有机硅胶的抗老化实验

摘要:合成了一种有机硅改性聚酯树脂,用于配制耐久卷材面漆,检验了其机械和老化性能,用红外谱图表征了其结构,讨论了二氧化钛、UV吸收剂和消光粉对涂膜老化性能的影响。 

  关键词:有机硅改性聚酯;耐久卷材面漆;QUV-B 老化机;人工加速老化试验 

pe打包带  0 引言 

  预涂卷材涂料经济环保,符合当今社会经济发展的需要,因而应用越来越广泛。随着技术的不断进步,其应用领域已扩展到家电、装饰、家具等,但其最主要的用途还是建筑业,大量的是外用卷材,要求具有持久的美观装饰和保护性能。有机硅改性聚酯具有优异的耐污染、耐候性,其粘接性好、固化快,适应预涂卷材涂装要求,非常适用于制备耐久型卷材面漆。由其制备的涂料形成的涂膜具有优异的自洁、保光、保、不粉化性,且坚韧耐磨。 

  根据桥联结合方式,有机硅改性聚酯树脂可分为Si-C 型和Si-O-C 型两种。前者由含羧基的有机硅(氧)烷与多元醇反应制备,但因原料昂贵、工艺复杂,至今尚未工业化生产。后者通过含羟基的聚酯与烷氧基的硅(氧)烷或含硅羟基的硅(氧)烷经缩合反应而制备,原料易得,生产工艺简便,因而被广泛应用。 

  考虑到工业化可行和成本因素,本文研制的有机硅改性聚酯树脂采用后者,是由含羟基聚酯树脂与含烷氧基的硅氧烷缩合反应制备。通过有机硅改性,大大提高了涂膜的耐久性。其反应式为:≡SiOR +HOC≡→≡SiOC≡+ROH。 

  1 实验部分 

  1.1 原料 

  间苯二甲酸(IPA):>99.5%,工业;己二酸(ADA):>99.5%,工业;环己烷二甲酸(CHDA):进口;新戊二醇(NPG):>99%,工业;三羟甲基丙烷(TMP):工业;二月桂酸
二丁基锡,化学纯:有机硅中间体:道康宁公司;二甲苯:工业;HY-C-02稀料:江苏鸿业涂料公司生产的卷材涂料专用稀料;R-706二氧化钛:杜邦,金红石型;Lonman996二氧化钛:龙蟒,金红石型;TS-6200二氧化钛:杜邦,金红石型;Tinuvin928、Tinuvin5060、Tinuvin123:UV吸收剂,汽巴精化;BYK-450:酸催化剂,毕克公司;EFKA-3777:流平剂,毕克-埃夫卡公司;HY-C-101淡黄底漆:江苏鸿业涂料公司生产的聚氨酯底漆。 

  1.2 实验步骤 

  1.2.1 树脂合成 

  在装有搅拌、温度计、回流冷凝器、分水器的三口烧瓶中依次加入 IPA212.4g、ADA31.1g、CHDA220.1g、NPG277.0g、TMP58.4g、二甲苯80g和二月桂酸二丁基锡0.4g,慢慢升温至120左右,开动搅拌,继续缓慢升温至140信号检测器左右开始回流脱水,以3h左右缓慢升温升至200,保温反应1h后,以1h左右时间升温至220,在此温度保温反
应至酸值<3mgKOH/g为反应终点,反应完全后,降温至160以下,加入HY-C-02稀料609.3g,再加入有机硅中间体213.9g和二月桂酸二丁基锡0.9g,慢慢升温至170左右开始反应,回流分出甲醇,继续升温反应1~2h,升温至180左右,取样观察树脂的透明性和凝胶时间,树脂透明且凝胶时间<2min,降温出料得到有机硅改性聚酯树脂,固含量60%。
 

  1.2.2 制漆 

在一洁净烧杯中加入硅改聚酯树脂100g、二氧化钛180g和适量HY-C-02稀料用高速分散搅拌均匀后,倒入实验室用小型砂磨机中,加入适量锆珠,研磨分散到刮板细度≤15μm,出料,得到分散好的浆。浆的颜基比(P/B)为75/25;固含量:65%。  ktkp-073

取上述浆100g,加入硅改聚酯树脂37.9g、交联剂氨基树脂9.9g、BYK-450.19g、EFKA-3777.12g和适量HY-C-02稀料,用高速分散搅拌均匀得到白面漆。 


  1.2.3 性能检验 

  1.2.3.1 工艺条件 

  10cm×6cm×0.4mm的黄石镀锌板,洗净后,用铬处理液处理;在150插床型号℃烘1min干燥后取出,用10#刮棒刮涂HY -C-101淡黄底漆,烘干,用20#刮棒刮涂面漆,烘干。检验复合涂膜性能。 

  炉温:330;烘烤时间:29~30s;板温:224~232 

  干膜厚:底漆5~6μm,面漆:12~13μm。 

  1.2.3.2 检验方法哈特曼光阑 

  样板制备好后,测试各项性能,包括:膜厚、铅笔硬度、T弯、耐 MEK擦拭(来回)和老化性能等。 

  2 结果与讨论 

  2.1 试验结果 

  2.1.1机械性能测试 

  机械性能如表1所示。 

表1 自制有机硅改性聚酯与不同对比样的机械性能结果



 

  根据表1数据,自制硅改性聚酯与对比样在机械性能方面没有明显差别。
 

  2.1.2 老化性能试验结果 

(1)不同类型树脂QUV-B 老化试验结果对比 

将自制有机硅改性聚酯树脂配制的白漆与各种类型对比用白漆制板,对比其老化性能(QUV-B)的差异。结果如下。 

试验条件:模式为60不加冷凝水4h;模式为50加冷凝水4h;为1个循环。

  不同类型涂料的失光率随时间变化见图1。 


  图1中,氟碳树脂为无锡力同化工的FEVE树脂;耐久型聚酯为中化建常州涂料化工研究院开发的耐久型聚酯树脂HDPE。由图1中结果可以发现,硅改性聚酯白漆QUV-B 试验结果可以达到400h不失光,600h失光率仅为20%,其漆膜老化速度优于耐久型聚酯白漆和普通聚酯白漆,但略逊于氟碳树脂白漆。



 

图1 不同树脂体系高光面漆失光率趋势

  (2)有机硅改性聚酯树脂人工加速老化(阳光型老化试验机)试验结果 

  根据上述试验步骤制备的白漆样板在国家涂料检测中心进行了人工加速老化试验,试验条
件:温度(65±2);湿度60%~80%。试验结果如图2所示。虹膜识别芯片



 

图2 硅改聚酯树脂人工加速老化试验结果

  此外,上述人工加速老化试验中,高光涂膜在3000h试验后ΔE值为1.9,无粉化;低光涂膜在2400h试验后ΔE值为1.7,粉化1级。 

  根据上述结果,硅改性树脂人工加速老化试验可以达到2000h以上(失光、变和粉化均为1级)。 

  2.2 有机硅改性聚酯树脂红外谱图分析

本文发布于:2024-09-23 06:28:12,感谢您对本站的认可!

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