成品的粘度一般正好是施工應用時的粘度,而常規的丙烯酸酯烘漆則可以在施工時再加入20%~25%的溶劑稀釋,所以后者包裝時的粘度遠較前者為高,不會發生成品貯存期內沉淀的問題。高固體漆中的顏料體積比,必須保證遮蓋力的需要,一般不低于常規型涂料。固體分越高,單位體積中顏料的質量也越大,如不采取適當措施,則在貯存期間將較易出現沉淀,這個問題也是在設計配方時應考慮的。