日期：2022-04-22
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118 核心提示：0 前言玻璃及玻璃制品的涂装保护与装饰在工业和民用领域有着广泛的需求，特别是包装用玻璃制品、精细玻璃制品(包括玻璃工艺品)、
0 前言
玻璃及玻璃制品的涂装保护与装饰在工业和民用领域有着广泛的需求，特别是包装用玻璃制品、精细玻璃制品(包括玻璃工艺品)、玻璃纤维制品、特殊玻璃制品，如透镜和玻璃仪器以及彩色装饰玻璃制品等都需要在表面涂保护层和装饰涂层。玻璃涂料多见溶剂型产品，随着环保意识的提高和环保法律法规的健全，水性涂料受到了极大的重视。现阶段，玻璃涂料的水性化有很重要的意义。现有的聚丙烯酸酯型、聚氨酯型、氨酯油型以及丙烯酸酯改性聚氨酯型单组分水性涂料在玻璃上的涂膜性能均不理想。主要问题是附着力差、耐水、耐化学品、耐溶剂性不良、抗污渍能力不够。用异氰酸酯固化剂或氮丙啶交联剂固化的双组分水性涂料可以提高水性玻璃涂层的性能。这种双组分体系的不足之处是适用期短，不易混合均匀，涂层的某些性能仍不理想等。重要的是作为玻璃涂料，涂层必须保持很高的透光率，有良好的光学效果。本文报道了一种新型的室温固化双组分水性玻璃涂料，配方中采用了一种能与乳液或水分散体中羧基起化学反应的交联固化剂，在成膜过程中发生交联反应，形成三维网络结构，同时对玻璃有很强的亲和力。该漆有优异的综合性能，在玻璃表面表现出极好的干、湿附着力以及优异的耐水、耐溶剂性和很高的透光率，且配漆后有很长的适用期，是一种优异的玻璃保护与装饰涂料。
1 实验部分
1．1 制漆
制漆所用的主要原料和配方见表1。
制漆过程主要是一个分散过程，将A组分中的所有组分逐次加人缸中，高速混合均匀，制成清漆。加颜料的色漆要保证细度在50岬以下，如加钛白粉的白漆，要用砂磨机打浆，其它颜料浆也尽可能用细度小，稳定性能好的。但是，加珠光颜料时仅靠搅拌分散，不得研磨，以免破坏珠光颜料的效果。
SD一116丙烯酸聚氨酯分散体是一种粒度为纳米级的微乳液，不含甲基吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂，具有极好的机械和热稳定性，能够承受制漆过程中研磨和分散的剪切力，不会发生破乳现象。配漆时按100份A组分加2～8份B组分混合均匀即可。由于B组分粘度很小，不需要强力搅拌，手搅即可混匀。配漆后过100～200目滤网，放置15～20 min，使漆液消泡，可用刷涂和喷涂法施工。
喷涂施工前用水将漆液粘度调整到l8～20 s(涂-4杯)再施工，这样效果更好。
1．2 性能测试
涂料及涂层的主要性能按有关国标规定的方法测定。漆膜的透光率用uV 751 GD紫外／可见光分光光度计测定。
2 结果与讨论
2．1 透光率
作为玻璃涂料，透光率十分重要。以玻璃板和涂有涂料的玻璃板对比测定可见光的透射率，比较测定了不同膜厚漆膜可见光的透射率。结果发现，这种加有交联固化剂的水性玻璃涂料的可见光透射率达96％ 以上，并随膜厚的增加略有降低；而未加交联剂的漆膜透射率要稍微低一些(表2)。高透射率表明这种漆作为玻璃涂料是合适的。
2．2 适用期
室温固化双组分涂料配漆时存在一个适用期，也称施工时限的问题。超过施工时限，由于两组分化学反应的结果，漆粘度增大，不能良好施工和成膜，甚至凝胶报废，失去使用价值。通常双组分涂料的适用期为数小时，而这里报道的双组分水性玻璃涂料与其它双组分涂料不同，经测定其适用期很长，漆液的涂-4杯粘度在近20 d内变化很小(表3)。实际涂刷后发现，配漆后20ºC下1个月内仍可用。可以认为其使用方便程度与单组分漆相似，一次配漆可保证整个工期都可使用。
2．3 涂膜硬度及反应程度
按GB／T 1730中的B法测定涂层硬度，发现初期硬度增长很快，7 d后基本达到终硬度，也即化学反应基本完全。因此，这种涂料涂装后保证至少7 d的固化期很必要。漆膜硬度随固化时间的变化情况见表4。
2．4 低温成膜性
双组分水性玻璃涂料与相同体系的单组分涂料具有一样好的低温成膜性，在5ºc左右施工可以很好成膜，不会出现泛白、开裂、粉化等成膜不良的现象，这就保证了冬季施工的可靠性。
2．5 漆膜性能大幅度提高
对比检测不加交联剂和加交联剂后漆膜的性能，观察到加入交联剂后，漆膜各方面性能都有了很大提高，十分令人满意，见表5。
2．5．1 附着力和耐水性
按国标GB／T 9286用划格(胶粘带)法测定涂层在玻璃板上的附着力。未加交联剂时为3级，漆膜脱落严重；加交联剂后为0级，漆膜不再脱落，也即漆膜在玻璃上的附着力有了实质性提高。用JL一01交联固化后的玻璃涂料耐水性及浸水后的附着力都大大提高，将涂有这种涂料的玻璃板浸在水中6个月后玻璃板上的涂膜未出现泛白、起泡、脱落、剥离现象。不加交联剂的漆膜在浸水24 h后逐渐泛白、起泡并可轻易地从玻璃板上剥落。用称重法测漆膜的吸水率。加交联剂前后有很大的差别。未加交联剂的吸水率为20．2％，加了交联剂后为9．4％。
2．5．2 耐溶剂性
丙酮、乙醇、甲苯是聚氨酯和聚丙烯酸酯的强溶剂。室温交联的双组分玻璃涂料漆膜能耐丙酮、乙醇、甲苯的侵蚀，擦拭700次漆膜仍未破坏，甲苯浸泡24 h不雾浊、不起泡、不脱落。而未加交联剂的涂料漆膜耐溶剂性差，用丙酮，乙醇等有机溶剂擦拭漆膜后，几十次就溶穿见底，遭到完全破坏。耐溶剂性的质的变化表明交联固化剂使漆膜形成了真正的三维网络。
2．5．3 耐化学品性能
交联后的玻璃涂料耐化学品性较好。可用洗衣粉液及肥皂液等清洁剂对该涂膜进行清洗，清洗后涂膜无任何变化。实验还证明，5％的NaOH水溶液不能破坏交联后的玻璃涂膜，但会使漆膜变成浅棕色。未加交联剂的漆膜经5％NaOH溶液浸泡后变成深棕色，干后开裂。
2．5．4 耐污渍性
如果用户不小心将醋、酱油、咖啡、茶等污渍弄到涂膜上，不但容易清洗掉，而且不会在涂膜上留下任何痕迹；沾染的灰尘容易清除，对漆膜无影响，比起单组分涂料耐污渍性有明显提高。
2．5．5 耐烫性
双组分玻璃涂料不怕开水烫，烫后不泛白，不发粘。交联后的漆膜基本消除了单组分漆膜的严重弊病— —热塑性，表现出溶剂型交联聚氨酯漆的效果—— 热固性。
2．5．6 耐磨性
交联使漆膜的耐磨性提高。以同样的丙烯酸聚氨酯分散体制成单、双组分漆，在750g／500r条件下测得漆膜的磨耗值由4．6 mg降为3．0 mg，下降幅度相当可观。
2．5．7 抗粘连性
多数水性涂料抗粘连性不好，温度升高漆膜发粘，而我们研制的交联型水性玻璃涂料抗粘连性好，80℃下不返粘。
2．6 良好的环保性
水性漆的大优势在于环保，新型双组分水性玻璃漆保持了这种环保优势。与单组分水性漆组分相似的环保主漆占了该漆的绝大部分，比起常用的聚氨酯型交联剂，儿一01交联固化剂用量很少，少量的交联固化剂无毒，无刺激性，配成的漆和形成的漆膜对环境、施工人员和终使用者安全无害。水性玻璃涂料(清漆)的VOC为81 g/L左右。
3 结语
经特殊交联剂JL一01室温交联的双组分水性玻璃涂料极大地提高了漆膜的许多性能，如附着力、耐水性、耐溶剂性、耐化学品性、抗粘连性等。这种双组分交联型漆在耐烫性、耐污渍性、硬度和耐磨性上也有显著改善。与溶剂型聚氨酯漆相比，其突出优点是有长达近1个月的适用期，固化剂稳定，不会与水反应产生气泡，粘度小，而且用量少，两组分很容易混合均匀，因而给施工带来极大的方便。交联后清漆漆膜保持96％以上的透光率，保证了作为玻璃涂料很高的光学性能。也可制成各种透明色漆和实色漆。漆的综合性能可与溶剂型双组分漆相媲美。由于该漆依然保持了环保优势，无毒、无刺激性气味、VOC含量低、使用安全、不燃烧，作为一种新型玻璃涂料，比单组分漆和溶剂型漆有着更广阔的应用前景。
致谢：海洋化工研究院钱叶苗、宋晓波高工协助测定透光率，特此致谢。
