水性丙烯酸氨基烤漆解决方案.docx
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水性丙烯酸氨基烤漆解决方案
水性丙烯酸氨基烤漆解决方案
引言
丙烯酸氨基烤漆具有良好的丰满度、光泽、硬度、耐候性、保光性、保色性、耐化学性等,在汽车、摩托车、自行车、五金、油墨等行业上应用十分广泛。
目前国内的丙烯酸氨基烤漆还是以溶剂型体系为主,在环保方面的一个大问题就是VOC的排放,对环境及人类的身体健康都造成了很大的危害,国内外都有相应的法规针对VOC的排放做出了越来越严格的限制。
丙烯酸氨基烤漆的水性化是未来发展的重要方向,既能减少污染排放,又能免交涂料消费税,在环保及经济效应方面均有着明显的优势。
推荐配方简介
目前市面上的水性丙烯酸氨基烤漆可分为如下两类:
1.采用水溶性的丙烯酸树脂搭配氨基树脂,这种配方体系可拥有与溶剂型丙烯酸氨基烤漆类似的性能,但其中含有较多的亲水溶剂如醇类或醇醚类,依然不够环保且通常有较刺激的气味,称为假水性。
2.采用水性丙烯酸分散体或乳液搭配氨基树脂,虽然在光泽上比水溶性体系的产品稍差,但在其他性能如硬度、耐水性、耐化学品性等方面却有过之而无不及,而且其VOC含量相对有了很大幅度的下降,可称之为纯水性产品。
本文中的推荐配方属于第二类,采用水性丙烯酸分散体搭配三甲醚化氨基树脂。
该推荐配方分成两部分,第一部分为水性无树脂色浆,第二部分为水性丙烯酸氨基烤漆。
水性无树脂色浆
第一步是制备水性无树脂色浆,此处以水性白色浆举例,通过高速搅拌或研磨至细度合格后,留待下一步配漆使用。
若要调整颜色,可研磨其它颜色的色浆(参考欧鹏化工水性无树脂色浆推荐配方),待下一步配漆时用来调色。
当然也可直接购买水性色浆使用,但是要注意测试相溶性及配漆后的性能。
水性无树脂白浆
序号
原料代码
百分配比
备注
1
水
20.600
2
丙二醇
3.000
助溶剂
3
Synthro-ponW600
5.000
润湿分散剂
4
MoussexSF561
0.500
脱泡剂
5
10%DMEA
pH调节剂
6
R-902+
70.000
杜邦钛白粉
7
ProxA300
00
增稠剂
合计:
备注
色浆现磨现用,不建议长期储存
生产工艺流程:
此白浆拥有极佳的相溶性,极易添加到体系中而不会引起缺陷,配漆后对漆膜的光泽及耐水性均无影响,这一切的性能都源自于润湿分散剂Synthro-ponW600。
润湿分散剂都具有表面活性,也就是会亲水而导致漆膜耐水性变差,这是所有润湿分散剂的通病,而Synthro-ponW600经过特殊改性使其对耐水性的影响十分轻微,实验结果显示其耐水性比市面上的绝大多数水性润湿分散剂更好。
分散剂
Synthro-ponW600
分散剂1
分散剂2
分散剂3
分散剂4
光泽/60°
87
87
87
87
65
耐水性
(常温)
72hrs
OK
OK
起泡
起泡
起泡
168hrs
OK
起泡
起泡
起泡
起泡
水性丙烯酸氨基烤漆
以下便是配方的第二部分同时也是主体部分:
水性丙烯酸氨基烤漆。
水性漆特别是乳液型产品,加料及搅拌均要小心控制,否则容易导致破乳或其它问题。
BayhydrolA145稳定性较好,故不易产生上述问题,但是配漆时仍应控制投料速度不宜过快,同时各种物料应该边搅拌边添加。
水性丙烯酸氨基烤漆(白色)
序号
原料代码
百分配比
备注
1
水性无树脂白浆(70%)
30.000
2
BayhydrolA145
46.000
羟基丙烯酸分散体
3
Resimene717
0
英力士氨基树脂
4
BCS
3.000
乙二醇单丁醚
5
水
9.700
6
ModarezPW336
0.500
润湿流平剂
7
Moussex941PL
0.300
消泡剂
8
MoussexSF561
0.300
脱泡剂
9
10%DMEA
pH调节剂
10
RM-8W
0.700
增稠剂
11
RM-8W
预留部分,调节粘度用
12
水
0
合计:
备注
可根据硬度及柔韧性的要求适当调整Resimene717的用量
生产工艺流程:
性能指标
配方产品的性能指标如下,其中最应关注的是其较高的固体分、良好的外观和丰满度、优异的硬度及耐水性。
1.产品原始状态的性能,也就是产品在未使用前的性能
从以下参数可以看到,该配方产品在低粘度的条件下有着很高的固体分含量,从而使其涂膜可以拥有很好的丰满度。
产品原始状态的性能
测试项目
检测规格
实测值记录
1
产品粘度/涂-4,25℃±2.0℃
30±5s
30″06
2
产品细度
≤10um
≤10um
3
产品比重/比重杯,25℃±2.0℃
±
1.24g/ml
4
PH值
8.0
5
固含/150℃,1h
53±2%
53.85%
6
储存稳定性/50℃,1month
各项性能无变化
Pass
备注
2.产品的施工参数
烘烤条件可根据实际情况进行调整,具体以实验测试为准。
开稀配比方面根据粘度调整,若原漆粘度合适,可不用开稀直接施工,使施工固含更高。
产品施工参数
测试项目
检测规格
实测值记录
1
素材
马口铁板
马口铁板
2
素材前处理
400-800目砂纸打磨
600目砂纸打磨
3
开稀配比/漆:
水
100:
0-10
100:
3
4
施工粘度/NK-2#
25±5s
25″06
5
烘烤条件
150℃/20min
150℃/20min
6
干膜厚
20±5um
19um
备注
3.涂膜性能指标
涂膜各项性能较为均衡,应该已经符合大多客户的需求。
若对某些性能有特殊要求,可调整配方或工艺,具体调整方法请看下一部分内容。
涂膜性能指标
测试项目
检测规格
实测值记录
1
涂膜外观
漆膜平整,无颗粒,无气泡,无针孔,无缩孔,无桔皮
涂膜外观良好
2
光泽/60°
87±3
88
3
附着力/百格
≤1级
0级
4
铅笔硬度/500g
≥2H
3H
5
耐冲击/1kg,50cm
正冲,50cm
Pass
6
柔韧性,mm
≤1mm
Pass
7
耐水性/常温,25℃±5℃,168hrs
外观良好,无失光,无起泡
Pass
备注
总结
该解决方案在涂膜外观及性能等方面已经做到较好的平衡性,但由于基材、施工方式、性能和成本要求等方面的千变万化,此方案当然不能解决所有问题。
对于不同的要求,可参考以下的配方调整思路,使能达到想要的效果。
1.硬度和柔韧性方面
Ø通过调整水性丙烯酸树脂与氨基树脂的比例来调节,氨基树脂的添加量越多,硬度越高,柔韧性越差;氨基树脂的添加量越少,硬度越低,柔韧性越好。
Ø使用全甲醚化的氨基树脂,柔韧性更佳,但硬度会变低且干燥速度也会变慢。
2.耐水性方面
Ø若想进一步提升耐水性,可通过添加硅烷偶联剂或其它附着力促进剂增加体系的耐水性。
3.干燥性方面
Ø可添加酸催化剂,降低体系的烘烤温度,缩短烘烤时间,如欧鹏化工的BD7744等产品。
4.耐冲击性方面:
Ø影响耐冲击性的主要是附着力和柔韧性,通过基材预处理或添加附着力促进剂提高体系的附着力,同时用上述手段提高柔韧性,可提高体系的耐冲击性。
5.配方成本方面
Ø采用国产的水性羟基丙烯酸分散体或乳液、国产的水性氨基树脂以及国产的钛白粉,可大大降低配方成本,但应重新评估产品的性能及稳定性。
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