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自二十世纪七十年代至今,人们对水性木器涂料进行了大量的研究和开发,目前水性木器涂料的漆膜硬度已经得到了很大的改善,但其耐水耐醇性仍差强人意。传统的双组分水性聚氨酯涂料的综合性能优异,可以达到溶剂型产品的水平,但存在适用期较短、成本高、残留的游离异氰酸酯对人体有一定的危害等问题而限制了其应用,所以开发适用期较长、成本低、室温固化及漆膜性能优异的水性木器涂料具有重大意义。
本论文研究开发出一种新型的水性双组分木器涂料,其中一个组分选择了一种带有羧基和胺基的丙烯酸聚合物,另一组分由环氧硅烷偶联剂醇水溶液组成。本文的主要研究工作和实验结果有以下几个方面:
利用GC/MS、FT-IR、DSC等分析手段对树脂的结构进行了表征,并对各种助剂对涂料及漆膜性能的影响进行了研究,确定了主漆的配方及工艺。实验结果表明,胺基成功地接入了丙烯酸树脂中,为树脂与固化剂的多重交联反应提供了可能;单独使用树脂制得的漆膜效果很差,必须经过交联改性提高其性能。
利用FT-IR等分析手段研究了固化剂与树脂的反应机理;研究了单一固化剂体系的种类和用量对漆膜硬度、耐水耐醇性、耐干热性及涂料凝胶时间的影响,并对其结果进行分析和比较。实验结果表明,在羧基、胺基、环氧基以及羟基的存在下树脂与固化剂在室温下发生多重交联反应,完全固化后显著地提高涂膜的机械性能及耐水耐醇性能;固化剂的分子结构对漆膜的性能有很大的影响,分子中带有柔性链的固化剂随着涂料体系中固化剂含量的增加,其漆膜硬度反而降低,分子中不带有柔性链的固化剂随着涂料体系中固化剂含量的增加,漆膜的硬度先增加后降低。
研究了复合固化剂体系的种类和用量对漆膜硬度、耐水耐醇性、耐干热性及涂料凝胶时间的影响,对其结果进行分析和比较,并将其与单一固化剂体系进行对比。实验结果表明:复合固化剂体系对漆膜的综合性能较单一的固化剂体系好。