
水性丙烯酸樹脂的性能主要表現在固含量、黏度、硬度、附著力、抗沖擊力和耐水性等幾個方面,在一定的溫度范圍內,在不同的溫度下,其固含量和粘度的變化。
溫度范圍初步定為60~80℃,共分為60℃、65℃、70℃、75℃、80℃五個溫度階梯,下面我們分別對固含量和粘度進行探究。
固含量
固(gu)(gu)含量(liang)是指(zhi)乳液或涂料在規(gui)定條件下烘干后剩余部分占總量(liang)的(de)(de)質(zhi)量(liang)百分數。公式:固(gu)(gu)含量(liang)=溶(rong)(rong)質(zhi)/溶(rong)(rong)質(zhi)+溶(rong)(rong)液 ×100%,固(gu)(gu)含量(liang)指(zhi)的(de)(de)是溶(rong)(rong)質(zhi)在整個溶(rong)(rong)劑中占的(de)(de)比重,但(dan)這個計算結果只(zhi)是理論上的(de)(de)結果。其實(shi)際樹脂還有(you)(you)另一個影響因素——單體轉化率(lv)。如果單體轉化率(lv)不是很(hen)高,那么理論與實(shi)際的(de)(de)固(gu)(gu)含量(liang)會有(you)(you)區別。以下為(wei)實(shi)驗數據(ju):

由圖(tu)中可(ke)知,隨著溫度的(de)(de)升高,水性丙烯酸樹脂(zhi)的(de)(de)固(gu)含(han)量在 60~80℃區間(jian)內先變(bian)大后減(jian)小。
粘度
液(ye)體(ti)在流動時,在其分(fen)子(zi)間產生內(nei)摩擦的性質,稱為液(ye)體(ti)的黏性,黏性的大小用黏度表示。測(ce)試(shi)方法(fa):采(cai)用 NDJ-1型(xing)旋(xuan)轉式黏度計(ji)(ji)測(ce)樹脂(zhi)黏度。調整粘度計(ji)(ji)進入待測(ce)狀態,并(bing)根據樹脂(zhi)狀態選擇(ze)轉速(su)和轉子(zi),然后(hou)倒入樹脂(zhi)沒過(guo)規定(ding)轉子(zi)刻痕,開啟黏度計(ji)(ji),待刻度盤旋(xuan)轉穩定(ding)后(hou)讀(du)數(shu)。實驗數(shu)據如下:

由上圖數據可知,粘度隨(sui)著(zhu)溫(wen)度的(de)升高(gao)(gao),先變(bian)大后減小,且溫(wen)度在 70~80℃區間內合成的(de)水(shui)性丙(bing)烯酸樹脂(zhi)的(de)黏度相對較高(gao)(gao)。
綜上,我們可以(yi)發(fa)現(xian),在60~80℃的(de)溫度(du)(du)區間(jian)內,隨(sui)著溫度(du)(du)的(de)升高,樹脂的(de)固含量和粘度(du)(du)都(dou)呈現(xian)相同的(de)趨勢:先增加后減小,且峰值都(dou)在70℃。
在不(bu)同(tong)的(de)溫度下,水性丙(bing)烯酸樹脂的(de)硬度和附(fu)著力會發生怎樣的(de)變化。
硬度
樹(shu)脂膜(mo)硬度是指漆膜(mo)局部抵(di)抗硬物壓入其表面(mian)的(de)能(neng)(neng)力(li)。這(zhe)種能(neng)(neng)力(li)是判斷樹(shu)脂膜(mo)軟硬的(de)指標(biao)。測(ce)試方法:局部負載,測(ce)定樹(shu)脂膜(mo)抵(di)抗劃擦造成(cheng)的(de)變形能(neng)(neng)力(li)而表現出來(lai)的(de)。
操作(zuo)過程:分別用 B 型、HB 型、H 型、2H 型 2B 鉛筆傾(qing)斜(xie) 45° 向上推劃(hua)已制備(bei)好的(de)樹脂膜樣品,觀(guan)察樣品是否(fou)被(bei)劃(hua)破變形(xing)。
由表中(zhong)數據可(ke)知,在(zai)60~80℃的溫(wen)度(du)(du)范圍內,隨(sui)著溫(wen)度(du)(du)的升高,樹(shu)脂(zhi)膜的硬度(du)(du)也隨(sui)之增加,說明在(zai)這(zhe)個范圍內的溫(wen)度(du)(du)對樹(shu)脂(zhi)膜的硬度(du)(du)起正面作用(yong)。
附(fu)著力
樹脂膜的(de)(de)附(fu)(fu)著力是指樹脂溶液流(liu)涂(tu)于支撐體上形成的(de)(de)薄膜與被(bei)(bei)涂(tu)物表(biao)面結合(he)的(de)(de)堅固程度(du)。本次采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)被(bei)(bei)涂(tu)物為鐵(tie)片(pian),注意:使用(yong)(yong)前要對(dui)其(qi)進行打磨、清洗、烘干等(deng)處理,這(zhe)是因為如(ru)果(guo)被(bei)(bei)涂(tu)物表(biao)面附(fu)(fu)有污染或水分就(jiu)會導致(zhi)漆膜附(fu)(fu)著力下降(jiang),導致(zhi)測試結果(guo)不準(zhun)確。
實(shi)驗方法:#字劃格(ge)法
實驗(yan)數據如下

觀察表(biao)中數據可(ke)得(de),在60~80℃的溫度范(fan)圍內(nei),隨(sui)著溫度升高,脫落(luo)量減(jian)少,即附(fu)著力隨(sui)著溫度的升高而逐漸(jian)增加(jia)。
總而(er)言之,在(zai)60~80℃這個溫度范圍(wei)內(nei),溫度的升高能(neng)引起水性丙烯酸樹脂(zhi)膜硬度和(he)附著力的增加,有著很良好的重(zhong)要作用。
抗沖擊(ji)性能
水性丙烯酸樹脂(zhi)的抗(kang)沖(chong)擊(ji)性能(neng)是指樹脂(zhi)膜(mo)抵抗(kang)沖(chong)擊(ji)負荷作(zuo)用的能(neng)力,屬(shu)于樹脂(zhi)的重要性能(neng)之一。實驗(yan)(yan)工具:杜邦(bang)抗(kang)沖(chong)擊(ji)儀。實驗(yan)(yan)方法:將(jiang)樹脂(zhi)樣品置于子(zi)彈頭裝(zhuang)置處(chu),1/4 槽將(jiang) 300 g 的砝碼分別于 50 cm、40 cm、30c m、20 cm、10 cm 高處(chu)自(zi)由落體(ti)砸落沖(chong)擊(ji)樣品,觀(guan)察正面(mian)沖(chong)擊(ji)與(yu)反(fan)面(mian)沖(chong)擊(ji)后樣品的現象。
實驗(yan)數據

觀察分析表中可(ke)知,溫度(du)(du)為75℃時,樹脂膜(mo)的抗沖擊性(xing)能比較優異,且隨著(zhu)溫度(du)(du)逐(zhu)漸升高(gao),樹脂膜(mo)的抗沖擊性(xing)能變(bian)化較慢,但總的趨勢是先上升后下降。
耐(nai)水性(xing)
水性丙烯酸樹脂的耐水性則(ze)是指樹脂(zhi)膜(mo)對(dui)水的(de)作用而表(biao)現(xian)出來的(de)持(chi)久抵抗能力(li),是樹脂(zhi)的(de)另一(yi)重要性能。試驗方法:常溫浸(jin)水法。實(shi)驗步驟(zou):將樹脂(zhi)膜(mo)樣品的(de) 2/3 浸(jin)泡在水中,觀(guan)察漆(qi)膜(mo)和(he)涂料否有起粒(li)、失光、鼓泡和(he)脫落等現(xian)象并記錄漆(qi)膜(mo)和(he)涂料開始起粒(li)的(de)時間。
實驗數據

由圖形趨勢可(ke)以知(zhi)道,75~80℃溫度范圍內水性丙烯酸樹(shu)(shu)脂所制備樹(shu)(shu)脂膜耐(nai)水性較好,75℃時達(da)到峰值(zhi)。總(zong)體(ti)依(yi)然為(wei)先上(shang)升后(hou)下降的弧度。
綜上(shang)(shang)可得(de),在60~80℃的溫度(du)(du)范圍內,隨著溫度(du)(du)取得(de)升(sheng)高,水(shui)性丙(bing)烯(xi)酸樹(shu)脂的耐沖(chong)擊性能和耐水(shui)性呈先上(shang)(shang)升(sheng)后(hou)下降的趨勢,且峰值溫度(du)(du)都為75℃。