通用色浆用树脂在汽车修补涂料中的应用

通用色浆用树脂在汽车修补涂料中的应用通用色浆用树脂在汽车修补涂料中的应用 大昌树脂 惠州 有限公司大昌树脂 惠州 有限公司 广州浩宇化工科技有限公司广州浩宇化工科技有限公司 陈碧新 杜学峰 汪盛藻 姚志国 汤汉良 一一 前言前言 在涂料工业中 传统色漆生产工艺乃是将配方中的所有颜料按配方全数加入到研磨树 脂 润湿分散剂 溶剂等构成的研磨漆料中 进行预分散 研磨 待细度合格后再根据需 要加入某些成分 如 溶剂 助剂 树脂等 调配成漆 近年来越来越多的涂料厂家采用 了所谓单色浆法生产色漆 这类工艺就是预先将某种单一颜料分散在研磨树脂中制成该颜 料颜色的色浆 然后再按照配方 将主成膜物质 各种色浆 助剂以及溶剂等混合均匀 调制成各色油漆 故也有人将这类仅含一种颜料的色浆称之为为 通用色浆 这类 通用 色浆 中采用的研磨树脂即为通用色浆树脂 显然 作为一个合格的通用色浆树脂应具备 如下条件 混容性 研磨树脂至少应与本厂系统内各类树脂的混容性良好 最好和市面上各 种品牌漆料的混容性也都好 我们知道 目前世界上大多数汽车修补涂料系统中 所采用金属闪光底色漆均为单组分 即我们通常所说的 1K 而本色漆则均为双组 分 即 2K 它们的主成膜物质大都采用热塑性丙烯酸树脂和羟基丙烯酸树脂 也 有少数厂家采用聚酯树脂等 我们知道 热塑性丙烯酸和羟基丙烯酸类树脂一般 不能混溶 因此在汽车修补涂料系统中 至少要求通用色浆树脂和这三类树脂以 及还可能在系统中用到的各类 CAB 都能混容 分散性 对各类颜料 有机 无机颜料 的润湿性 分散性均优 对成品性能影响 各种色浆配漆后 对成品漆的各项性能均无不良影响 目前国内绝大部分汽车修补涂料厂 摩托车涂料厂等工业涂料厂家所采用的 通用色 浆树脂 大都为进口产品 主要有醛酮树脂 含特殊功能性单体的丙烯酸类树脂以及改性 聚酯树脂等 属醛酮树脂类的有 BASF 公司的 Laropal A81 K80 德固萨的 Kunstharz TC 属丙烯酸类树脂类或改性聚酯树脂类的有 加合的 D 11 D 12 罗门哈斯的 Acryloid B66 B99 DM55 Kemperial 的 KCR 2014 EFKA 的 EFKA 1101 1120 1125 1500 以及长润的 5800 等等 醛酮类树脂的主要特点是与大多数涂料用合成树脂的混容性都好 但这类树脂大多性 脆 在涂料中使用时 可提高漆膜的硬度 但如果用量偏高则柔韧性也会急剧下降 使用 时应严格控制它的用量 聚酯树脂的混容性 颜料分散性等也都不错 但在 2K 系统中加 量较多时对本色漆的光泽有一定影响 在 1K 系统中虽然对效应颜料的排列 定向大有裨 益 但不少用过的厂家表示 加有聚酯树脂通用色浆的涂料的干性稍显不足 也就是说 它对漆膜的物性或多或少存在一定影响 在丙烯酸树脂中引入适当含颜料亲和性基团的单体不仅仅可赋予该树脂与各类涂料用 树脂良好的相容性 而且对各类有机 无机颜料都具有优良的润湿分散性能 与此同时 如果在引入某种颜料亲和性基团的同时再引入少量羟基 这样在成膜时 该树脂还可以参 与交联反应 从而最大限度地降低了通用色浆树脂对最终漆膜性能的影响 因此这是一条 比较理想的技术路线 二二 实验部分实验部分 1 原料 1 树脂合成原料 丙烯酸 甲基丙烯酸甲酯 丙烯酸丁酯 Placcel 1 苯乙烯 引发剂 链转移剂 PMA 二甲苯等 2 制漆原料 通用色浆树脂 DC288R 醛酮树脂 聚酯树脂 制漆树脂 F 45 CAB381 2 固化剂 3390 颜料 FW200 R 706 PINK E L7101F 分散剂及其他助剂 溶剂等 2 仪器与设备 1 树脂合成部分 四口瓶 平衡式滴液漏斗 球形冷凝管 分水器 温度计 加热套 格氏管 秒表等 2 制漆部分 研磨机 快手 刮板细度计 高速分散机 电子称 烧杯 马 口铁板 喷枪 供气系统 光泽仪等 3 实验方法 1 树脂合成部分 配方 甲基丙烯酸甲酯 18 0 20 0 丙烯酸丁酯 3 0 5 0 苯乙烯 12 0 16 0 Placcel 1 2 5 5 0 丙烯酸羟丙酯 6 0 9 0 丙烯酸 0 2 0 3 引发剂 0 8 1 5 PMA 45 0 工艺 将部分配方量的溶剂预先加入到四口瓶中 加热到指定温度 然后在一定时间内滴入单体 引发剂的混合物 保温 3h 后 补加一定量的引发剂 溶剂混合物 保温 2h 降温 出料 2 制漆部分 研磨色浆配方 黑浆 颜基比为 1 4 5 组成DC288R醛酮树脂聚酯树脂 FW200777 Solsperse 200004 24 24 2 丁酯15 837 522 PMA162022 通用色浆树脂5731 344 8 红浆 颜基比为 1 2 5 组成DC288R醛酮树脂聚酯树脂 PINK E141414 AFCONA 4070111111 丁酯92215 PMA1022 216 通用色浆树脂5630 844 白浆 颜基比为 1 0 3 组成DC288R醛酮树脂聚酯树脂 R 706555555 Micro5 55 55 5 D2622 52 52 5 PMA720 513 4 通用色浆树脂3016 523 6 蓝浆 颜基比为 1 2 5 组成DC288R醛酮树脂聚酯树脂 L7101F12 512 512 5 AFCONA 40704 64 64 6 Solsperse 50000 30 30 3 PMA25 651 237 8 通用色浆树脂5731 444 8 色浆研磨工艺 首先将溶剂和分散剂混合搅匀 加入到树脂一起上分散机搅拌 将颜料缓缓加入上述混合物 高速分散约 20 分钟 再将颜料分散体转入合适的容器 上 快手 研磨至 8 m 以下 白白 漆漆黑黑 漆漆 白浆51 4黑浆36 F 4541 5F 4555 MIBK0 7MIBK1 DBE1 0DBE1 2 二甲苯1 6二甲苯2 1 丁酯1 6丁酯2 2 PMA1PMA1 3 BYK3580 5BYK3580 5 BYK331 10 0 3BYK331 10 0 3 11300 211300 2 2920 12920 1 DBTDL 10 0 1DBTDL 10 0 1 制板 工艺 马口铁板 素材 喷涂 干燥 完成 三三 结果与讨论结果与讨论 1 DC288R 系列树脂中颜料亲和性基团含量对树脂混容性能的影响 如前所述 作为一个真正实用的通用色浆树脂首先要求它具有尽可能好的混容性 为了解决这类树脂与汽车修补涂料系统中常见几种类型树脂的混容性 采取了在丙烯酸聚 合物主链上引入颜料亲和性基团 Placcel 1 和一定量羟基的技术路线 引入颜料亲和性 基团主要是为了赋予树脂对极性类树脂的相容性以及提高它对各类颜料粒子表面的亲和性 而羟基基团的引入可使得该树脂在用于 2K 系统中时 能参与交联反应 从而达到尽可能 降低通用色浆树脂对漆膜性能的影响的目的 为了解决通用色浆树脂与低极性的热塑性丙 烯酸树脂与极性相对较高的羟基丙烯酸树脂 聚酯树脂之间的平衡 适当的 Placcel 1 用量 至关重要 为此 对 Placcel 1 的范围进行了条件实验 其筛选范围为 2 5 5 0 检测通用色浆树脂与其他树脂混容性的实验方法是将 DC288R 树脂与其他树脂混 合均匀 混合比为 DC288R 其它树脂 1 1 2 将混合溶液流涂于干净的聚酯薄膜上 静置 待气泡消失后观察混合溶液以及聚 酯薄膜上涂层的外观及透明度 实验结果如下表 DC288R 系列混容性实验数据系列混容性实验数据 DC288R 1DC288R 2DC288R 3配比 型号1 11 21 11 21 11 2 DC2198 DC2360 DC2857 DC2878 DC211 DC1170 DC1270 CAB381 20 附注 透明无限混容 表示不透明 DC2198 DC211 为热塑性丙烯酸树脂 DC2360 DC2857 DC2878 为羟基丙烯酸树脂 DC1270 DC1170 为脂肪酸改性醇酸树脂 从表中所列数据可以得知 当极性基团用量偏高时 DC288R 1 Placcel 1 用量 5 0 所得树脂与某些热塑性丙烯酸 DC211 的混容性不好 而当其用量偏低时 DC288R 3 Placcel 1 用量为 2 5 所得树脂与某些脂肪酸改性醇酸树脂的混容性变差 极性单元 Placcel 1 的用量在 3 4 时 DC288R 2 应属比较合适的范围 2 DC288 树脂与几种常见通用色浆树脂对各种颜料分散性能比较 市面上目前最常用的通用色浆树脂大至有这几种 Laropal A81 TC DM55 D 11 5800 等 但在汽车修补涂料的应用中这些树脂在某些性能方面或多或少都存在着 一些缺陷 而影响到涂料生产过程中所带来的一些不便 如前面所提到的醛酮类 A81 TC 使漆膜柔韧性降低 抗石击性能变差 D 11 DM55 在对某些很高 BET 碳 黑或有机颜料的润湿过程中 其流动性及展色性方面 存在很大的不足 5800 聚酯类 树脂在色漆中影响其干燥速度等 一直以来 黑漆做得好不好 被汽车修补漆行业认为是反映一个公司制漆水平高 低的标志 就这一点也可反映出一个公司所选色浆树脂在颜料润湿与分散性能的好坏 现以上述这三种通用色浆树脂制备的黑浆对这几个方面的性能做如下分析 单位 m 105 90 75 60 45 30 15 0 单位 小时 0 1 2 3 4 5 6 研磨时间对细度的影响研磨时间对细度的影响 单位 m 48 40 32 24 16 8 0 单位 天 1 2 3 4 5 6 7 1 至 7 天 55 热贮存 贮存稳定性与细度贮存稳定性与细度 从以上两个图型可以看出 1 DC288 树脂的研磨剪切力高于聚酯及醛酮 则细度下降较两者快 2 三者颜料润湿性都较好 磨出的色浆流动性较好 3 在加速贮存试验来看 DC288 稳定性较好 其对颜料的包覆性要优于醛 酮和聚酯 3 DC288 制备的各种色浆对最终漆膜性能的影响 白漆性能指标白漆性能指标 DC288醛酮树脂聚酯树脂 膜厚 m 555555 光泽 60 角 959692 硬度2HHH 冲击50cm40cm50cm 附着力0 级0 级0 级 表干时间15MIN25MIN30MIN 实干时间 75 40IMIN50MIN60MIN 耐溶剂性较好稍差一般 黑漆性能指标黑漆性能指标 DC288醛酮树脂聚酯树脂 膜厚 m 505050 光泽 60 角 9810295 硬度HHBHB 冲击50cm50cm50cm 附着力0 级0 级0 级 表干时间18MIN22MIN30MIN 实干时间 75 40MIN50MIN60MIN 耐溶剂性较好稍差一般 从以上两个漆膜性能由数据可得知 1 DC