新型橘纹漆的制备与研究

新型橘纹漆的制备与研究

范基升,陈萍,刘江涛,吴勇(杭州传化涂料有限公司,杭州311231)

随着人们生活水平和审美观的提高,传统的橘纹漆已不能满足现代生活的需要,由原来的低光泽向高光泽迈进,由低硬度向高硬度过渡。同时,随着人们环保意识的增强,对环保产品的关注和重视,低VOC、低污染涂料是当今发展的主题,相应地出现了水性涂料、高固体涂料、粉末涂料等环境友好型涂料。为迎合时代的发展,研制出一种新型的橘纹漆,具有高固体、高光泽、高硬度和优良的户外耐候性,施工简便,漆膜立体感强,而且具有易于擦洗等特点[1],专门用于高档器械的表面涂装,起到良好的装饰效果。

1 试验部分
1.1 主要原料
丙烯酸树脂(70%),三木公司;固化剂3390,拜耳公司;钛白粉,国产;分散剂,进口;催干剂,国产;橘纹助剂,进口;醋酸丁酯、醋酸乙酯、二甲苯、甲苯,工业级,国产;触变剂,进口;消泡剂,国产。
1.2 羟基组分配比
羟基组分配比见表1。

1.3 生产工艺
将丙烯酸树脂、分散剂、溶剂、钛白粉、流变助剂加入分散缸中高速分散均匀,再研磨至细度为20 μm 以下。加入催干剂、橘纹助剂和消泡剂,并调整黏度(涂-6# 杯)在120 ~ 160 s,振动过滤。
1.4 配漆
按NCO ∶ OH=1.1 ∶ 1.0 的比例将甲、乙2 组分混合均匀,根据施工的要求,用稀释剂调整黏度,混合均匀,即可施工。
1.5 橘纹漆的技术指标
橘纹漆的技术指标见表2[2]。

2 结果与讨论
2.1 树脂的选择[3]
丙烯酸树脂有优良的耐候性能和机械性能,保光保色性好,为制得高固体分的涂料,选择高固体低黏度的树脂,适当的羟基含量,确保交联密度。在选择橘纹漆树脂时,必须要选择快干型树脂,这样有利于橘纹立体感的形成,也使得漆膜的硬度得到提高。为制得立体感好,性能优异的橘纹漆,对几种树脂进行了分组研究,并得到如下结果,见表3。

2.2 分散剂的选择
高固体分丙烯酸树脂对颜料的分散性相对来说比醇酸树脂的差一些,所以必须使用性能良好的分散剂。BYK-104S 对有机颜料和钛白粉的混合分散效果好,还有控制浮色和发花的效果。通过分散剂的用量大小试验,发现分散剂的用量在0.4%左右时分散效果好。
2.3 催化剂的选择
用于脂肪族聚氨酯漆的催化剂有叔胺类、金属化合物、有机磷等物质,本试验采用活性较高的二月桂酸二丁基锡作为催化剂,用量在0.03%左右。
2.4 溶剂的选择
溶剂在漆膜表面的挥发不平衡是漆膜贝纳尔德窝形成的主要原因,也就是形成橘纹的关键因素。在喷涂时,低沸点溶剂挥发较快,漆膜干燥快,花纹不易流平变形,有利于橘纹的生成与定型。但低沸点溶剂的比例过大,容易产生露底和拉丝。只有高低沸点溶剂的比例适当,才能产生完美的效果。选择质量比为1 ∶ 1 二甲苯和醋酸丁酯作为稀释剂,橘纹效果显著,试验结果见表4。

2.5 颜料的选择
为制得高档橘纹漆,摒弃了填料的使用。由以往靠填料的作用和施工控制得到橘纹的方法转变为单独使用耐候性的金红石型钛白粉依靠助剂来调节橘纹的新方法。制得的漆膜无论硬度还是柔韧性都达到最好的效果。同时,还使得漆膜的耐候性得到提高。
2.6 流变助剂的选择[4]
触变性助剂不仅有利于橘纹的形成,同时有防沉的作用。但是为制得高光泽的漆膜,要根据客户的要求适当选择好流变助剂,有机膨润土和气相二氧化硅都有一定的消光作用,使用时要适当。氢化蓖麻油和聚酰胺蜡,使用起来不方便,需要打浆。BYK410 增稠效果好,但价格较贵。

3 施工工艺[5]
三分涂料七分施工,橘纹漆在底材上形成美丽的橘纹图案,除了与配方设计有关外,施工工艺也至关重要。为简化施工工艺,降低操作难度,采取空气喷涂。
3.1 施工环境的温度
施工环境温度的不同,溶剂的挥发速率也不一样,进而形成的橘纹大小和形状也不同。因此可以根据施工环境的温度不同,适当调整稀释剂的加入比例。比如冬季可以适当增加醋酸乙酯的用量,夏季则可以适当增加醋酸丁酯的用量。
3.2 施工黏度
施工黏度对橘纹的形成最为关键。一般来说橘纹的大小和清晰度随着黏度的增大而增加,黏度越大,漆液的流动性越小,橘纹容易形成。黏度过低,漆液的流动性好,使得形成橘纹的漆膜易于流平,而失去橘纹的效果,甚至产生流挂的现象。但要避免由于黏度过大而造成喷涂困难和漆液的铺展性不好。
3.3 喷涂工具
选用喷嘴直径合适的喷枪,口径小,花纹也小。口径大,花纹较大。此外,施工压力也是橘纹形成的另一个重要因素。一般把压力控制在0.15 ~ 0.50 MPa 范围内,压力小,橘纹花纹细致且纹路较小;压力大,橘纹花纹较粗且纹路较大。
3.4 喷涂的方式方法
喷枪的距离要控制在20 ~ 30 cm,走枪的速度要均匀,喷枪喷覆的重叠幅度要一致,以保证花纹大小均匀。此外,喷枪的雾化效果和环境的湿度也会影响涂膜表面的状态。

4 结语
通过对树脂、颜料、溶剂和助剂的选择和对比试验,以及对施工工艺进行探讨,得到施工工艺简单合理、性能优异的涂料。该漆漆膜有均匀美丽光亮的外观,优良的机械性能,耐磨耐候性能优异,具有高光泽高硬度,主要用于高档器械的表面涂装,可满足工件保护、装饰、长效的需求,具有非常广阔的应用前景,符合现代发展的需求。

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