用于多边角零部件防腐蚀的水性珠光浸涂漆的研制

用于多边角零部件防腐蚀的水性珠光浸涂漆的研制
 
□ 李辉宁,李建杰,邓长福,刘 燕
(天津科瑞达涂料化工有限公司,天津 300450)

0 前 言
近10年来由于受到环保因素影响,水性涂料正在逐步替代传统溶剂型涂料在市场上占有一定的份额。这些水性涂料主要集中在建筑、木器等行业,而应用于工业零部件的却很少,开发具有特色的水性涂料是立足于市场的关键因素。由于当前水性涂料用于工件上涂膜的耐磨性。光泽、硬度等性能不很理想,发展较缓慢。虽然阴极电泳涂料在各个方面均达到了优异的水平,但在其前处理过程中相对复杂化而增加了企业的成本,因此开发研制出性能优良的水性浸涂漆将具有极大的经济效益。现代工业的迅速发展,机械零部件的复杂化、精细化、多边角化是任何工件不可避免的问题,如果工件的边角部位没有采取合理保护措施则很容易损坏,从而使整个机器受损。根据现在水性浸涂漆在工件边角处流坠、流平、流挂的问题,本试验合理设计配方,采取特殊工艺有效解决了上述问题,且在性能、防腐蚀上均达到了较优的水平。

1 试验部分
1.1 试验原材料(见表1)

1.2 预处理物A的制备
在3 000 m L的塑料罐中投放一定量的水性树脂,在常温下用600 r / m i n的速度搅动,缓慢加入三乙胺,滴加结束后继续反应15 m i n中和后成胺盐使之亲水化,加入计算好的去离子水稀释到理论固体分,控制pH值8.5±0.2。
1.3 预处理物B的制备
在1 000 m L的分散磨中投放一定量的水性树脂、膨润土、中间载体、丙二醇甲醚、分散剂,在1 200r / m i n持续研磨1.5 h,细度达到10 μ m后合格,出磨后用去离子水稀释到理论固体分。
1.4 水性珠光浸涂漆的制备
在3 000 m L的塑料罐中加入计算好的预处理物A和预处理物B,用800~1 000 r / m i n搅拌均匀后缓慢加入珠光粉、助剂、去离子水,分散均匀后得到水性珠光浸涂漆。控制:m( A )∶m( B ) =1∶1, p H值8.2±0.2,黏度(涂-4杯)40~60 s。
 
2 结果与讨论
2.1 珠光粉在水性树脂中定向排列试验
珠光粉定向排列在整个水性浸涂漆中起到至关重要的作用,其定向排列不好会引起珠光粉自身的絮凝、分层、被浸工件色彩不均、有斑马条纹出现。本试验通过分析珠光粉粒径大小及中间载体存在影响珠光粉定向排列、润湿,从而得到了最佳方案解决珠光粉的定向排列问题,结果见表2。
通过表2的数据显示,珠光粉粒径的大小及中间载体的存在均对浸涂漆的稳定性和颜色有影响。中间粒径小、有无中间载体均会导致沉淀不稳定,珠光粉粒径大会影响被浸工件的颜色一致性,中间载体的存在对改善珠光粉定向排列起到很大的作用,同时改善了珠光粉的沉淀性和防止斑马条纹的出现,经分析认为在没有中间载体的情况下,珠光粉很难被树脂润湿导致珠光粉自身絮凝、颜色发花,中间载体的引入改善了珠光粉的润湿性并对珠光粉进行包裹使之与树脂相容达到了定向排列性。通过表2数据得出珠光粉粒径在600~800目粒径效果最佳,但800目粒径光泽较低无闪性,因此选择600目为最佳。
2.2 改善被浸工件边角棱的保护
现代工件具有较多的边棱部位,边棱角部位的保护是整个保护重要的部分,浸涂漆中出现的最大弊端是工件的边棱角处保护不好尤其对于水性珠光浸涂漆而言更是一个难点,如何提高工件边棱角处流坠、流平、流挂是本试验的重点。在试验过程中分析得出边棱角处涂膜在固化过程中的收缩较严重,涂膜较薄导致流挂、流平、透底,经试验分析是由于被浸工件和水性珠光浸涂漆的表面张力不同导致而成,通过资料记载,含有有机硅成分的助剂可改变涂膜固化时的表面张力,从而降低涂膜固化时的收缩程度,达到改善边棱角处流挂现象,同时可以通过珠光粉合适的添加量加以改善。通过理论分析引进了含有有机硅成分的助剂,改进试验如表3。

根据试验结果得知,含有有机硅助剂能改善边棱角处状态,用量较小时不起作用,用量过大时起负面作用,综合考虑选择用量为0.5%为佳,珠光粉用量为12%。2.3 工件的施工性、机械性能及耐腐蚀性一件工件除了具有良好的外观效果外,还需要较好的施工方便性、机械性能及耐腐蚀性,本试验通过引入珠光粉很好地解决了此问题。珠光粉除了具有较好的外观外还具有较强的屏蔽作用,良好的施工性更能广泛应用于市场的需求。本试验中通过对水性珠光浸涂漆中加入膨润土来增加其触变性,有效改善了涂膜膜厚不均、珠光粉沉淀的问题,达到了良好的循环目的,在施工黏度较低的情况下更为突出。表4为在不同施工黏度下工件的膜厚、状态及耐腐蚀时间。
通过表4数据结果分析得出,不同施工黏度下对涂膜膜厚有明显的影响从而导致工件的耐腐蚀性及状态变化较大,施工黏度越低膜厚越薄、耐腐蚀性越差但涂膜相对较均匀,相反黏度过高施工性较差,出现流坠,涂膜相对不均匀,但耐腐蚀性较好,根据工件的施工方便性及耐腐蚀性选择施工黏度60 s为最佳。在黏度60 s施工下工件的性能如表5所示。根据表4及表5数据得出该水性珠光浸涂漆均达到了用户要求的水准。
3 结 语
(1) 通过对多边棱角工件特点的分析研究,制备出性能、防腐蚀较好的水性浸涂漆,有效地解决了浸涂漆中常遇到的弊端,到达了环保要求。
(2) 通过在配方中引入中间载体,有效地解决了珠光粉的定向排列及斑马条纹问题,确定了珠光粉粒径的大小(600目)和用量(10.5%),达到了最佳的防腐蚀效果,通过加含有有机硅的助剂有效地解决了多边棱角的流挂、流平、流坠现象,用量为0.5%最佳。
 

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