江西科技师范大学涂料与高分子系创办十周年发展经验述评

为了满足国家经济社会发展对涂料人才的需求,江西科技师范大学坚持需求导向,突出特色发展,于2013年4月与中国涂料工业协会共建了我国首个涂料与高分子系。涂料与高分子系致力于培养掌握涂料尤其是水性涂料的设计、制备、涂装等方面的专业知识结构,注重涂料新产品、新技术、新工艺、新功能的理论与实践能力相结合,能够从事涂料产品研发、工艺设计、生产制造、涂装应用、质量控制以及经营管理等方面工作的应用型工程技术人才。本文对涂料与高分子系创办十年来坚持以学生为本、服务涂料行业,取得的成绩和积累的经验进行了述评,以期为将来涂料专业的建设和高素质涂料复合型人才的培养提供参考。

交联体系对丙烯酸酯乳胶塑料涂料性能影响的探究

为探讨交联体系对丙烯酸乳胶塑料涂料的影响,本研究分别用内交联体系:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)/丙烯酸(AA)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151),外交联体系:双丙酮丙烯酰胺(DAAM)/己二酸二酰肼(ADH)、乙酰乙酰氧基甲基丙烯酰胺(AAEM)/乙二胺(EDA),采用乳液聚合工艺制备了水性塑料涂料用苯丙乳胶,研究各交联体系对水性塑料涂料性能的影响。结果表明:TMPTA对塑料涂料铝粉定向效果提升较好,GMA/AA体系对塑料涂料的耐醇擦性提升效果较好,有机硅交联剂A-151能够提升涂膜的耐水煮性;DAAM/ADH体系对塑料涂料的触变性提升效果明显,AAEM/EDA交联体系能提升涂膜耐水煮性,并通过内外交联体系进行复配,发现GMA/AA体系与DAAM/ADH体系复配能够制得附着优异、耐醇擦拭性良好、铝粉定向效果好的水性塑料涂料。

基于聚碳酸酯高耐性塑料涂料用丙烯酸乳胶的制备与研究

为克服水性涂料在聚碳酸酯(PC)塑料上综合性能不佳的问题,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,衣康酸为功能单体,引入长链烷基单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA),以及乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)/聚醚胺交联体系,制备了一种自交联丙烯酸乳胶,研究了不同功能单体、衣康酸、LMA和AAEM/聚醚胺对乳胶及涂膜性能的影响。结果表明:衣康酸用量为3.0%(以单体总质量计,下同)、LMA用量为4.5%、AAEM用量为9.0%、AAEM与聚醚胺物质的量比为2∶1时,制备的单组分水性丙烯酸涂料在PC塑料上具有优异的附着力、耐乙醇擦拭性和耐蒸煮性。

杂化羟基丙烯酸乳胶的制备及其在水性木器涂料中的应用

采用自制水性羟基丙烯酸二级分散体为大分子乳化剂,以苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、双丙酮丙烯酰胺为共聚单体,制备了用于水性木器涂料的自交联型杂化羟基丙烯酸乳胶,并对其光泽、耐水性、干燥时间、打磨性、适用期进行了分析。结果表明:当自制水性羟基丙烯酸二级分散体的质量分数为13.2%,杂化乳胶的羟基含量为1.5%,双丙酮丙烯酰胺(DAAM)占杂化乳胶体系固体质量的2%时,所制备的水性木器涂料具有光泽高、装饰性好、干燥速度快、打磨性好、活化期长、耐水性好等优点。

高触变高抗流挂双组分水性环氧涂料的制备

双组分水性环氧涂料具有触变性和抗流挂性不易调节的问题。采用聚氨酯缔合型增稠剂和膨润土复配,并选用乳液型胺固化剂取代常用的水溶性胺固化剂的方式,制备了一款具有高触变、高抗流挂和优异综合性能的双组分水性环氧涂料。研究了增稠剂和流变助剂的种类及用量、胺固化剂的类型对双组分水性环氧涂料的触变性、抗流挂性及其他应用性能的影响规律,结果表明:6870乳液型胺固化剂与299增稠剂和LT膨润土之间存在相互促进作用,当299增稠剂用量为0.5%、LT膨润土用量为0.3%时,搭配6870乳液型胺固化剂可制得触变指数为4.5、抗流挂极限膜厚为475μm、综合性能优异的双组分水性环氧涂料。

高耐水煮性塑料涂料用丙烯酸酯乳胶的制备与性能

本文采用半连续种子乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和己二酸二酰肼(ADH)为交联体系,研究了乳化剂、引发剂用量,羧基单体的种类及用量和交联单体的用量对乳胶合成及涂膜性能的影响。结果表明:当十二烷基硫酸钠(SDS)用量为2.0 wt.%,过硫酸铵(APS)用量为0.6 wt.%,MAA用量为3.0 wt.%,DAAM用量为3.0 wt.%时,所制备的丙烯酸酯乳胶在水性塑料涂料上展现出良好的硬度、附着力、耐醇擦性,且具有突出的耐水煮性。

三种不同保护胶体系水包水多彩涂料的制备研究

保护胶体是水性多彩涂料制备中的重要材料。本文重点讨论了3种保护胶体(GTS、S-482、JO)在水性多彩涂料中的应用,探讨了不同的保护胶体对多彩涂料的样貌特点、涂膜性能和储存稳定性的影响。结果表明:选用不同的保护胶体制备多彩涂料,涂膜的样貌从片状到圆形,涂膜的耐水性、耐酸碱性、展色性和耐擦洗性有较大的变化,储存稳定性也差异较大。三种保护胶均是市场常用的保护胶,其应用研究给应用实验和生产提供了选用依据。

亲水性丙烯酸防雾涂料的制备与性能

本文采用半连续种子乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主单体,以阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为功能单体,制备了亲水性的阳离子丙烯酸乳胶,并探讨了乳化剂用量、引发剂用量、主单体配比、DADMAC和HEMA用量对树脂防雾性能的影响。结果表明:当乳化剂用量占单体总量1.5%、引发剂用量为0.6%、MMA与BA比例为9∶1、DADMAC用量为3%、HEMA用量为1.5%时,所制备的阳离子乳胶防雾涂料具有较低的吸水率、优异的耐水性和防雾性能。

长活化期快干型水性双组分聚氨酯涂料的制备及性能研究

通过探究羟丙分散体与羟丙乳胶配比、成膜助剂及增稠剂的种类和用量制备了一款长活化期快干型水性双组分聚氨酯(2KPU)涂料。实验结果表明:当混拼的羟丙分散体使用溶剂BCS,酸值低于8.83 mg KOH/g,羟丙分散体/羟丙乳胶质量比例为5︰5时得到的水性羟基树脂相容性最佳,综合性能最优;涂料配方中以DPnB和PM作为成膜助剂,搭配Coapur XS-83为增稠剂时制备的水性2KPU涂料具备优异的机械性能,且活化期长,干燥速度快。

乳液型环氧固化剂的制备与性能研究

为制备稳定性良好及高耐性的乳液型环氧固化剂,以三乙烯四胺、聚乙二醇二缩水甘油醚、环氧树脂E51、邻甲苯缩水甘油醚为原料合成了一种非离子反应型乳化剂(NIRE);以二乙烯三胺或间苯二甲胺、环氧树脂E20、苯基缩水甘油醚为原料合成了改性胺作为被乳化物(ES)。利用NIRE与ES之间的疏水性差异,通过相反转法制得乳液型环氧固化剂(WCA),并考察了WCA固化的水性双组分环氧底漆的应用性能。采用红外光谱表征了NIRE、ES的结构;探究了制备NIRE的最佳反应条件;并研究了NIRE用量、乳化温度、剪切速度对WCA性能的影响;以及ES结构中胺的种类及封端率对WCA应用性能的影响。结果表明:当NIRE质量为ES的25%,乳化温度为60℃,剪切速率为2 000 r/min时,可制得粒径小、稳定性良好的WCA,由其制备的水性双组分环氧底漆具有优异的附着力、耐水性和耐盐雾性。

一锅法制备聚己内酯多元醇改性丙烯酸分散体及其应用研究

采用一锅法,先以三羟甲基丙烷(TMP)作为扩链剂引发ε-己内酯开环聚合制得聚己内酯多元醇(PCLT),再以PCLT为原料制得柔韧性优异的低羟基含量丙烯酸分散体(LHAD)。通过凝胶渗透色谱、傅立叶变换红外光谱和核磁共振氢谱表征PCLT,探究PCLT改性LHAD制备时的反应温度、n(己内酯)∶n(TMP)、溶剂种类,PCLT含量,LHAD理论玻璃化转变温度对PCLT和LHAD性能的影响。结果表明:反应温度为145℃、n(己内酯)∶n(TMP)为12.17、乙酸丁酯和乙二醇丁醚等质量混合作为釜底溶剂体系,PCLT含量9.4%,LHAD理论玻璃化转变温度为41.85℃,制得LHAD粒径较小、黏度适中、固含量高且热贮存稳定性较好。将LHAD搭配水性多异氰酸酯固化剂(AQUAPU-298)制备水性双组分聚氨酯涂料,涂层固化后硬度为F,同时具有优异的柔韧性及光泽。

水性醇酸-丙烯酸杂化树脂制备的研究进展

针对当前人们环保意识的增强以及对生物基代替化石燃料需求的增加,结合了醇酸树脂生物基含量高、空气氧化交联以及丙烯酸树脂干燥快、硬度高等优点的水性醇酸-丙烯酸杂化树脂已被广泛研究。为了给从事水性醇酸-丙烯酸杂化树脂开发的研究人员提供参考,文章介绍了国内外水性醇酸-丙烯酸杂化树脂制备方法,主要包括物理共混法、接枝共聚法和局部酯化缩聚法;同时评价了各种水性醇酸-丙烯酸杂化树脂的制备方法。最后就发展性价比高的水性醇酸-丙烯酸杂化树脂制备方法提出了建议,如可重点发展物理共混法制备醇酸二级分散体和丙烯酸一级分散体的杂化共混物以及溶液接枝共聚法制备丙烯酸接枝改性醇酸二级分散体。

基于3-二甲氨基丙胺在水性脂环胺固化剂中的应用研究

为了解决脂环胺在环氧固化剂中水性化的难点,以4,4'–二氨基二环己基甲烷(H12MDA)为基础胺,1,3–丙二胺(DMAPA)兼作亲水改性剂,与液体环氧树脂(NPEL-128)和聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)合成水性环氧固化剂,同时设置对照组以二亚乙基三胺(DETA)作为亲水改性剂,探究了具有叔胺结构的1,3–丙二胺(DMAPA)对HMDA的亲水改性效果,优化了非离子亲水扩链剂聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)的用量。结果表明,DMAPA的亲水性远高于二亚乙基三胺为代表的常规脂肪胺,所得固化剂黏度适中、水溶性良好,固化剂制备所得涂膜具有高硬度、高耐冲击性及优异的耐水、耐盐雾性能。

水包水多彩涂料用基础漆乳液的制备及应用研究

通过乳液聚合的方法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸异辛酯(2-EHA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,使用有机硅γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷(AC-638)改性,制备了综合性能优异的水包水多彩涂料基础漆用硅丙乳液。实验结果表明:当乳液Tg为10℃,乳化剂占单体总量的1.5%,MAA占单体总量的2%,HEMA占单体总量的2%,有机硅加入量占单体总量的3%时,所制备的硅丙乳液用于水包水多彩涂料基础漆,具有保护胶适应性广、与连续相乳液适配性好、造粒性良好、粒子储存稳定、强度适中、色彩饱满度高、无渗色、粒子干燥后无开裂及耐水性好等特点,是一款性能优良的通用型基础漆乳液,有着广泛的应用前景。

高羟值低黏度丙烯酸分散体的制备及其在防腐涂料中的应用

以丙烯酸单体接枝的聚酯多元醇（PACL）、叔碳酸缩水甘油酯（Cardura E10P）作为功能单体与甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸异冰片酯（IBOMA）等丙烯酸酯类单体共聚,采用半连续聚合工艺,制备得到了高羟值、低黏度、低VOC含量的羟基丙烯酸树脂水分散体（简称羟丙分散体）。研究讨论了PACL用量、E10P用量、IBOMA用量、中和剂的种类及用量等因素对分散体黏度的影响。结果表明：当中和剂选择N,N-二甲基乙醇胺（DMEA）、中和度为90%、PACL用量为8.2%、E10P用量为12.5%、IBOMA用量为7.5%时,制备得到了固体分为48%,固体树脂羟值含量为4.8%,黏度为700-750 m Pa·s,VOC含量为2.53m L/100 g的丙烯酸树脂水分散体。由该羟丙分散体与多异氰酸酯固化剂配合使用,制得了综合性能优良的双组分聚氨酯涂料,可作为金属、塑胶等基材表面的防腐涂料使用。

消泡剂对双组分水性环氧涂料耐介质性能的影响

研究了9种消泡剂对水性环氧树脂涂层附着力、铅笔硬度及耐介质性能的影响。结果表明:消泡剂对涂层附着力和硬度无影响;当消泡剂添加量均为0.2%时,非硅类Foamex 830对涂层的耐水性、耐酸性及耐中性盐雾性能有一定的提高;Foamex 830添加量为0.6%时,涂层的耐介质性能最好。

水性抗静电涂料的研究进展

静电防护是工业生产、航空航天、塑料包装、电子产品、纺织品等领域常用的关键工艺技术之一,其核心是开发一种高性能抗静电涂料。水性抗静电涂料具有绿色环保的优势,是本领域发展的重要方向和趋势。本文主要从水性抗静电涂料电学性质的来源角度(抗静电剂型和导电填料型)综述了该领域近年来的研究进展,并进一步讨论了抗静电与疏水、防腐和杀菌等功能复合及生物基材料替代等研究方面的积极进展,最后对水性抗静电涂料未来的发展方向进行了展望。

金属轻防腐涂料用丙烯酸乳胶的制备与性能研究

以苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)为主单体,丙烯酸(AA)为功能单体,正十二硫醇(NDM)为链转移试剂,采用双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)双重可自交联单体体系,通过半连续种子乳液聚合的方法研发一种高光泽丙烯酸乳胶,并制备成金属涂料,得到高光泽和高饱满度的金属涂层。结果表明:当DAAM用量占单体总质量的1%,A-171用量占单体总质量的0.5%,NDM用量占单体总质量的0.5%,AA用量占单体总质量的2%时,合成的自交联丙烯酸乳胶配制成涂料,在金属基材上具有优异的附着力,早期耐水性好,耐中性盐雾可达168 h,涂层的60°光泽为94.5。

缓蚀颜料复合型水性环氧富锌涂料的制备与应用

利用缓蚀型磷酸盐类颜料复配锌粉,制备了一种新型水性环氧富锌涂料。通过研究缓蚀型颜料的种类及用量,分散剂、流变助剂和附着力促进剂等助剂对富锌涂料相关性能的影响,对涂料配方进行优化。结果表明:选用BYK-2055作为分散剂,1.25%的气相二氧化硅A200和1%的膨润土828作为流变助剂,用9%防锈颜料三聚磷酸铝复配65%锌粉,所制备的水性环氧富锌涂料综合防腐性最好、贮存稳定且成本低,扩大了水性富锌涂料的使用范围。

水性塑料涂料的研究进展

综述了水性丙烯酸塑料涂料、水性聚氨酯塑料涂料和水性光固化塑料涂料3种低VOC水性塑料涂料的发展现状及水性塑料涂料树脂的研究进展;介绍了低VOC水性塑料涂料目前存在的缺陷,并提出了今后的发展趋势。