漆面涂装.doc

漆面涂装： （1） 第一道漆面 喷漆：将巳选好的漆面，按施工条件的要求，调配到规定的工艺条件允许范围内，然后进行喷涂。 烘干：一般采用特制的远红外烘烧灯或烘烧箱进行局部烘干。烘烧的温度和时间取决于现场的实际状况而定，但必须要达到烘烧的质量要求。可用棉球法测定漆膜表面是否实际干燥。 打磨：用320号砂纸进行漆面打磨，使漆面涂层表面平整光滑，并用抹布，压缩空气边吹边擦，最后用带粘性的抹布将表面彻底擦净。 （2） 第二道面漆 喷漆、烘干与第一次相同。 打磨：此次面漆打磨是直接影响到涂层表面质量的最后打磨工序，应特别注意打磨质量。采用500600号砂纸轻轻湿打磨，消除涂膜缺陷，然后再进行烘干。 请注明在非凡分类信息看到这条信息。非凡分类信息所有内容均由用户发布，我们对卖家承诺的产品和服务不作任何担保。如果卖家要求您先付一部分订金再提供商品或服务，请谨慎考虑，可能存在欺诈风险。水性木器涂料涂装过程中的近红外干燥研究来源：圣泰科红外科技作者：圣泰科日期：12-05-16热度：71曹明 邱藤 段敏 张胜文 何立凡 李效玉北京化工大学材料科学与工程学院，有机无机复合材料国家重点实验室，碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，北京 100029摘 要:采用具有核壳结构的丙烯酸酯乳液分别配制了水性木器清底漆和清面漆，对比研究了涂装过程中近红外干燥和室温自然干燥两种方式对涂料样板性能的影响。结果表明，近红外干燥可以解决水性木器涂料在涂装过程中干燥速率慢的问题。底漆在70 oC干燥4分钟即可达到室温条件下干燥6小时达到的打磨性能，而面漆在70 oC烘干6-8分钟得到的漆膜，其耐介质性、硬度和小分子的残余量等各项性能就可以达到室温自然干燥7天的水平；延长干燥时间至10分钟，得到的面漆各性能均良好，极大地提高了水性丙烯酸酯乳液涂料的干燥效率。 关键词:水性木器涂料；近红外干燥；丙烯酸酯乳液；性质Study on NIR Drying during Coating Process for Water-borne Wood CoatingsCao Ming，Qiu Teng，Duan Min，Zhang Shengwen，He Lifan，Li Xiaoyu(College of Material Science and Engineering, State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites,Key Laboratory of Carbon Fiber and Functional Polymers, Ministry of Education,Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China)Abstract:The water-borne primer varnish and topcoat were prepared with core-shell acrylate emulsion. The effect of drying methods by NIR and natural drying in the coating process on properties of coating sample was investigated in this study. It is indicated that the NIR drying can increase drying rate during the coating process of water-borne wood coatings, while that under the natural drying process is too slow. The water-borne-primer without pigment was dried under by NIR at 70 oC for 4 min, whose sand-ability can achieve the same test result by natural drying for 6 hr. Moreover, chemical resistance, hardness, and amount of the micromolecule residual for the topcoat varnish can be obtained by NIR drying for 68 min at 70 oC, which consist with those of topcoat varnish by nature drying for 7 day. The properties of the topcoat varnish were excellent enough by NIR drying for 10 min at 70 oC. Therefore, NIR drying can effectively speed up the drying process for the water-borne acrylate coatings. Keywords :water-borne wood coating; NIR drying; acrylate emulsion; property0 引 言 水性木器涂料是一种以水为分散介质的体系，其低VOC，低气味，节能环保的特点，使得其受到了广泛的关注。13但与传统油性涂料相比，由于水的蒸发潜热大，挥发速度慢，所以水性木器涂料的干燥时间比油性木器涂料的干燥时间长，漆膜达到最佳性能所需的时间较长。47一方面，对于工厂施工，涂料的干燥时间直接影响其施工和包装进度；另一方面，木材本身具有多孔性和具有很强的吸湿性，长时间的浸润会造成木材吸水膨胀变形，在干燥环境下随着水分的挥发，木材膨胀收缩造成涂层表面出现沟壑。为了解决上述问题，进一步推广水性木器涂料的应用，各种强制干燥方法正逐渐应用于水性木器涂料。 目前应用于水性涂料的干燥方式有以下几种811。第一，自然干燥，其具有方法简单、应用广泛的优点，但具有干燥速度慢的缺点。同时，在自然条件下，温度和湿度及风速是不断变化的，干燥速度及成膜质量不稳定。第二，热空气干燥，采用对流原理，可以明显加快涂层干燥速度，并且适应性强，是应用较为广泛的一种干燥形式，但是得到的漆膜质量往往受到乳液本身结构以及干燥温度及空气流量等各种复杂因素的影响。第三，微波干燥，利用的是介质损耗的原理，干燥速度特别快，但由于设备过于昂贵及设备自身安全因数的限制，没有得到广泛的应用。第四，紫外干燥，具有涂层固化速度快、涂膜质量好等特点。但是此种方法只能用来干燥水性UV涂料，并且只能干燥成平板状的家具涂饰板件。第五，近红外干燥，近红外线的波长在0.724m之间，具有能量密度高，穿透性强，可控性好，固化速度快、固化质量好及生产效率高等优点，作为一项新型的干燥技术，研究其在对水性木器漆中的应用及影响因素具有积极的实践意义。1 实验部分1.1 原料与仪器 核壳结构聚丙烯酸酯类乳液，ACIC-2902，工业级，北京化工大学研制，武汉安泰化学公司生产，该乳液固含量为42%，乳胶粒子粒径1055nm，最低成膜温度（MFFT）5052 oC；氨水（pH调节剂），分析纯，天津市化学试剂公司；聚醚改性有机硅（BYK-024，消泡剂），工业级，毕克化学公司；有机硅类助剂（PUR40，增稠剂），工业级，TAFIGEL公司；二丙二醇丁醚（DPNB，成膜助剂），工业级，陶氏化学，碳酸钠，分析纯，天津化学试剂公司；无水乙醇，分析纯，天津化学试剂公司。R-196型近红外烘干仪，江苏圣泰科红外科技有限公司；QHQ涂膜铅笔划痕硬度计，天津市材料试验机厂；166HZ分散搅拌器，德国VMA-Getzmann；岩田W71型喷枪，日本岩田株式会社；热失重分析仪TGA4000，PekinElmer。1.2 水性木器漆及样板的制备1.2.1 水性木器清底漆的制备 在乳液ACIC-2902中加入氨水，使体系的pH值达到碱性（pH8.0左右），搅拌10min，将成膜助剂、底材润湿剂、消泡剂的混合液缓慢滴加到乳液中，高速搅拌30min，再将增稠剂加入乳液中，搅拌10min，用120目滤网过滤出料，得到实验用水性木器清底漆。1.2.2 水性木器清面漆的制备 在乳液ACIC-2902中加入氨水，使体系的pH值达到碱性（pH8.0左右），搅拌10min，将成膜助剂、底材润湿剂、消泡剂的混合液缓慢滴加到乳液中，高速搅拌30min，再将增稠剂加入乳液中，搅拌10min，最后将消光粉浆加入乳液中，搅拌20min，用120目滤网过滤出料，得到实验用水性木器清面漆。1.2.3 测试样板的制备 将515cm2的样板打磨平整，喷涂封闭底漆一遍，干燥后喷涂水性清底漆一遍，干燥后进行第二遍的喷涂和干燥，打磨后喷涂水性清面漆，干燥。其中，每次喷涂湿膜厚度为75m，具体流程见图1。Fig. 1 the coating process of water-borne wood varnish1.3 涂料样板性能测试1.3.1打磨性 采用320目砂纸，均匀打磨涂膜，观察打磨过程中起粉量和粉末是否粘砂纸。1.3.2 耐介质性 耐水性：将去离子水点滴在样板上，浸润24h后观察涂膜变化；耐醇性：将50%的乙醇溶液点滴在样板上，浸润1h后观察涂膜变化；耐碱性：将5%的碳酸氢钠溶液点滴在样板上，浸润1h后观察涂膜变化。测试结果级别参考表1。1.3.3 硬度 按GB67391996涂膜硬度铅笔测定法测定，以铅笔硬度表示。1.3.4 热重分析 刮取10mg左右的样板涂膜，置于氧化铝坩埚中, 在N2气氛中从25 oC升温至300 oC，升温速率10 oC /min，测定TGA 曲线。表1 漆膜耐介质性分级标准Table 1 Standard grading of chemical resistance of film2 结果与讨论2.1 近红外干燥对水性清底漆打磨性的影响 底漆的主要作用是封闭木纹毛细孔，防止木材脱水变形及吸水膨胀，提高面漆丰满度，节约面漆使用量，其最重要的性能是打磨性。水性涂料的打磨性除了受乳液本身结构特性的影响，还与其干燥条件和干燥时间有很大关系。室温干燥条件下和近红外干燥条件下，水性底漆的打磨性能与时间的关系分别列于表2和表3中。由表2和表3可以看出，不管采用哪种干燥方式，本实验的水性清底漆的打磨性能都随着干燥时间的增长，逐渐提高。在室温自然干燥条件下，当涂膜从喷涂到干燥到时间达到6小时后，才能达到起分量多且不粘砂纸的状态。 将喷涂水性清底漆后的样板采用近红外干燥仪干燥时，由表3可以看出，样板在70 oC干燥4分钟或者90 oC干燥2分钟以后，即可与室温条件下干燥6小时达到相同的效果。然而实验中采用90 oC干燥2分钟，虽然能达到良好的打磨性，但由于温度过高引起了木材的变形或者漆膜起泡。所以我们选择70 oC，4分钟的条件对清底漆进行干燥。2.2 近红外干燥对水性清面漆性能的影响 水性清面漆的各种性能（包括硬度，耐介质性等）与涂料基体，助剂，以及干燥方式和时间有很大的关系。对于本实验体系，近红外和室温自然干燥条件以及干燥时间对涂膜各项性能的影响如图25所示。由图中可以看出，无论是采用自然干燥，还是近红外干燥，随着干燥时间的增长，水性清面漆的耐介质性和硬度都有所提高。由图2显示，在室温自然干燥条件下，7天后水性清面漆的耐水性可以达到2级，而采用近红外干燥在70 oC条件下只需要6分钟就可以达到同样级别，10分钟就可以使涂膜耐水性达到1级，表明了采用近红外干燥可以大大提高了干燥速率，使涂膜在很短的时间内就可以达到良好的耐水性。但是当近红外干燥温度为50oC时，10分钟后涂膜的耐水性也只能达到3级，远不如70oC条件下干燥10分钟，表明了采用近红外干燥仪要选用合适的较高的干燥温度，涂膜性能才能达到理想效果。 采用近红外干燥仪干燥对水性清面漆的耐醇性的提高效果更加显著，如图3显示，室温自然干燥5天以内，水性清面漆的耐醇性始终有明显的变色，鼓泡，7天后涂膜耐醇性仍有明显的变泽印痕，但是采用近红外干燥仪，在50oC干燥10分钟就可以明显提高耐醇性。然而，将近红外干燥温度提高到70oC, 仅需要4分钟耐醇性就可以达到2级，10分钟后就可以达到1级，表明近红外温度越高，干燥速率越高，最佳性能所达到时间越短。同样由图3涂膜的耐碱性和图4涂膜的硬度也得到上述结论。水性清面漆在70oC下近红外干燥4分钟就可以达到优良的耐碱性，与室温干燥5天的效果相当。硬度在近红外70oC条件下干燥，随着干燥时间的增长，硬度逐渐提高，10分钟硬度可达到H，而室温干燥7天后硬度也只能达到B。 通过上述实验数据及实验中不同干燥条件下涂膜样板耐介质性图片的变化，见图6，可以得出，采用近红外仪50 oC下干燥46分钟涂膜的性能与自然条件25 oC下干燥13天的效果相当，即采用近红外干燥可极大提高涂装效率，但其性能却未能达到理想效果。当提高了近红外干燥温度并延长干燥时间，采用70oC干燥10分钟，本实验水性清面漆的各性能得到理想效果。图6 不同干燥条件下水性清面漆的耐介质性Fig.6 chemical resistance of water-borne topcoat varnish under various drying conditions2.3近红外干燥对水性乳液漆膜中小分子残余量的影响 水性涂料的成膜过程是一个复杂的过程，水分及小分子助剂的挥发程度和速度对漆膜的性能有重要影响。本文通过TGA对涂料漆膜进行分析，结果如图7所示。从图中可以看出，在这一温度区域，主要失重发生在40 oC230 oC之间， 对应着漆膜中残余小分子的逸出。250 oC以上的失重则表明聚合物骨架的分解。不同干燥条件下得到的TGA，结果见图8。 由图8可以看出，随着干燥时间的增长，40 oC230 oC间的失重量，即小分子的残余量逐渐减少。在室温自然干燥条件下，漆膜从喷涂完成1天内水分及小分子助剂的挥发程度较大，以后挥发程度减少。表明在自然干燥条件下，水性涂料的成膜过程是一个漫长的过程，成膜初期水气的慢慢挥发，水性木器涂料漆膜的不断收缩，体积慢慢变小，当水分挥发到一定的程度后，成膜助剂再开始挥发，带有剩余的水分和残余的助剂一起挥发，而成膜助剂具有高沸点，室温条件下挥发速度非常慢，所以在涂膜干燥37天内，失重量没有太明显的减少，所以若要使漆膜所达到最佳性能，则需要漫长的时间使得水和小分子助剂充分挥发，因为它们的存在极大影响着涂膜的各项性能。而通过近红外干燥，可以加速自然干燥条件下漆膜残余小分子的挥发。当采用近红外50 oC干燥4分钟，由于时间太短，失重量仍高于20%，当干燥时间延长到6分钟时，失重量明显减少，当达到810分钟时，与室温自然干燥57天的失重量相差不多。此变化趋势也解释了上述干燥过程，红外仪50 oC下干燥46分钟涂膜的性能相当于自然条件25 oC下干燥13天的性能结果。当提高近红外温度到70 oC，干燥4分钟后，失重量即少于10%，并且随着时间的延长，失重量依次减少，当干燥10分钟后，失重量仅为4%左右，表明由于近红外干燥具有能量密度高，穿透性强的优点，在短时间内就能够使水性涂料中的成膜助剂等小分子助剂伴随着水分一起挥发，大大缩短涂膜干燥的时间，使涂膜在极短时间内达到优异的性能。3 结 语 通过近红外干燥与室温自然干燥方式对涂料样板性能的影响得出，对于清底漆的打磨性，当采用红外仪70 oC 下干燥4分钟即可达到室温自然条件下6小时的水平，所以实验中选择70 oC，4分钟的条件对清底漆进行干燥。对于面漆，当使用近红外仪干燥，50 oC 下干燥46分钟和在自然条件25 oC 下干燥13天得到的清面漆的耐介质性和硬度结果类似。当提高近红外干燥温度至70 oC ，干燥68分钟，各性能能达到室温自然干燥条件下7天的水平，当延长干燥时间至10分钟，清面漆的耐介质性和硬度均优良。并且通过TGA对本实验体系漆膜失重量的变化进行分析，水分及小分子助剂的挥发程度和速度对漆膜的性能有重要影响，使用近红外仪对水性涂膜进行干燥可以极大加速水性涂料中的成膜助剂等高沸点的小分子助剂的挥发，极大提高水性清漆的干燥效率，使水性丙烯酸涂膜的性能在很短的时间内达到最佳。参考文献1 王华金, 马建中, 胡静. 丙烯酸酯类水性木器涂料的研究进展J. 上海涂料, 2009, 47 (6) : 44 47.2 胡国文. 水性木器涂料的研究进展J. 上海涂料, 2007, 45 (3) : 38 42.3 MARI DE MEIJER. Review on the durability of exterior wood coatings with reduced VOC-con