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　　新式第5類水性環(huán)氧樹脂系統(tǒng)為基料，增加無毒無污染防銹顏、填料，挑選適合的助劑，制備了環(huán)保型雙組分低溫烘干型轎車用底漆。研討了水性環(huán)氧系統(tǒng)的成膜功能，環(huán)氧基與胺氫的摩爾比和顏料體積濃度(PVC)對(duì)漆膜耐鹽霧功能的影響。

　　0·前語

　　自2003年1月1日《中華人民共和國清潔出產(chǎn)促進(jìn)法》施行以來，2006年1月1日《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技能要求——水性涂料》法規(guī)又相繼施行，轎車涂裝職業(yè)也從2006年12月1日起施行《清潔出產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)轎車制造業(yè)(涂裝)》職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。一系列環(huán)保法律、法規(guī)的施行，加快了涂料朝高固體分、無有害溶劑、無毒、無污染、水性化方向的發(fā)展。本文結(jié)合轎車制造業(yè)現(xiàn)階段涂裝工藝的特色，研討了第5類水性環(huán)氧系統(tǒng)中環(huán)氧樹脂與環(huán)氧固化劑的成膜功能，環(huán)氧基與胺氫的摩爾比和顏料體積濃度(PVC)對(duì)漆膜耐鹽霧功能的影響，開發(fā)了環(huán)保型轎車用水性環(huán)氧樹脂底漆。

　　1·實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1原資料

　　水性環(huán)氧樹脂乳液：克己。

　　水性環(huán)氧固化劑：克己。

　　顏、填料：鈦白粉、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、復(fù)合磷

　　鈦粉、云母、硫酸鋇等，均為工業(yè)品。

　　助劑：潮濕劑、渙散劑、消泡劑、流平劑、閃蝕按捺劑、防霉劑、偶聯(lián)劑、防沉劑、增稠劑、pH值調(diào)節(jié)劑等。

　　溶劑：去離子水。

　　1.2底漆的制備工藝

　　甲組分：首先用高速渙散機(jī)在低速拌和下，將潮濕劑、渙散劑、部分消泡劑參加到水性環(huán)氧固化劑中渙散充沛;再漸漸投入顏、填料，混合均勻后高速渙散充沛;然后用砂磨機(jī)研磨至細(xì)度符合要求;*后補(bǔ)加消泡劑(部分)、閃蝕按捺劑、防霉劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防沉劑、增稠劑、pH值調(diào)節(jié)劑等，用去離子水調(diào)整到適合的粘度。

　　乙組分：水性環(huán)氧樹脂乳液(克己)。

　　1.3功能檢測(cè)及首要儀器、設(shè)備

　　查驗(yàn)總依據(jù)：GB/T13493—92《轎車用底漆》。附著力：用QFZ-Ⅱ型漆膜附著力測(cè)定儀(天津科聯(lián)資料實(shí)驗(yàn)機(jī)廠)，按GB1720—79測(cè)定。

　　柔韌性：用漆膜柔韌性測(cè)定儀(上海現(xiàn)代環(huán)境工程技能有限公司)，按GB1731—79測(cè)定。耐沖擊性：用QCJ型漆膜沖擊器(天津中環(huán)實(shí)驗(yàn)機(jī)廠)，按GB1732—79測(cè)定。

　　硬度：用QHQ型涂膜鉛筆劃痕硬度測(cè)定儀(天津科聯(lián)資料實(shí)驗(yàn)機(jī)廠)，按GB6739測(cè)定。耐鹽霧性：用鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)箱(金壇市金鷹環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)，按GB1771—92測(cè)定。

　　1.4底漆的首要功能目標(biāo)

　　底漆的首要功能目標(biāo)見表1。

　　

 

　　2·配方設(shè)計(jì)

　　2.1水性環(huán)氧樹脂乳液和水性環(huán)氧固化劑的挑選

　　2.1.1對(duì)去離子水的容忍度實(shí)驗(yàn)

　　水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑對(duì)去離子水的容忍度是決定制漆功能的要害之一，別離按4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2份額與水混合靜置。不呈現(xiàn)破乳、分層現(xiàn)象，靜置時(shí)刻越長，標(biāo)明對(duì)去離子水的容忍度越高。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，挑選1∶1份額(按固體計(jì)約占25%)、靜置3d以上不呈現(xiàn)異常現(xiàn)象的環(huán)氧乳液或環(huán)氧固化劑制漆。

　　2.1.2清漆漆膜功能實(shí)驗(yàn)

　　按環(huán)氧基/胺氫的摩爾比在(0.8~1.2)∶1規(guī)模將不同份額的水性環(huán)氧樹脂乳液和環(huán)氧固化劑混合，可增加適量助劑。噴涂在馬口鐵板上，枯燥后調(diào)查漆膜的通明性、檢測(cè)漆膜的附著力、硬度、柔韌性、耐沖擊性等目標(biāo)。挑選外觀通明、漆膜功能目標(biāo)高的水性環(huán)氧樹脂乳液和水性環(huán)氧固化劑制漆。

　　2.2顏、填料的挑選

　　依據(jù)《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品——水性涂料》要求，不挑選紅丹、鋅鉻黃、鍶鉻黃、中鉻黃等防銹功能突出但有毒的防銹顏料。挑選磷酸鋅、三聚磷酸鋁、復(fù)合磷鈦粉等環(huán)保型化學(xué)防銹功能好的顏料，首要是在涂層內(nèi)離解出磷酸根離子或三聚磷酸根離子，與基材金屬離子構(gòu)成細(xì)密附著膜，然后按捺腐蝕;挑選云母等物理防銹好的片狀填料，有用減緩空氣中的水、氧氣對(duì)漆膜的透過性然后減緩腐蝕。

　　2.3助劑的挑選

　　2.3.1潮濕、渙散劑依據(jù)顏填料的品種、粒徑、渙散難易程度，首要從成膜物陰、陽離子視點(diǎn)考慮，挑選非離子型潮濕、渙散劑。

　　2.3.2消泡劑

　　首要從與基料的相容性、抑泡、破泡作用等幾方面比照挑選。部分消泡劑研磨時(shí)參加，部分消泡劑調(diào)漆時(shí)補(bǔ)加，以發(fā)揮消泡劑的全體抑泡、破泡才干。

　　2.3.3流平劑

　　甲、乙兩組分按份額制造好后噴涂于底材上，調(diào)查漆膜是否呈現(xiàn)桔皮、縮孔等異常現(xiàn)象，流平劑用量以不呈現(xiàn)桔皮、縮孔等異常現(xiàn)象的*小用量為宜。

　　2.3.4抗閃蝕劑

　　水的外表張力大，在空氣中的蒸發(fā)速度相對(duì)溶劑型涂料慢，漆膜表干時(shí)刻長，鋼鐵外表極易發(fā)作閃銹，在低溫(5℃以下)或高濕(80%以上)條件下更是如此，嚴(yán)重影響漆膜外觀和耐腐蝕功能。常參加亞硝酸鹽、苯甲酸鹽加以避免，考慮到會(huì)影響耐水性等，沒有選用，選用了外表活性劑類型的胺類高分子助劑。在低溫文高濕度環(huán)境條件下都能到達(dá)抱負(fù)的作用。

　　2.3.5pH值調(diào)節(jié)劑

　　因?yàn)樗原h(huán)氧固化劑與顏、填料一同研磨制得的甲組分系統(tǒng)自身呈堿性，挑選了醇胺類高分子pH值調(diào)節(jié)劑，以確保漆漿系統(tǒng)的長時(shí)刻儲(chǔ)存穩(wěn)定性。一起還有助于潮濕和渙散。

　　2.3.6增稠劑

　　依據(jù)現(xiàn)階段轎車制造業(yè)底漆涂裝工藝的特色，大部分是選用濕碰濕一次噴涂、噴涂時(shí)刻距離短、濕漆膜比較厚，水性涂料相對(duì)溶劑型涂料蒸發(fā)慢，更易呈現(xiàn)流墜、流掛等涂膜弊端，尤其是低溫高濕環(huán)境條件下施工更是如此。考慮到常用的纖維素等堿溶脹型增稠劑對(duì)漆膜的耐腐蝕功能有影響而沒有選用，選用了聚氨酯締合型增稠劑以改進(jìn)濕漆膜表干之前的抗流掛性，一起也增強(qiáng)了施工噴涂時(shí)的可厚涂性。

　　2.3.7·偶聯(lián)劑

　　為了增強(qiáng)水性環(huán)氧轎車底漆對(duì)底材的附著力，可考慮增加硅烷類偶聯(lián)劑，*好選用帶環(huán)氧或者氨基等活性反響基團(tuán)的，仍需要比照空白與增加后對(duì)漆膜耐腐蝕功能的影響。

　　2.4·顏料體積濃度(PVC)對(duì)漆膜功能的影響

　　經(jīng)過調(diào)整顏基比制造不同顏料體積濃度(PVC)的產(chǎn)品，比照耐鹽霧功能的改變：PVC太低，成膜系統(tǒng)中基料粒子包覆顏料粒子后有很多的剩下;PVC太高，成膜系統(tǒng)中基料粒子不能徹底包覆顏料粒子，都會(huì)影響漆膜的細(xì)密性然后影響漆膜的耐腐蝕功能。依據(jù)GB/T13496—92《轎車用底漆》的要求、權(quán)衡漆膜的歸納功能，配方PVC控制在21.7%~37%為*佳。漆膜耐鹽霧性隨PVC的改變趨勢(shì)見圖1。

　　

2.5環(huán)氧基與胺氫的摩爾比對(duì)漆膜功能的影響

 

　　理論上，按環(huán)氧基與胺氫的摩爾比1∶1剛好徹底固化反響。但經(jīng)過調(diào)整不同環(huán)氧基與胺氫的摩爾比，比照漆膜耐鹽霧功能的改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：環(huán)氧基略微過量，漆膜耐鹽霧等功能進(jìn)步，相反，胺氫略微過量，漆膜耐鹽霧功能等下降，不管哪種組分過量太多，漆膜耐鹽霧性均發(fā)作急劇改變。依據(jù)GB/T13493—92《轎車用底漆》的要求、權(quán)衡漆膜的歸納功能，配方中環(huán)氧基與胺氫的摩爾比控制在0.87~1.15規(guī)模*佳。漆膜耐鹽霧性隨環(huán)氧基與胺氫摩爾比的改變見圖2。

　　

 

　　3·結(jié)語

　　研發(fā)水性環(huán)氧轎車涂料與研發(fā)溶劑型涂料相同，與配方系統(tǒng)的基料、顏填料、助劑、溶劑等密切相關(guān)，更要留意水性涂料的固化機(jī)理和施工工藝的特殊性，經(jīng)過多方面反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，才干更好地滿意使用要求。