涂料知识与涂料开发.ppt

塗料知識與塗料開發介紹 塗料概述塗料的性能特征塑料涂装缺陷与对策 涂涂料的定義 涂料是一種材料 可以采用不同的施工工藝涂覆在物件的表面上 形成粘附牢固 具有一定強度 連續的固態薄膜 涂涂料的組成 成膜树脂颜料溶剂助剂 涂料的作用 保护作用装饰作用特殊的功能性作用 塗料分類 塗料開發的原則 了解客戶的需求了解一般塗料的性能特徵選擇和設計涂料配方時應注意事項根據被涂塑膠的性質來選擇涂料 根據塑膠產品對涂膜性能的要求選擇涂料 參考產品的價值和涂料的價格選擇涂料 參考施工工藝選擇涂料 MPT目前使用塗料的種類 雙組分聚氨酯塗料 PU 一般PU珠光漆彈性漆常溫自干性塗料 單液型塗料 UV光油金屬烤漆液烤粉烤 雙組分聚氨酯漆 A組分 主劑 羥基丙烯酸樹脂 羥基聚酯樹脂 顔料溶劑助劑B組分 固化劑or硬化劑 多異氰酸酯 L 75 Bayer N 75 Bayer N 3390 Baer HL 50 TDI HDI混合三聚体 異佛尔酮 IPDI 三聚体 幾種固化劑的特點 L 75 價格低廉 易黃變TDI三聚体 干性快 施工時限短 HL 50 干性快 施工時限短 保色性 保光性好 N 75 不泛黃 保光性好 制戶外用高級涂料 成本較貴 N 3390 不泛黃 保光耐候性比縮二脲更好 可制戶外高級涂料 IPDI三聚体 不泛黃 保光耐候性好 溶解性好 能與許多樹脂混溶 多羟基树脂 聚脂 耐候性好 不泛黃 耐溶劑 耐熱性好 缺點 制造溫度過高 丙烯酸樹脂 硬度比相應的聚脂高 表干性比聚脂好聚醚 耐寒性好 耐鹼性好 黏度低 但耐水性 耐油性 機械強度 干燥性等均不及聚脂環氧樹脂 其它樹脂 如含羥基的氯醋共聚体 醋酸丁酯縴維素等 助剂的选择 防縮孔 流平劑 熱塑性樹脂 典型的如醋酸丁酯縴維素 最為常用的是Eastman化學的CAB381 0 5和CAB551 0 2 有機硅化合物 能降低聚氨酯漆的表面張力 典型的如BYK306 也可將此類助劑與CAB合用調節 消泡劑BYK052 Acronal700L等 相容性更低者如BYK053 則消泡力更高 催化劑 表3各種催化劑的作用情況 溶劑 溶液的組成及對涂料性能的影響注意事項 溶劑不含能夠與NCO反應的物質 溶劑對NCO基的反應性的影響溶劑的選擇原則a 溶解度参数相似原则b 混合溶剂原则 SPm SP1 1 SP2 2 SPn n式中 1 2 n分别表示每种纯溶剂的体积分数 SP1 SP2 SPn是每种纯溶剂的溶解度参数 SPm为混合溶剂的溶解度参数 混合溶剂的组成混合溶剂由真溶剂 助溶剂及稀释剂3种组份组成 配方時應根据以下原则进行平衡 溶剂的挥发应均衡 乙醚法 挥发速率 受验溶剂的挥发时间 同重量乙醚的挥发时间 醋酸丁酯法 挥发速度 相同时间内挥发的受验溶剂的质量 100 相同时间内挥发的醋酸丁酯的质量 不同溶劑的溶解度參數及物理性質 計算不同溶劑的揮發速率 XYL TOL BAC CHK 3 3 3 1V XYL TOL BAC CHK 5 2 3 1V 真溶剂 助溶剂与稀释剂的比例应平衡 真溶剂 助溶剂及稀释剂的比例对漆的粘度影响很大 较高含量的稀释剂或过高含量的助溶剂都会明显地提高漆的粘度 表6溶劑對NCO基的反應性的影響 表3各種催化劑的作用情況 例 12A43 鋁粉漆的基本配方 常溫自干性塗料 單液型塗料 常用的樹脂的分子量75000 120000以30 40 的固體分形式供應 使用時加入了約30 50 稀釋劑 施工工粘度下的固體分在10 20 之間 優點 1 耐候性優良 保光 保色性好2 耐化學品性及耐水性良好3 常溫自幹缺點 1 施工固體分較低2 裝飾性及豐滿度較差 UV光固化塗料 三 塑膠產品的涂裝缺陷及其對策 涂料生產和儲存過程中產生的缺陷 膠化 增粘 儲存中粘度增大 結皮 發花 混色 顏料沉淀和結塊 顏料分散不良 顏料儲存返粗以及與特殊色漆有關的其他缺陷等 涂裝過程中產生的缺陷 流掛 漆膜白化 滲色 浮色 增塑劑遷移 漆膜軟化 裂紋 橘皮 起皺 咬底 縮孔 縮邊 針孔 起泡等 涂裝后及使用過程中產生的缺陷 變色和退色 粉化 裂紋 層間剝離和脫落 起泡等 分類 塗料的表面張力與底材的潤濕的附著 以及漆膜表面的流平性 塗料溶劑和稀釋劑的溶解度參數 表面張力和揮發速度 塗料的粘度和流變特性 特別注意粘度在成膜過程中隨塗裝方法和塗裝環境發生變化的特點 塗料中各種助劑使用的合理性和兼容性 影響涂裝的因素 與塗料質量有關的因素 塗料稀釋和攪拌過程存在問題 雜質的混入過濾稀釋劑是否合適塗裝粘度的調整和保持 與塗裝過程有關的因素 塗裝方法 手工刷塗 輥塗 噴塗 自動噴塗 靜電噴塗等 操作者的技能噴塗的角度 行槍速度 距離 漆膜厚度和塗裝道數 噴槍的類型等空氣的壓力 風量 除水和除油程度塗料補充系統 循環速度 補充量和時間 溫度 烘房溫度及分布狀況 升溫速度時間長短換氣速度和空氣污染情況 與幹燥成膜條件有關的因素 與晾幹放置過程有關的因素 附著不牢 原因分析 產品表面存在脫模劑 壓縮空氣含水 油等物 運輸或操作者手上的油污 對策 改進模具不使用脫模劑 定期放出壓縮機中油和水 安裝氣水分離裝置 操作者戴汗布手套 塑膠表面被溶蝕 原因分析 涂料中溶劑溶解力太強 塑膠產品密度不均 塑膠用樹脂聚合得不好 對策 調整稀釋劑組成 改進模具 流道位置 注塑工藝中的溫度及熔融時間 對不同產地和型號的樹脂要進行選擇 漆膜顏色和光澤不均即發花現象 原因分析 涂料中樹脂拼配不適當 混溶性不佳 加熱干燥速度過快 塑膠成型工藝不當 涂料濕潤不好 施工現場濕度過大 對策 重新選擇涂料 由低溫到高溫逐漸加熱 改善成型工藝 調整施工現場濕度 涂料硬度不夠 原因分析 樹脂選擇不當 干燥得不充分 漆膜過厚 高沸點的溶劑釋放不出來 對策 選擇硬度較高的涂料 提高干燥效率 選擇小噴槍涂膜 控制在10 15 m 調整溶劑組成 溶劑蒸發過快 施工現場濕度過大 涂料自身帶有水或底材表面未干燥好 涂膜白化 現象 涂料在干燥過程中或成膜后產生云霧狀白色漆膜 也稱之為泛白 原因分析 涂裝過程中漆膜中混入水份 選擇適當溶劑和稀適劑 控制其揮發速度 防止漆膜表面溫度過低 以及防止聚合物析出 嚴格控制環境的相對濕度 70 濕度大時可加入防潮劑 底材表面要烘幹 最好保証其溫度高於環境溫度 噴塗時稀釋劑要脫水 杜絕壓縮空氣帶水 嚴格樹脂和溶劑體系及稀釋劑的配比 防止聚合物在塗裝過程析出 對策 聚合物與溶劑接觸後其表面能降低 溶劑分子滲入聚合物內部 溶劑使聚合物表層發生溶脹 溶劑揮發後表層體積收縮 產生應力 塑料加工殘余內應力與外應力協同作用導致裂紋 表面裂紋 現象聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA ABS樹脂以及聚碳酸酯 PC 等熱塑性塑料塗裝後 漆膜表面產生微細裂紋 稱之為微裂 crazing 或者叫做溶劑開裂 有關因素 塗料溶劑和稀釋劑的適當選擇 溶劑的溶解力和揮發速度的搭配 選擇適當的塗料幹燥方法和升溫程序 減少幹燥過程中產生應力 對策 橘皮 現象塗料塗裝時 不是生成平滑的表面 而是形成如橘子皮那樣凹凸不平的現象 原因分析橘皮產生的根源在於漆膜不能很好的流平 對策為防止橘皮的產生 關鍵是改善塗層表面的表面張力狀態 通常添加少量硅油等助劑可取得明顯效果 漆膜表面平整度差 原因分析 施工時涂料粘度大 干燥速度過快 稀釋劑揮發過快 對策 調整施工粘度 在干燥流水線上溫度逐漸升高 在稀釋劑中加些高沸點溶劑 氣泡和針孔 現象涂料成膜后可觀察到漆膜表層以下存在氣泡或者是在漆膜表面上生成凹穴 根據大小形態的不同 可分為針孔 麻點 縮孔等 原因分析通常由於潤濕不良和消泡不佳而引起的氣泡較多 同時與涂料的粘度 表面張力 溶劑的揮發速度和涂裝環境清潔程度 灰塵含量 等因素有關 攪拌過程中進入的空氣未能充分靜止消泡 噴涂過程中帶入的壓縮空氣 底材 尤其是粗糙和多孔底材 表面吸附的空氣在涂裝時 由于涂液潤濕不良殘留在底材表面上 含 NCO的聚氨酯涂料與空氣中的濕氣反應產生二氧化碳氣体 在涂裝過程中不可避免的會混入氣体 其來源有 選用潤濕性良好的涂料 加入適量高沸點溶劑改進溶劑揮發速度和流動性 選擇合适的消泡劑 對策 金屬烤漆 主要成分氨基樹脂 羥基樹脂 顔料 溶劑 助劑配漆比例羥基樹脂 氨基樹脂