2 结果与讨论
2.1 主体树脂的选择
高固体分涂料要求原漆具有较高的固体分（一般要求≥ 70%），同时粘度不能过高。这是因为，如果原漆粘度过高，在涂装施工时必须加入较多的稀释剂，一则这些稀释剂在涂膜干燥过程中会挥发进入大气，这样高固体分涂料就失去了环保性；再则稀释剂大量加入，必然会造成涂料施工固体分下降，要达到规定的涂膜厚度，必须增加喷涂遍数，既降低了劳动效率，又增加了溶剂的挥发，同样不利于环保。因此，在保证涂料性能的基础上，应尽量选择高固体分低粘度的树脂。
经过多次试验比较，成膜树脂选择荷兰进口的热固性丙烯酸树脂，交联剂则选用国产的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂。二者都是高固低粘的树脂，前者的光泽优异，溶剂释放性好，机械性能、耐化学品性、耐候性优良；后者用甲醇醚化，属于单体型高烷基化的氨基树脂，主要反应基团为—CH2OCH3，可与多种树脂进行交联，固化时要求高温和酸性催干剂存在，硬度高，柔韧性和户外耐候性佳。
2.2 丙烯酸树脂/ 氨基树脂配比
该热固性丙烯酸树脂所含的官能基为羟基，在与氨基树脂配合时，通过酸性催干剂的催化作用，使其官能基与氨基树脂进行共缩聚反应，形成坚韧的三维结构涂层。丙烯酸树脂和氨基树脂的配比不同，其涂膜的性能也不同。丙烯酸树脂用量增大，则涂膜的光泽、附着力、耐冲击性和柔韧性好，但会降低涂膜的耐候性和硬度；而交联剂氨基树脂的用量增大时，则涂膜硬度提高，耐候性变好，但光泽、附着力、耐冲击性和柔韧性变差。经过多次试验，当该热固性丙烯酸树脂（包括色浆中的树脂）和高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂二者的固体分比例（即氨基比）为2.3~2.5 时，涂膜的综合性能佳，满足技术指标的要求。在本试验配方中：氨基比=（30×70%+50×35%×70%）/（14×98%）=2.42。
2.3 酸性催干剂
高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂需要加入酸性催干剂帮助固化。常用的酸性催干剂有硫酸、盐酸、磷酸和对甲苯磺酸等强或弱酸，还有各种胺封闭的磺酸催干剂，称为潜催干剂或封闭型催干剂。在使用封闭型催干剂时，首先发生解封反应（不同催干剂的解封温度不同），以产生活性酸催干剂。本试验中选用美国进口的封闭型酸性催干剂，它由对甲苯磺酸的中和物组成，活性成分25%，其解封温度较低（65℃），在水性和高固体分涂料中稳定性好。该封闭型酸性催干剂的添加量不同，其涂膜的性能也不同，见表5。
表5 封闭型酸性催干剂对高固体分涂料性能的影响

从表5 可以看出：随着封闭型酸性催干剂添加量的增加，涂膜的光泽提高、硬度增大，但耐冲击性、附着力、柔韧性和耐水性均变差。比较来看，当其添加量为1.0%~1.2％时，涂膜的综合性能佳，满足技术指标的要求。同时，由于该封闭型酸性催干剂要在65℃以上才解封，生成对甲苯磺酸，因此添加之后，不会对涂料的常温贮存产生不良影响。
2.4 触变剂
与常规涂料相比，高固体分涂料更容易出现贮存过程中颜料沉淀和施工应用时流挂的情况：（1）前者主要因为涂料粘度较低，而高固体分涂料由于遮盖力的需要，其颜料体积比一般不低于常规型涂料，固体分越高，单位体积中颜料的质量也越大，在贮存期间较易出现颜料沉淀问题。（2）后者不仅会出现在喷涂施工过程中，更严重的是出现在进炉烘烤后的加热期间。高固体分涂料加热升温时所导致的粘度下降十分严重，溶剂挥发所引起的粘度增加远不能与之相抵，从而引起严重的流挂现象。
因此，高固体分涂料需要加入触变剂来解决以上问题。常用的触变剂有气相二氧化硅、有机改性膨润土、氢化蓖麻油、聚乙烯蜡和酰胺蜡类等。本试验中采用德国进口的气相二氧化硅，此胶体粒子比表面积为175~225 m2/g，表面有硅醇基。气相二氧化硅在涂料中经充分搅拌分散后，硅醇基间形成氢键，产生立体网状结构，赋予涂料一种结构粘性。该结构粘性具有触变性，即在涂装时的高剪切速率下，结构粘性很低，有利于涂膜流平；涂装结束或涂料贮存期间，剪切速率接近零，结构粘性很大，起到防止涂膜流挂和涂料沉淀的作用。需要注意的是，要使气相二氧化硅起到良好的触变性作用，又不明显地降低光泽，必须将它充分分散。气相二氧化硅常规的添加方法是先与成膜树脂高速分散均匀制成母液，再把母液分散到涂料中，这样效果较为理想。试验表明：在配方中该气相二氧化硅添加量为1%~2％时效果佳。
2.5 流平剂
高固体分涂料在施工中常出现缩孔问题。缩孔大多是由尚未干燥的涂膜上的杂质颗粒所引起，颗粒使其周围液态涂层的表面张力降低，使之向外围较高表面张力的涂层流去而形成凹形缩孔，孔内中心为杂质颗粒。高固体分涂料中所用树脂和溶剂的极性一般比常规涂料大，与杂质颗粒的表面张力相差就更大，在有颗粒存在时，其周围产生的表面张力差更易导致缩孔。流平剂一般是通过与涂料体系的一种可控制的不相容来降低涂料体系的表面张力，促使涂膜流平，消除涂膜的表面缺陷。常用的流平剂有两种：丙烯酸类流平剂和有机硅类流平剂。本试验中这两种流平剂都有采用，其中丙烯酸类流平剂可以降低漆雾敏感性，适用于高质量的工业色漆和清漆，与大多数成膜物混容性优异，在清漆中不会引起混浊，在色漆中不会产生雾影；有机硅类流平剂则可以增进表面滑爽，防止贝纳德旋窝，改进流平和增加光泽，给予防粘连性质，降低表面张力，并因而提供更好的底材润湿。它们对高固体分涂料性能的影响见表6。

从表6 可以看出：单一的流平剂很难达到理想的流平效果，当两种流平剂配合使用时，因协同增效作用而能达到较好的流平效果，同时涂膜的光泽也有所提高。经多次试验，当丙烯酸类流平剂添加量为0.4％，有机硅类流平剂添加量为0.1% 时，涂料流平效果佳。需要注意的是，该有机硅类流平剂添加量很少，为了准确添加，好把它预先溶解在溶剂中。本试验是将其预先溶解在二甲苯中制成10% 的溶液，然后再添加。
2.6 有机溶剂
高固体分涂料在施工时需加入少量稀释剂，它由多种有机溶剂配制而成。选择的溶剂要求既能保持涂料施工时有较高固体分，同时又能降低涂料的粘度。经验数据表明：在降低涂料粘度及提高固体分方面，酮类溶剂优于酯类溶剂优于烃类溶剂，因此应多用酮类溶剂。选择溶剂时还要注意涂料的贮存稳定性问题。丙烯酸氨基涂料中含有一定比例的氨基树脂，贮存期间粘度升高较为常见，这对常规涂料来说问题不大，但对高固体分涂料来说，粘度升高必须添加较多溶剂才能施工，则势必降低施工固体分，因此应加入醇类或醇醚类溶剂。另外，在选择溶剂时，还要平衡下列各项要求：挥发速率合适、流平性好、无缩孔、无起泡等。根据以上讨论，通过多次试验调配出用于高固体分涂料的稀释剂。其参考配方见表7。

3 结语
采用高固低粘的热固性丙烯酸树脂和高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂制备高固体分丙烯酸氨基烘漆，并对影响涂料性能的几个主要因素，如丙烯酸树脂、氨基树脂的选择、丙烯酸树脂与氨基树脂的配比、酸性催干剂、触变剂、流平剂和有机溶剂等进行了讨论，结果制得光泽高、机械性能好、耐化学品性好、耐候性和贮存性好的高固体分涂料。该涂料装饰性强，广泛应用于各种金属制品的表面涂装，且溶剂挥发少，具有较好的环保性。