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水性工业防腐烤漆用树脂的选择与设计

更新时间:2024-05-18 06:31:29
摘要:
以各种水性烤漆用树脂来设计水性工业防腐烤漆基本配方,
经一系列涂膜检验来证明基本配方最优化。
RCA耐纸带磨擦测试常用于3C产品的物性检测上。RCA耐纸带磨擦测试值与涂层的硬度、交联密度、对底材的附着性以及干膜厚度成正比关系。依据不同水性树脂特性及RCA耐纸带磨擦测试结果与耐盐水喷雾试验结果作比对,以选择合适的水性工业防腐烤漆用树脂。
关键词:
水性涂料;防腐烤漆;树脂
 设计单位:广州市鑫英化工科技有限公司 莫东华
随着人们环保意识的提高及石油能源的价格高涨,以及各国
VOC(挥发性有机化合物)排放法规的推行等等,导致工业用油漆多趋向于选择环保涂料,
如高固体分涂料、光固化涂料、粉体涂料、水性涂料。而最受关注的还是水性涂料:因为用水作稀释剂,取之容易又最经济,最为环保及符合经济效益。世界原料大厂,如拜耳及其他大厂早已注意到这一趋势,并不遗余力地开发水性树脂以用于胶水、皮革、涂料等。发展水性工业防腐烤漆也是一个重点突破,因为水的挥发性远小于有机溶剂,另外水性涂料的耐水、防渗透及防腐能力远小于油性防腐涂料[1],所以如何选择良好的氨基固化水性树脂及配方的最适化,要考验涂料设计者的耐心与能力。另外,一般用盐水喷雾性来验明防腐能力需耗费时间,而RCA耐纸带磨擦测试在短时间内即可得知涂膜的性能。
本实验选用了广州鑫英化工公司的水稀释树脂R-30,及欧洲某厂树脂A,皆是推荐用于户外运动器材上的水性烘烤型涂料用树脂。根据不同水性树脂的特性去设计合理的防锈底漆配方,并对烘干后涂膜的物化性能进行测试,以RCA耐纸带磨擦测试结果去比对耐盐水喷雾试验结果,以选择合适的水性工业防腐烤漆用树脂。
1.1
原料 
   
主体树脂:
鑫英化工R-30及欧洲某厂家树脂A,
固化反应树脂则选用水性氨基树脂RM-625W,台湾长春树脂;分散剂,AFCONA;湿润流平剂,AFCONA、BYK;消泡剂,BYK、AirProducts公司;pH调整剂,德谦;液状防锈剂,RAYBO公司;白色浆(固体分≥60%),自制。
3
喷涂与烘干 
(1)油漆加水调至适宜的喷涂粘度,来回涂装4次。
  
(2)静置10min,参考原树脂建议的烘烤温度来烘烤。    
配方
E:120℃,30s;配方F:150℃,30s;配方J:120℃,30s;配方H:150℃,30s
(原技术资料建议120℃,30s)。
(3)冷却,待24h后进行性能测试。
 1.4
性能测试  
细度:QXD型细度计,按GB/T1724—1979(1989)涂料细度测定法测定;  
固含量:
干燥烘箱
DHG-9146A、AC204精密天平,按GB/T1725—1979(1989)
涂料固体含量测定法测定;    
硬度:BY型铅笔硬度计(国产),按GB/T6739—2006铅笔法测定;   
附着力:BYK划格器(美国),按GB/T9286—1998漆膜的划格试验测定;
RCA磨擦测试:耐纸带试验机(美国),按ASUS华硕试验标准)要求测定;   
耐冲击性:杜邦冲击仪YH-9218(美国),按GB/T20624.1—2006、GB/T20624.2—2006大小冲头耐冲击试验法测定; 
弯折:圆柱弯曲试验仪TWZ-8型(国产),按GB/T6742—1986漆膜弯曲试验(圆柱轴)法测定;     
耐磨性:明驰耐磨试验仪MC-803(台湾),按ASUS要求测定; 耐醇性:明驰耐磨试验仪
MC-803(台湾),按ASUS要求测定    
耐盐雾性:盐水喷雾试验仪ST-BC-N(国产),按GB/T1771—1991耐中性盐雾试验法测定;    
膜厚:
QUANIX1500
膜厚测定仪(德国),按GB/T13452.2—92漆膜厚度测定法测定。
氨基的选择
一般水性烤漆涂料选用甲醇醚化的MF树脂[2],如Cymel303,是高度甲基醚化三聚氰胺树脂,最通用价廉的三聚氰胺交联剂,用于水性丙烯酸烤漆有良好效果[
3]。另外,Cymel325是高醚化高亚氨基树脂,能快速固化而不需酸催
化,甲醛释放量低,因此用于稍厚涂的油漆烤漆时,不易失重及起泡,与部分甲
醚化的三聚氰胺甲醛树脂相比,Cymel325更能改善耐湿及耐盐雾性能,长春树脂公司的MR-625W是与Cymel325相当的产品,但其固含量低于Cymel325
。本实验选用广州市鑫英公司专用于水性烤漆的R-30水性丙烯酸树脂,氨基树脂选择
方面则选用长春树脂公司专用于水性烤漆的MR-625W氨基树脂。