烤漆一般以金属为基材，烘烤温度在 120 ~ 260 ℃， 烘烤区间在 120 ~ 200 ℃，多用于三轮车、自行车、大桶 烤漆；烘烤区间在 200 ~ 260 ℃，多用于卷钢、卷尺、卷 铝、包装等。烘烤条件下快速成膜，形成的漆膜光泽、硬 度、柔韧性、附着力等方面都很优异。烤漆中的一大类 是氨基烤漆，因其具有优异的附着力、光泽展现力 和良好的丰满度、优异的硬度和柔韧性，而被广泛应用于各种金属制品的涂装。 市场上常见的水性烤漆主要有水性醇酸氨基烤漆、水性丙 烯酸氨基烤漆、水性环氧烤漆、水性聚酯烤漆等。 其中，水性 丙烯酸氨基烤漆因其具有耐候性好、光泽度高、机械性能好等 优点而被广为应用。 氨基树脂涂料具有颜鲜艳、丰满、漆膜坚韧、附着力好，机械强 度高和耐候性好等性能广泛应用于汽车、电子电器/建筑和机 械等行业，高固含甲醚化氨基树脂是氨基烤漆重要的交联剂 可有效降低 VOC 排放. １ 水性树脂的选择
水性丙烯酸氨基烤漆使用的树脂主要由水性羟基丙烯酸 树脂和水性氨基树脂两部分组成。
水性丙烯酸树脂可以简单地分为三大类：乳液型、分散体 型、水溶液型。 这三种类型的粒子粒径大小一般为：乳液型＞分 散体型＞水溶液型 。 目前，最常用的是丙烯酸树脂乳液和丙 烯酸树脂分散体。 水性丙烯酸氨基烤漆使用的是水性羟基丙 烯酸树脂。 水性羟基丙烯酸树脂是水性丙烯酸树脂的一种，其 既可以调制成双组分水性丙烯酸聚氨酯漆也可以调制成水性 丙烯酸氨基烤漆。
水性羟基丙烯酸树脂根据其羟基含量可以分为低羟型、中 羟型、高羟型。 水性丙烯酸氨基烤漆一般选用中羟型和高羟型 的水性羟基丙烯酸树脂。 一般情况下，羟基含量越高，所用水 性氨基树脂的量也越高。高羟型的水性 羟基丙烯酸树脂（分子量相对要小一些）往往可以调制出综合性能比较好的产品，如光 泽度高、机械性能好、饱满度好、丰满度好等。
乳液型的水性羟基丙烯酸树脂在生产、 储存、使用时要避免其破乳，一旦破乳即可造成不可挽回的经 济损失。 另外乳化剂可能会影响漆膜的致密性、耐水性、光泽 等
分散体型的水性羟基丙烯酸树脂调制出来的涂料则可 规避破乳的风险。 不过，对于分散体型的羟基丙烯酸树脂，建 议尽量选择技术成熟、生产工艺稳定的产品。
值得注意的是 ＰＨ 值和酸值是水性羟基丙烯酸分散体的两个比较重要的指 标。 在使用时需注意体系的 ＰＨ 值的稳定，否则会影响水性羟 基丙烯酸树脂的水可分散性。 酸值过低的树脂，其水溶性不 佳，酸值过高的则会影响干膜的耐水性和防腐性。
另外低玻璃化转变温度的树脂较高玻璃化转变温度的树脂不易爆泡。因此，优先选用 低玻璃化转变温度的水性丙烯酸树脂。
是否需要添加水性聚酯树脂来提高外观和耐冲击性能
随着聚酯树脂用量的增加，涂膜的光泽先逐渐提高，而后逐 渐降低。分析其原因是：开始光泽有所提高是因为聚酯树脂中的羧基和羟基能与氨基树脂发生反应，从 而在分子中引入聚酯基团；但随着聚酯树脂的加入，过量的聚酯树脂与水性烤漆形成的混合物因水溶性 不同，彼此之间产生混溶性差异，而且在烘烤过程中出现干燥快慢的不同，导致涂膜的光泽降低。在聚 酯树脂的加入量较少时耐老化性还好，这是因为聚酯树脂和氨基树脂发生交联固化，形成了稳定而致密 的涂层；但更多的聚酯树脂加入会令聚酯树脂游离在涂层中，聚酯中的酯键容易断裂，使得涂膜的耐老 化性能下降。
改性聚酯树脂，赋予涂膜丰满度 和光泽，抗冲击性能和柔韧性能。
水性聚酯一般含有羟基和羧基，酸值在 35 ~ 60 mg/g(以 KOH 计，下同)之间，未反应的羧基用胺中和成盐，赋予其水溶性，控制不同的酸值可 提供不同的水溶性。但是由于酯键较易水解，导致其漆膜的耐水煮等性能较差，因此水性聚酯的应用受 到了一定的限制。一般选择耐水解性优异的二聚酸与二聚醇进行聚合，制得耐 水解性良好的水性聚酯树脂，然后添加水性氨基树脂调漆后制得耐水煮性能非常优异的烘烤型水性聚酯 涂料。
项目 | 基于溶剂 型丙烯酸 的氨基烤漆 | 基于水溶 性丙烯酸 的氨基烤漆 | 基于二级 分散体的 氨基烤漆 | 基于一级 聚酯丙烯酸酯乳液的氨 基烤漆 |
颜 | 澄清透明 | 淡黄透明 | 乳白（带蓝光） | 乳白 |
树脂溶剂含量 | 30--40% | 30--40% | 10% | 小于5% |
粒径和分子量 | 很小，小 | 很小，小 | 50--80nm,大 | 100-200nm,很大 |
市场预估比例/% | 50 | 35 | 14 | 1 |
VOC/（ g·L-1） | >420 | 250~350 | 150~300 | ＜80 |
| | 假水性 | | |
| | | | |
应用于水性丙烯酸氨基烤 漆的丙烯酸树脂主要有：水溶性丙烯酸、丙烯酸乳胶 （一级分散体）、水性丙烯酸分散体（二级分散体）3大 类。水溶性丙烯酸树脂因其体系中含有大量的有机溶剂，具有较高的VOC排放，常常被称为“假水性”，且由 于具有高溶剂含量，因而在运输与贮存过程中存在着 易燃风险 ；丙烯酸乳胶则是通过乳液聚合制备得到 的，往往分子量较大且含有乳化剂，所以用其制备的氨 基烤漆常常存在涂膜光泽偏低、丰满度不够的缺陷。 而水性丙烯酸二级分散体是通过溶液聚合由自乳化 工艺制得，分子量适中、粒径较小、VOC排放低且不含 乳化剂，由其制备的氨基烤漆具有高光泽、高丰满度、 高装饰性及优异的耐性，受到研究者的广泛关注。
聚酯多元醇作为一类分子结构中含有较多酯基 结构的聚合物，具有优异的力学性能和机械加工性， 其柔韧性好、抗冲击性优异，而己内酯本身由于其自 身结构和较高的反应活性(为线型结构分子链上的 C—C键和C—O键可以自由旋转，这样的结构具有很 好的柔韧性)，开环后分子链可以自由地 旋转，具有极好的韧性。因此，通过在丙烯酸树脂中引 入己内酯改性的聚酯多元醇作为改性剂，可改善丙烯 酸树脂在高温烘烤时韧性差、脆性大的缺陷
２ 水性氨基树脂 （氨基树脂是亲水的）
涂料用氨基树脂是一种多官能团的化合物，是以 含有氨基（—NH2）官能团的化合物与醛类（主要为甲 醛）加成缩合，生成的羟甲基（—CH2OH）与脂肪族一 元醇部分醚化或全部醚化而得到的产物。
具有广泛用途的水性氨基树脂的种类比较多，如脲醛树 脂、六羟甲基三聚氰胺树脂、甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂 等。 水性丙烯酸氨基烤漆一般选用水性甲醚化三聚氰胺树 脂作为主要交联剂。
丙烯酸氨基漆是以含羟基丙烯酸树脂为主要成膜物质、氨基树脂为固化剂的烘 烤型热固性漆，常用的氨基树脂有甲醚化脲醛树脂、甲醚化三聚氰胺树脂和甲醚化苯代三聚氰胺树脂，其中高亚氨基低甲醚化树脂因水溶性好、醚化度低、固化速度快且漆膜硬度高等特点而得到广泛应用.同时高亚氨基型高甲醚化三聚氰胺甲 醛树脂可以实现快速固化而不需酸催化，且甲醛释放 量低，厚涂不易失重及起泡.
氨基烤漆是当前水性化最为成功的涂料品种之 一。 其主要优势在于：（1）涂装企业油转水无需大幅设 备改造，节约转型成本；（2）烘烤干燥工艺可有效规避 水性涂料干燥速度慢、水分易残留等天然弊病。 目前， 金属用水性氨基烤漆已逐步在汽车、自行车、家用电
器、五金工具、仪器、仪表、测量工具等轻工产品的涂 装上获得认可。
氨基树脂在涂料的固化过程中起交联剂的作用。 其主要的反应基团为烷氧基甲基、羟甲基和亚氨基等， 其中烷氧基甲基是交联反应的主要基团， 羟甲基即是 交联反应的基团，也是自缩聚的基团，亚氨基主要是自 缩聚的基团。这些基团可与成膜材料分子上的羟基、氨 基和羧基等功能基团进行反应， 同时也与其他氨基树脂分子发生缩聚反应，形成一个三维（立体）网状结构， 使涂料交联固化。
水性氨基烤漆常用的水性氨基树脂是聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂和聚合型部分甲醚化三 聚氰胺树脂。
聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂：固化温度为 120 ~ 140 °C，高亚氨基高甲醚化 三聚氰胺树脂分子中存在甲氧基、亚胺基、羟甲基等多个交联基团，存在反应快，但不太均匀的 现象，故由其制得的漆膜在附着力、柔韧性和耐水性上均表现较差。
部分甲醚化三聚氰胺树脂：固化温度150 °C 左右
高(全）甲醚化三聚氰胺树脂：固化温度160 °C 左右，反应基团多，主固比可以少一点，需要注意完全交联后容易硬脆（303 氨基树脂的添加量太大，使得其自身 过度交联而导致漆膜变脆，附着力和柔韧性随之下降，耐水煮性也会变差）。氰特 303 氨基树脂是 6 个对称的全甲醚化氨基类型，聚合速率比较低，但是反应平稳均匀。其制备的漆膜的附着力、柔韧性、耐水煮性能均较好，但是硬度较低（需要加酸催）。
树脂 | 完全甲醚化 三聚氰胺甲 醛树脂 | 聚合型部分甲 醚化三聚氰胺 甲醛树脂 | 聚合型高亚氨基 高甲醚化三聚氰 胺甲醛树脂 |
牌号 | CYMEL 303 | 5707 | CYMEL 325 |
外观 | 蜡状 | 澄清液体 | 澄清液体 |
类型 | 单体型 | 聚合型 | 聚合型 |
涂膜性能 | 柔韧性 1 mm、 冲击强度 50 cm、 附着力 1 级 | 硬度 3 H、耐 溶剂性优良 | 硬度 4 H、光泽 度高、耐侯性和 耐化学品性优良 |
固化速度 | 慢 | 快 | 快 |
主要反应基团 | －CH2OCH3 | －CH2OCH3 －CH2OH | －NH －CH2OCH3 |
所用催化剂类型 | 强酸型 | 弱酸型 | 弱酸型 |
贮存稳定性 | 比较好 | 比较好 | 好 |
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聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂具有 反应活性高、水溶性好、醚化度低、固化速率快的优点， 并且高温时具有较高的自缩合倾向，因而制备的漆膜 具有较好的硬度、光泽度、耐化学性和室外耐久性。 故试验的氨基树脂选用聚合型高亚氨基高甲醚化三聚 氰胺 甲 醛 树 脂 CYMEL 325。氨基树脂中甲氧基 ( －OCH3 ) 能够与丙烯酸酯树脂的不同基团在不同烘烤
温度下发生交联固化反应.具体为羟基-0H（120℃），羧基-C00H（180℃），酰胺基-CONH2（150℃）
一方面要注意其 水可分散性性能，另一方面要注意其与水性羟基丙烯酸树脂的 相容性，相容性不好往往会影响漆膜性能，如漆膜发“雾” 。一般而言， 甲基丙烯酸甲酯的含量越高，丙烯酸酯树脂与氨基树脂的混溶性就越好。
水溶性氨基树脂主要包括高亚氨基型（低醚化）三聚氰胺甲 醛树脂、高亚氨基型高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、六甲氧基甲基（全醚化）三聚氰胺甲醛树脂、甲醇丁醇（混醚化）高醚化三聚氰 胺甲醛树脂。其中高亚氨基型高甲醚化三聚氰胺甲 醛树脂可以不需酸催化实现快速固化，且具有较低的 甲醛释放量，涂膜较厚时在烘烤后不易起泡及失重。 因此，本
试验选用的是氰特 C Y M E L 3 2 7 氨基树脂，它 是一种高亚氨基型高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂。该氨 基树脂具有高固体含量、低甲醛释放量的特性，树脂固 化时质量损失少，所制备的水性醇酸氨基烤漆在厚膜 涂层时，高温烘烤后不易爆泡。
３ 水性羟基丙烯酸树脂和水性氨基树脂的调配
130 ℃、30 min 烘烤条件下，水性丙烯酸氨基烤漆 是氨基树脂中甲氧基( －OCH3 )和羟甲基 与丙烯酸酯树脂中的羟 基发生交联固化反应而成，所以丙烯酸树脂与氨基树 脂的添加比例对漆膜性能有较大的影响.
水性丙烯酸氨基烤漆的水性羟基丙烯酸树脂和水性 氨基树脂的初始比例的确定和双组分水性丙烯酸聚氨酯漆的 水性羟基丙烯酸树脂和交联剂的初始比例的确定不同。 双组 分水性丙烯酸聚氨酯漆的水性羟基丙烯酸树脂和交联剂的初 始比例的确定有理论公式可以计算，计算后可以根据计算值稍 作调整。 而水性丙烯酸氨基烤漆的水性羟基丙烯酸树脂和水 性氨基树脂的初始比例的确定，虽然没有理论公式，但可以借 鉴经验公式 ｍ （水性羟基丙烯酸树脂） ∶ ｍ （水性氨基树脂）＝4根据该经验公式计算出配比后，再做调整即可获得最 佳配比。
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