单组分水性金属闪光铝粉底漆的研制详解.docxVIP

上海涂料 SHANGHAI COATINGS 第51卷第 7 期 2013 年 7 月 Vol. 51 No. 7 Jul. 2013 [ 收稿日期 ] 2013-04-10 [ 作者简介 ] 刘成楼，男，高级工程师，主要从事各种功能性涂料的研发与服务，已发表科技论文近80篇。 单组分水性金属闪光铝粉底漆的研制 刘成楼 （北京国泰瑞华精藻硅特种材料有限公司，北京 100083） 摘 要 ：以聚氨酯改性丙烯酸分散体为成膜物，以水性铝粉为效应颜料，以水性蜡乳液作铝粉的定向剂，以碱溶胀型丙烯酸酯聚合物为增稠稳定剂，在成膜助剂、水和功能助剂的配用下，制备成单组分水性金属闪光铝粉底漆，漆膜干燥快、硬度高、抗冲击性好、附着力强、闪光效果好、防腐性能优、绿色环保、施工安全方便。 关键词 ：金属闪光漆 ；水性铝粉 ；助剂 0 引言 金属闪光漆以其丰富的色彩、优异的随角异色效应、高雅气派的装饰效果、超强的防腐保护性能而受到人们的青睐，广泛应用于家用电器、汽车、发动机、机动车钢圈等工业部件。近十年来，金属闪光漆市场发展很快，目前用于汽车涂装的金属闪光漆已占汽车涂料的60%左右［1］。 目前，溶剂型金属闪光漆仍占据市场的主导地位。因其固含量较低（45%左右），VOC（挥发性有机化合物）含量高，尤其夏季施工时稀释剂用量达50%~70%，VOC的排放量相当高［2］，严重污染环境，损害人身健康。低碳环保是各国经济发展的基本准则，许多国家相继立法严格限定涂料中的VOC含量，为了达到环保要求，涂料水性化是有效途径之一［3］。水性金属闪光漆因具有VOC含量低、干燥快、硬度高、抗冲击性好、附着力强、闪光效果好、防腐性能优异、绿色环保、施工安全方便等优点，具有广阔的发展前景。 1 实验部分 1.1 原材料 水性树脂 ：自交联丙烯酸共聚乳液MAINCOTE1100A，陶氏化学 ；多重交联丙烯酸乳液Etersol6923，长兴科技 ；丙烯酸树脂分散体Setaqua 6801、6802，纽佩斯 ；水性聚氨酯/丙烯酸酯共聚物分散体UC 80，欧宝迪。水性铝粉 ：STAPA Hydrolan 501、214、2154，爱卡公司。成膜助剂：丙二醇甲醚（DPM）、二丙二醇单丁醚（DPnB），陶氏化学。定向剂 ：EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）蜡乳液，毕克化学。碱溶胀缔合型增稠剂 ：DR-72、DR-73，陶氏化学 ；润湿分散剂 ：BYK-192 ；消泡剂 ：BYK-028 ；润湿流平剂 ：BYK-346 ；防腐杀菌剂 ：LXE，陶氏化学 ；中和剂 ：二甲基乙醇胺，市售品。 1.2 主要试验仪器和设备 分散机、涂-4杯、硬度测试仪、光泽测试仪、附着力测试仪、耐冲击测试仪、柔韧性测试仪、测色分光光度仪、光源灯箱等。探索研究上海涂料2第 51 卷 1.3 水性铝粉底漆的配方 通过对原料的选择及配比的优化实验，最终确定了单组分水性金属闪光铝粉底漆的基本配方，见表1。 表1 单组分水性金属闪光铝粉底漆的配方 Table 1 The formulation of one component waterborne metallic aluminum primer 1原料质量分数/%2水性树脂UC 8050~553丙二醇甲醚（DPM）5~64二丙二醇单丁醚（DPnB）2 ~35水性铝粉 STAPA Hydrolan 501，21545~76润湿分散剂 BYK-1920.2~0.37消泡剂 BYK-0280.2~0.38杀菌剂 LXE0.1~0.29润湿流平剂 BYK-3460.2~0.31020%二甲基乙醇胺水溶液1~211EVA蜡乳液Aquacer 5266~1012增稠剂 DR-72（与水1∶1稀释）0.5~113增稠剂DR-73（与水1∶1稀释）0.5~114去离子水15~20 1.4 制备工艺 （1） 铝粉浆的制备 ：将丙二醇甲醚与水性铝粉以质量比1∶1混合，并加入润湿分散剂，低速下搅拌20~30 min，然后静置陈化24 h，待用。 （2） 将水性树脂加入分散罐内，在转速200~300 r/min搅拌下加入消泡剂、防腐杀菌剂、润湿流平剂、二丙二醇单丁醚、EVA蜡乳液、去离子水，将转速调整为400 r/min，继续搅拌3~5 min，加入20%二甲基乙醇胺水溶液调整体系pH至8~8.5，加入铝粉浆，继续搅拌5 min，再加入增稠剂调整体系黏度达80~85 s（涂-4杯），过滤，出料。 1.5 试板制备 将马口铁试板用酒精擦拭干净，喷涂水性铝粉漆 ：黏度 80 s（涂-4杯），喷枪空气压力300~400 kPa，喷距300~400 mm ；环境要求 ：室温25℃左右