0 前言
常见的水性丙烯酸氨基涂料多以水分散型或水溶型丙烯酸树脂为主要成膜物，这两类树脂含有较多量的亲水溶剂，因而由其制备的涂料中仍含有10% 以上的挥发性有机化合物，而且常常含有毒性较大的乙二醇醚类助溶剂，因此，这并不是真正意义上的环保型涂料。本研究采用自制的含羟基丙烯酸乳液，不含有机溶剂，用分散树脂来分散颜填料，选取适宜的甲醚化三聚氰胺树脂，制备了性能良好的乳液型氨基丙烯酸涂料，涂料体系中的有机挥发物小于2%，因而具有较好的环保性。
1 实验部分
1.1 主要原料
AHE-Y801 含羟基丙烯酸乳液、AHF-100 分散树脂：常州涂料化工研究院；5040、5027 分散剂：日本圣诺普科公司；560 氨基树脂：上海新华树脂厂；Resimene 717 氨基树脂：首诺公司；CYMEL 303 氨基树脂：氰特公司；R-706、R-902 钛白粉：杜邦公司；消泡剂、润湿剂：BYK 公司；增稠剂：罗门哈斯公司。
1.2 涂料的制备
1.2 涂料的制备
乳液型氨基丙烯酸涂料的配方见表1。
生产工艺：将水、分散剂、钛白粉、消泡剂投入容器中，搅拌均匀后，用砂磨机分散至细度小于20 μm，在适宜的容器中投入已分散好的白浆，在搅拌下加入剩余原料（除增稠剂），充分搅拌均匀，后慢慢加入增稠剂调节体系粘度，即得产品。
2 结果与讨论
2.1 树脂的选择
AHE-Y801 含羟基丙烯酸乳液采用无皂聚合技术合成，具有核壳结构，羟基基团主要分布在乳胶粒子的壳表面，这样可使羟基充分与氨基树脂接触并交联，而且它与氨基树脂的混溶性及贮存稳定性较好。
2.2 分散剂的选用
乳液对颜填料的润湿性差，不能直接用于分散颜填料。在制备色漆时，常使用分散剂来分散颜填料，分散剂的使用对涂膜的性能有一定影响。
2.2.1 分散剂的选择
分别用聚羧酸盐类分散剂SN-5040、改性聚羧酸盐类分散剂SN-5027 及自制的带有羟基的分散树脂AHF-100 来分散钛白粉，所得涂膜的性能见表2。
由表2 可见：用分散剂分散钛白粉制备的涂料的耐水性、耐盐水性均明显低于用AHF-100 分散树脂制备的涂料。这是由于分散剂中含有大量的羧基，而羧基与氨基树脂的反应温度在160℃以上，在通常的固化条件下，羧基与氨基树脂反应速度很慢，分散剂主要以游离的形式存在于涂膜中，导致其耐介质性能下降，而AHF-100 分散树脂中的羧基含量较低且其中含有羟基，能与氨基树脂发生交联反应，在涂膜中不以游离形式存在，因而由其制备的涂料的耐介质性较好。
2.2.2 分散树脂的用量
2.2.2 分散树脂的用量
进行分散树脂的不同加量试验，测定研磨后的钛白浆料的粘度，作粘度与分散树脂加量的关系曲线，见图1。
由图1 可知：AHF-100 分散树脂加量为钛白粉质量分的15% 时，浆料的粘度变化已经较小，说明此时钛白粉已得到很好地分散，为安全起见，AHF-100 分散树脂加量为钛白粉质量分的20%。
2.3 氨基树脂的选用
氨基树脂在固化过程中起交联作用，对涂膜的性能影响极大。常见的氨基树脂有甲醇醚化和丁醇醚化两大类，其中甲醇醚化的氨基树脂水分散性较好，常用于水性涂料体系中。
2.3.1 氨基树脂的选取
选取了3 种甲醇醚化的氨基树脂进行比较。560及CYMEL 303 氨基树脂是全甲醇醚化的；Resimene717 氨基树脂则是部分甲醇醚化的，对其配制的涂料及涂膜性能进行了比较，结果见表3。
由表3 的结果可知：使用CYMEL 303 氨基树脂作为固化树脂性能较好。
氨基树脂的加量对涂膜的物理机械及化学性能有重要影响，选取合适的配比，既能起到固化交联的作用，又能保证涂膜的各项性能。氨基树脂加量对涂膜性能的影响见表4。
由表4 可知：随着氨基树脂加量增大，涂膜的交联程度提高，涂膜的硬度及耐介质性变好，但氨基的自行缩聚随之增大，因而涂膜的耐冲击性、柔韧性变差，树脂∶氨基树脂为4∶1 时其性能达到平衡。
2.4 固化条件的选择
2.4 固化条件的选择
2.4.1 固化温度
固化温度对涂膜性能的影响见表5。
由表5 可知：固化温度≤ 130℃时，漆膜的硬度较低，耐介质性较差，这是由于在较低温度下涂膜还未完全固化；而在150℃固化时，虽然涂膜的硬度较高，但光泽、柔韧性、耐冲击性均下降；在140℃固化时，涂膜的综合性能较好，因此固化温度以140℃为宜。
2.4.2 固化时间
固化时间对涂膜性能的影响见表6。
固化时间为20 min 时，涂膜固化不完全，耐介质性稍差，而对涂膜的光泽、耐冲击性及柔韧性则影响不大；而固化时间为40 min 时，涂膜的耐冲击性、柔韧性则又有所下降，综上考虑，固化时间以30 min为宜。
2.5 钛白粉的选择
钛白粉提供涂膜的遮盖力，不同型号的钛白粉对涂膜的性能有一定影响（表7）。
表7 结果表明：R-706 钛白粉具有较好的遮盖力，涂膜的光泽也较高，其余性能则相近。
3 性能测试结果
使用AHE-Y801 含羟基丙烯酸乳液，AHF-100 分散树脂分散R-706 钛白粉制备钛白浆，以CYMEL 303作为交联树脂，制备了乳液型氨基丙烯酸白色涂料，其性能检测结果见表8。
4 结语
随着环保法规的建立、健全以及人们环保意识的增强，各类水性涂料取得了较大发展。我们采用乳液型含羟基丙烯酸树脂为主要成膜物质，用分散树脂来分散颜填料，选择合适的氨基树脂及配比，选用R-706 钛白粉，制备的氨基涂料具有较高的光泽、良好的机械性能及耐化学介质性，尤其是体系中的挥发性有机化合物小于2%，具有明显的环保优势，可广泛用于金属材质表面的涂饰。
