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水性工業涂料的研究,選用水性環氧、水性丙烯酸基料為基礎進行水性工業涂料的制備,選取合適的水性固化劑進行固化,以獲得最佳的性能和價格比的水性涂料
2019年10月22日    閱讀量:1190    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

0 引 言

涂料應用于各行各業,是現代社會不可缺少的產品。傳統溶劑型涂料需要使用大量的溶劑,不僅污染環境而且浪費資源。然而,目前我國主要的鋼結構、零部件等生產廠家依然使用溶劑型涂料,對大氣、土地、水的污染嚴重,對施工人員的傷害極大中國建材網cnprofit.com


水性涂料由于以水為介質,VOC 極低、不易燃,符合環保安全與節省資源能源的要求,且水性涂料的綜合性能可達到或超過傳統溶劑型涂料水平,產品性價比高,易為人們所接受。但在我國,水性工業涂料的研究和使用都嚴重滯后。


隨著我國對環保的重視程度日益加強,特別是近年對霧霾的大力治理,水性涂料的推進已成為必然和必須的方向。綜合水性工業涂料技術與經濟方面的因素,該類產品具有很強的市場競爭力和發展前景,將成為未來的主打涂料之一。


1 試驗部分

1.1 主要原材料選取

1.1.1 水性環氧基料的選擇

底漆中選用水性環氧類基料應具備以下性能:

① 對各種金屬底材包括鍍鋅板、鍍鉻板等均有優異的附著力;

② 對鋁板甚至是沒有處理過的鋁板底材具有優異的附著力;

③ 優異的耐腐蝕性;

④ 高硬度、良好的流平及配套性。

1.1.2 水性丙烯酸基料的選擇

① 優異的層間附著力;

② 優異的耐水、耐化學性能;

③ 高光澤、高硬度,良好的流平及施工性;

④ 優異的保光性、耐候性及耐沾污性,能保障涂膜持久亮麗。

1.2 油漆制備工藝

1.2.1 主劑制備

將去離子水、部分助劑加入到分散盆中攪拌均勻,依次加入顏填料,攪拌均勻,高速分散約20,min,然后進行研磨至細度小于20,μm 后,轉入調漆釜中,加入水性乳液、部分助劑調節狀態,最后用去離子水、增稠劑調整粘度,性能檢驗合格后,過濾、包裝。

1.2.2 硬化劑制備

將硬化劑、去離子水及助劑加入到分散釜中攪拌均勻,檢測合格后,過濾、包裝。

1.2.3 水性涂料的使用

水性環氧涂料和硬化劑按照配比進行混合并攪拌均勻,用去離子水調節混合液的粘度至施工粘度后即可進行噴涂操作,產品混合后會發生交聯反應,因此應遵循用1∶1 配比和少量多次配漆的原則,避免浪費;水性丙烯酸涂料直接用去離子水調節至施工粘度后即可進行噴涂操作,剩余的漆不會膠化,長時間貯存后仍可使用。

1.3 主要性能參數

1.3.1 水性涂料的原漆性能(見表1)

水性涂料的原漆性能參數

水性工業涂料的研究,選用水性環氧、水性丙烯酸基料為基礎進行水性工業涂料的制備,選取合適的水性固化劑進行固化,以獲得最佳的性能和價格比的水性涂料 中國建材網,cnprofit.com

1.3.2 水性涂料的漆膜性能(見表2)

水性涂料漆膜的主要性能參數

水性工業涂料的研究,選用水性環氧、水性丙烯酸基料為基礎進行水性工業涂料的制備,選取合適的水性固化劑進行固化,以獲得最佳的性能和價格比的水性涂料 中國建材網,cnprofit.com

注:配套為底漆40±2,μm,面漆40±2,μm

從表中可以看到,水性環氧底漆和水性丙烯酸面漆的基本性能合格,配套漆膜的耐水性、耐鹽霧性、耐候性可以滿足一般工業防腐涂裝,具有適用范圍廣的特點,市場推廣前景廣泛。

 

2 試驗結果與討論

2.1 成膜助劑的添加

實驗中發現,由于成膜助劑一般都是高沸點揮發物,加入太多會導致噴涂流掛、漆膜干燥慢等問題。在涂料中加入的成膜助劑的揮發速度、加量必須合適,并且與基料的相容性較好。考慮到噴涂過程中個人噴涂習慣的不同,成膜助劑也不能加入太少,試驗發現:天氣比較干燥時(空氣濕度在30%,左右時),閃干的時間稍長就容易出現成膜助劑揮發太多,導致成膜不好的問題。綜合考慮,成膜助劑加入1%~5%,,具有較好的涂膜性能和涂料施工性能。

2.2 貯存穩定性

很多進口漆都會對貯存穩定性進行明確的規定,這一性能會直接影響到原漆的貯存、使用乃至漆膜的主要性能。國產原材料有很多會影響到貯存穩定性,特別是防塵劑和一些填料還會影響到光澤。由于對材料的處理技術問題,要求我們做比較多的試驗來確定好的填料和防塵劑。例如:顏填料在水性環氧涂料中的分散穩定性較溶劑型涂料差,易于聚集沉淀,我們通過添加水性膨潤土膏來解決沉淀問題。

2.3 涂料的濕附著力

涂料與金屬表面間的濕附著力對防腐起著重要作用,可根據需要在涂料制備時,選用適量的底材潤濕劑、顏料潤濕劑、附著力促進劑、閃銹抑制劑等,這將對涂膜性能的提高很有幫助。

2.4 涂料的閃銹問題

水的導電率越高,越容易使金屬腐蝕,從而在涂膜干燥過程中發生閃銹問題。用閃銹抑制劑和活性顏料配合使用,可解決此問題。

2.5 防流掛助劑對流掛性的影響

防流掛助劑對流掛性能的提高呈現曲線形,并且在添加量超過6‰時會使原漆在放置過程中增稠加快,甚至膠化,防流掛助劑的添加還會對流平性產生影響,選取時必須同時考慮。因此防流掛助劑的選取在達到指標的情況下添加得越少越好。

2.6 設備配合

在實際的施工過程中,水性體系會產生較多的水汽,對漆膜產生影響,這需要生產廠家配合對設備進行合理的改造,將產生的水汽及時排除。

 

3 結 語

水性環氧和水性丙烯酸涂料具有VOC 排放極低、對環境污染極小、對施工人員傷害極小等特點。產品在涂層性能上滿足一般工業部件的要求,性價比較高,施工方便,具有很強的推廣價值和廣闊的市場空間。


水性工業涂料的研究

孟昭輝,李 妲,王玉鎖,鄧長福

(天津科瑞達涂料化工有限公司 天津300457)


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