水性聚酯涂料的制备及其在汽车涂装中的应用

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文字|玉硕百事可乐

编辑|玉硕百事可乐

前言

水性涂料作为环保涂料的重要研究方向越来越受到人们的关注，水性涂料的研究具有很高的研究价值。

水性聚酯漆作为水性涂料的代表，广泛用于金属、木材等的表面保护和装饰，具有附着力强、丰满度高、耐冲击性能优异等优点，适合应用到汽车喷漆。

本文研究了酯化温度和真空时间对反应过程的影响、偏苯三酸酐封端对聚酯树脂分子量的影响以及封端树脂酸值对反应的影响。研究了水分散体的性能、储存性能和表观粘度、水性聚酯分散体的溶剂含量以及中和剂的选择的影响。

水漆

凡是用水作为溶剂或稀释介质的涂料都称为水性涂料。水来源广泛且取之不尽、用之不竭。水性涂料与溶剂型涂料相比，具有表面张力高、挥发率低、导电率高、易产生气泡等特点，这导致水性涂料在配方设计和实施过程中存在以下差异。施工技术和设备要求也各不相同。

水性涂料使用水作为溶剂或稀释介质，与有机溶剂相比节省大量资金并降低能耗。水性涂料降低了施工过程中发生火灾的风险，并以低VOC排放减少了空气污染，保证了施工人员的健康，减少了职业病的发生。目前15%的阴极电泳涂料已减少到12种或更少，从而显着减少污染并节省成本。

水性涂料工厂的生产环境许可要求相对较低，而溶剂型涂料工厂则要求严格的防火防爆，必须取得危险化学品安全生产许可证等一系列手续，繁琐且昂贵。

溶剂型涂料在运输产品时必须时刻注意运输安全，而由于潜在风险较大，运输成本较高，因此水性涂料在这方面具有很大的优势。

水性涂料比油性涂料可减少单位面积喷涂量25%。一组数据显示，喷涂油性漆每平方米需要06-07公斤，而每平方米只需要04-05公斤。喷涂水性涂料。

从涂料转化来看，溶剂型涂料雾化度高，溶剂损失大，而水性涂料雾化度低，失水量大。

水性涂料中水分的挥发主要是通过控制环境的温度和湿度来控制的，当温度一定时，湿度越低，水分挥发的速度越快，湿度过高则挥发速度加快。水变得非常严重。其流动缓慢，施工过程中容易出现流挂，控制环境湿度是施工要素之一。

水性聚酯涂料

聚酯是指聚合物主链上含有多个酯键的高分子化合物，是二元酸或多元酸或其酯与二元醇或多元醇直接酯化或酯交换反应生产的合成树脂。优良的综合特性。

水性聚酯漆是水性涂料的代表形式，广泛用于金属、木材表面的保护和装饰，具有光泽高、附着力强、丰满度高、耐冲击性能优良等特点。由于聚酯分子中的酯键在水性环境中容易水解，因此由水性聚酯制成的水性涂料在耐水性和储存稳定性方面仍存在不足。

常用来合成聚酯树脂的多元醇包括三羟甲基丙烷TMP、乙二醇EG、新戊二醇NPG、季戊四醇PE和环己二醇CHDM。选择多元醇时，必须考虑价格、酯化率、高温稳定性等因素。CHDM的酯化速率明显快于NPG，且一般酯化速率越快，所得酯的耐水解性越差，NPG酯的水解稳定性优于成酯的CHDM或EG。它的空间位阻较小，性能良好。

常用的多元酸包括PA邻苯二甲酸酐、IPA间苯二甲酸、TPA对苯二甲酸、TMA偏苯三酸酐、己二酸和癸二酸。大多数聚酯是由芳香族多元酸和脂肪族多元酸混合制造的，芳香族多元酸与脂肪族多元酸的比例是控制树脂Tg的重要因素。

当温度达到120C时，材料开始熔化。打开搅拌器并低速搅拌。一旦温度达到160C，保温30分钟，然后每30分钟将温度升高10C。继续酯化反应直至温度达到240且体系达到澄清点。停止氮气流并启动真空，缓慢降低系统内的真空度。30分钟后真空度降低。-00在98MPa以上除去缩聚反应中产生的低分子产物和水分，当反应达到设定酸值时，停止真空清洗，用氮气恢复常压后，降温至180，测定酸值，加入适量偏苯三酸酐，反应2小时，采集样品，测定酸值，冷却，出料。

按其组成称取聚酯树脂溶解于丙酮中，按中和程度加入三乙胺，用高速搅拌机搅拌，向体系中逐滴加入去离子水，原来透明的溶液逐渐变成乳白色。它改变。白色，加入一定量的水，继续高速搅拌，即可得到水性聚酯分散体。

使用饱和聚酯树脂合成涂料时，原料的选择极大地影响涂料的外观、物理性能和储存稳定性，因此必须充分考虑耐候性和加工性能。由新戊二醇和对苯二甲酸合成的聚酯树脂已常规用于涂料，通常添加少量三元有机醇或三元有机酸作为支化剂。还可以添加其他二元有机酸或二元有机醇来改善聚酯的性能以获得令人满意的涂层性能。

原因可能是树脂和硬化剂之间的反应发生在两相界面，形成两相树脂连续相和硬化剂相，它们在加热条件下表现出不同的稳定性。分解温度是固化剂的分解峰，分解温度越高，树脂成分的热分解峰越多，对涂膜表面进行SEM分析表明，涂膜表面光滑、致密。另外，照片中确认了第2相成分，这也确认了DTGQu的第2相成分。热分解峰分析结论。

总结

通过熔融缩聚合成饱和聚酯树脂，通过自乳化转相得到聚酯水分散体。研究表明，酯化反应温度采用逐步升温的方法，从160开始，每30分钟升高10，直至恒温酯化温度达到240，恒温反应达到清晰点。你可以。缩聚步骤真空度为-0098MPa，真空时间约2小时，树脂即可达到预定的酸值，偏苯三酸酐封端后，聚酯树脂的数均分子量下降，分子量降低。分布增加。

添加中和剂三乙胺制备水分散体，酸值在15mgKOH/g以上的水分散体具有优异的储存稳定性和外观，随着酸值的增加，水分散体的粘度增加，但整体粘度仍较低，为水性，适用于制造分散体溶剂含量不超过5的涂料。

参考

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