2.2.1 對(duì)漆膜硬度的影響測(cè)試
表三 固化劑/樹脂配比對(duì)漆膜硬度的影響
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m(固化劑)/m(樹脂) |
1:2 |
1:3 |
1:4 |
|
鉛筆硬度H≥ |
4 |
3 |
2 |
由以上表格的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在有機(jī)硅改性的丙烯酸涂料配方中，固化劑的添加量越大，漆膜的鉛筆硬度越大。
表四 固化劑/樹脂配比對(duì)漆膜耐水煮性能的影響
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m(固化劑)/m(樹脂) |
1:2 |
1:3 |
1:4 |
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耐水煮時(shí)間/h T≥ |
3 |
4 |
1 |
注：板材在100℃的水中煮后附著力仍能達(dá)到0級(jí)的最長(zhǎng)時(shí)間
由以上表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在有機(jī)硅改性的丙烯酸涂料配方中，固化劑的添加量越大，漆膜耐水煮的時(shí)間越長(zhǎng)，然而，漆膜的硬度過大會(huì)極大的影響漆膜的柔韌性，不利于鋁材的后期彎折加工，使彎折處爆漆脫離，綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，固化劑與樹脂的質(zhì)量比優(yōu)選1:3為宜。
2.2.2 氨基固化劑的作用機(jī)理
固化劑是一類能增進(jìn)或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)，又名硬化劑、熟化劑或變定劑。樹脂固化是經(jīng)過縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng)，使熱固性樹脂發(fā)生不可逆的變化過程，固化劑對(duì)涂料而言是必不可少的添加劑（詞條“添加劑”由行業(yè)大百科提供），否則樹脂不能固化，進(jìn)而對(duì)固化物的力學(xué)性能、耐熱性、耐水性和耐腐蝕性等都會(huì)產(chǎn)生很大影響[4]。
本文采用的固化劑是六甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂，該固化劑在反應(yīng)溫度和酸性催化劑（詞條“催化劑”由行業(yè)大百科提供）作用下，它的甲氧基(-OCH3)與丙烯酸樹脂中的羥基(-OH)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理如下圖所示
圖一 丙烯酸樹脂與氨基固化劑交聯(lián)反應(yīng)機(jī)理示意圖
2.3 有機(jī)硅改性劑用量對(duì)漆膜附著力的影響
表三 對(duì)附著力的影響測(cè)試
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硅烷質(zhì)量分?jǐn)?shù) |
干附著力 |
濕附著力 |
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1h |
2h |
3h |
4h |
|
0 |
0級(jí) |
1級(jí) |
2級(jí) |
4級(jí) |
5級(jí) |
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2% |
0級(jí) |
0-1級(jí) |
1級(jí) |
1-2級(jí) |
2級(jí) |
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3% |
0級(jí) |
0級(jí) |
0級(jí) |
0級(jí) |
0級(jí) |
注：干附著力是指未經(jīng)水煮時(shí)測(cè)的附著力，濕附著力是噴有改性漆膜的板材在100℃的水中分別煮1h、2h、3h和4h后測(cè)的漆膜附著力
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，經(jīng)過有機(jī)硅改性的涂料漆膜的附著力明顯好于未改性涂料漆膜，在一定范圍內(nèi)，漆膜的附著力隨有機(jī)硅改性劑添加量的增加而提高，從性能和成本考量，優(yōu)選3%的硅烷改性劑。
注： 無(wú)-沒有腐蝕起泡;輕微-漆膜有輕微起泡;較嚴(yán)重-漆膜有較嚴(yán)重起泡;嚴(yán)重-漆膜有嚴(yán)重起泡
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，經(jīng)過有機(jī)硅改性的涂料漆膜的耐腐蝕性明顯好于未改性涂料漆膜;有機(jī)硅改性劑添加量越多漆膜的耐腐蝕能力越強(qiáng)。
2.3 硅烷改性劑的作用機(jī)理
本實(shí)驗(yàn)所用的硅烷改性劑為一種有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑，此類促進(jìn)劑的通式RnSiX(4-n)，其中，R是烷基、芳基、有機(jī)功能基等有機(jī)基團(tuán)或這些基團(tuán)的任意組合。R提供該大分子與其他有機(jī)分子的相容的能力，進(jìn)而讓硅烷與涂料的成膜聚合物（詞條“聚合物”由行業(yè)大百科提供）形成IPN(互穿網(wǎng)絡(luò)聚合)，或R中的功能基和涂料成膜聚合物產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)。
x代表可水解的烷氧基部分，如甲氧基或乙氧基。此類烷氧基易被空氣中的水分或任何底材表面的水分所水解，生成硅醇，進(jìn)一步和不同形式的羥基反應(yīng)并釋放甲醇或乙醇。這些烷基或硅醇基可以和無(wú)機(jī)底材表面、顏料或填料表面以共價(jià)鍵或氫鍵連接，改進(jìn)涂層附著力[5]。
圖二 硅烷偶聯(lián)劑與板材鍵結(jié)示意圖
三 結(jié)語(yǔ)
使用硅烷附著力促進(jìn)劑改性后的丙烯酸涂料，不僅保留了水性丙烯酸涂料漆膜豐滿平滑，高光澤，耐磨，施工簡(jiǎn)單，低污染等一般優(yōu)點(diǎn)，而且還具有良好的附著力，為水性丙烯酸涂料的廣泛應(yīng)用提供更有利的條件。
參考文獻(xiàn)
[1] 張磊,朱顏,王維等.水性防腐涂料的研究進(jìn)展和展望 [J].上海涂料,2012,50(1);38-40.
[2] 張心亞,魏霞.水性涂料的最新研究進(jìn)展 [J].涂料工業(yè),2009,39(12);17-25.
[3] LI X F, ZHANG J F, ZHOU X P, et al. Synthesis of core-shell fluoro-acrylate copolymer latex via emulsion polymerization and itsapplication in ink-jet ink[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2012,126(1):110-115.
[4] 劉國(guó)杰.有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑開發(fā)與應(yīng)用的進(jìn)展 [J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2006,12;13-18.
[5] WALKER P. Organosilanes as adhesion promoters for organic coatings [J]. PartI: Silanes on the Metal Surface,1982,65:415-422.
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