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      雙組分丙烯酸聚氨酯自成型橘紋漆花型改進

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      0 前言
      橘紋漆是一種美術型裝飾性防護涂料,主要用于機床、儀器、儀表等表面的涂裝。橘紋漆的涂膜呈橘子皮花紋,橘紋圓滑,分布均勻,光澤柔和,給人以舒適的立體感。同時橘紋漆可以遮蓋底材的不平整缺陷,省去了對底材的大量處理工作,因此適用性較強。西北永新的雙組分橘紋漆成熟產品有B24-XS丙烯酸聚氨酯橘紋漆和B24-XU高固體自成型橘紋漆,前者對施工技術要求較高,需要分為打底噴平面漆和撒花打點兩步進行,較為麻煩,且凹凸感較強,涂膜表面油污不易被清理干凈;后者施工簡便,花紋一次均勻成型。但隨著人們個性化需求的提高,某些生產使用企業,希望除擁有橘紋漆均勻的花型外,要求橘型大一些,以達到涂膜不易積存灰塵更易于擦洗的目的。本文研究了以低羥值丙烯酸樹脂配合快干聚氨酯固化劑,添加中等吸油量的惰性填料,使涂膜既能形成橘紋骨架,又不過度消光。并添加適宜的觸變劑,提供假塑性,優選助橘劑,調節表面張力,協同造成橘紋。研制成花紋一次均勻成型,花型較大的雙組分自成型橘紋漆。該產品適用范圍廣,可用于五金機械、保險柜、機床、變壓器、防盜門、醫療機械等金屬材質外表的涂裝。
       
      1 試驗與討論
      1.1 樹脂基料的選擇
      如果選用外購樹脂作為主劑樹脂,成本必然上升較高,不能滿足用戶的低價位需求。因此專題組著重在公司自產的丙烯酸類樹脂13#和11#-1丙烯酸樹脂中篩選適宜的樹脂制漆,并且經多方查找資料得知,兩支相容性不佳的樹脂拼用在一起,可以使橘紋漆花型增大。過氯乙烯樹脂是聚氯乙烯進一步氯化的產物,中黏度和低黏度的樹脂都可供造漆之用。黏度較高的過氯乙烯樹脂所形成的涂膜具有較好的機械強度,且同時具有與丙烯酸樹脂相容性不佳的特點,這一點正是制備大花型橘紋漆所必備的。石油樹脂具有酸值低,耐水、耐乙醇和耐化學品等特性,在該體系中選擇加入少量石油樹脂作為調節改性劑與丙烯酸樹脂、過氯乙烯樹脂一起使用。在相同施工參數下對涂膜外觀和施工性進行考察,見表1。
      兩種樹脂對涂膜外觀和施工性的影響
      由以上試驗可知,用13#丙烯酸樹脂制橘紋漆,在初步考察中顯示其在涂膜外觀和施工性上均不如11#-1丙烯酸樹脂。
      1.2 顏填料的選擇
      常見填料中天然硫酸鋇是一種惰性物質,化學穩定性高,具有不滲透性,能增加涂膜硬度和耐磨性,易與其他原料混合研磨,缺點是密度大,易于沉降;而滑石粉吸油量大,在涂料中不易下沉,可使其他顏料懸浮,并使涂料具有一定的觸變性,在涂膜中吸收伸縮應力,提高涂膜的耐擦洗和耐磨性,避免發生裂縫和空隙等弊病。若填料用量過高,則涂膜光澤低,橘紋立體感差,甚至導致涂膜其他性能變壞。除了選擇適當的填料外,顏基比的設計對橘紋成型起著特別重要的作用,顏填料用量太小涂膜流平快,花紋容易塌陷,太大則花型不豐滿,降低橘紋漆光澤。不同顏基比配方
      見表2,對橘紋花型的影響如表3所示。
      不同顏基比配方
      不同顏基比對橘紋花型的影響
      當橘紋漆中顏基比在1左右時,涂膜光澤柔和,花型均勻;顏基比在0.7時,涂膜流平太快無法形成理想狀態的花紋,顏基比在1.5左右時,則涂膜光澤太低,豐滿度差。
      1.3 觸變劑的選擇
      橘紋漆實質上是一種觸變型涂料,觸變劑的類型及用量直接影響橘紋漆的花型質量,選用不同型號的有機膨潤土作為觸變劑,其不同用量對涂料性能的影響見表4。
      觸變劑用量對涂料性能的影響
      由表4可以看出,觸變劑用量增大,成品涂料黏度上升,觸變性增大,橘紋隨之增大;其含量過高,涂膜光澤過低,涂膜立體感差,出現橘紋不均勻現象。綜合考慮各項性能后,確定使用SD-1有機膨潤土,用量控制在0.4%(質量分數,下同)。
      1.4 橘紋助劑的選擇
      橘紋助劑在該涂料品種中作為一種助觸變劑(表面張力調節助劑),是必須加入的助劑,它能夠簡化橘紋漆的施工工藝,降低施工難度,不需要分為打底噴平面漆和撒花打點兩步進行,即可比較容易地得到立體感較強的橘型漆。對于單一組分的液體而言,因沒有破壞表面張力的因素,因此不論液體表面積如何變化,其表面張力值與靜態表面張力值相等。但是橘紋漆是多組分液體,當其被展布在固體表面時,各組分之間會相互破壞對方的表面張力,使得表面各點的液體受力不均勻,揮發速率快的組分首先從涂膜中逸出,從而造成各層溶劑濃度不同,形成溫度差。溶劑濃度差和溫度差的共同作用形成了表面張力梯度,使得表層溶劑流向下層,下層溶劑流向上層,形成環流。最終整個表面的表面張力獲得一致,使整個表面張力達到最小,體系處于最穩定狀態,這就是馬蘭格尼效應。高分子量的有機硅類助橘劑與丙烯酸樹脂相容性不很好,加劇了涂膜的不流平,有利于橘紋的形成,并且助橘劑的加入不會使涂料黏度增加而形成假稠現象;另一優點是使涂膜干燥后表面滑爽,提高了涂膜的抗劃傷性。助橘劑用量、型號對橘紋花型的影響如表5所示。
      助橘劑用量、型號對橘紋花型的影響
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