随着市场和技术的不断进步,涂料行业正处于快速发展阶段。当今社会,环境健康问题受到越来越多人的关注,而传统的溶剂型涂料由于含有大量的挥发性有机物,如苯、甲醛等,已经不能够适应市场发展需要,因此,现代绿色水性环保涂料已成为各国涂料行业的发展趋势。水性玻璃涂料,由于其基材的特殊性,如玻璃表面的光洁度非常高,且水的表面张力大,对玻璃基材的润湿性差,导致目前水性玻璃涂料普遍存在附着力不佳、硬度低、耐磨性差、耐酸碱性不佳等缺点。本课题的第一阶段,采用乳液聚合法,以有机硅单体对丙烯酸树脂进行改性,使有机硅氧烷与丙烯酸酯类单体发生共聚反应,将有机硅氧烷引入到丙烯酸树脂分子链上,使原本极性相差很大的有机硅树脂和丙烯酸树脂之间形成化学键,制备出一种含羟基的有机硅改性丙烯酸酯乳液;本课题的第二阶段,采用所合成的有机硅改性丙烯酸酯乳液为成膜物质,与氨基树脂复配,制备水性玻璃烤漆,并优化涂料配方,使涂料的各方面性能达到最佳水平。具体内容包括:(1)利用半连续-种子乳液聚合法,将有机硅单体与丙烯酸酯类单体进行共聚,制得含有羟基的有机硅改性丙烯酸酯乳液。红外光谱测试结果表明有机硅单体已成功连接至丙烯酸树脂的分子链中;进一步研究发现,当有机硅172单体添加量为7%,乳化剂体系HLB值为16且用量为1%,软硬单体比例为1:2并置于70℃下反应4小时,所制备的乳液性能最佳,转化率可达98%、凝胶率小于1%,乳液平均粒径约120nm,粒径分布小于0.1,且乳液稳定性良好,附着力达一级。(2)将自合成的乳液作为成膜物质,与氨基树脂固化剂配合,制备水性玻璃烤漆,并进一步探讨了涂料助剂及制漆工艺对涂料性能的影响。红外及热重分析结果显示,经过高温烘烤交联后的漆膜,基体树脂中的羟基与氨基树脂基本反应完全,且漆膜耐热性能有明显提升。进一步研究表明,当采用六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂为固化剂,基体树脂与固化剂比例等于4:1,颜料(铁红)与基料的质量比为0.8时,添加0.2%的有机硅类流平剂,0.1%的矿物油类消泡剂,并于150℃条件下烘烤30分钟,所制备的涂料漆膜具有最佳性能,附着力达1级,硬度达3H,耐水性可达5天。