皮纹漆的研制及施工工艺.docx

皮纹漆的研制及施工工艺沈球旺，崔岳崧，刘 忠（深圳市天健涂料科技开发有限公司，广东 深圳 94:400）摘 要：通过试验，采用硝化棉、各种树脂和滑石粉等制备皮纹漆，探讨了皮纹漆的施工工艺和配方设计，并讨论了硝化棉、增塑剂、填料和有机溶剂等对皮纹漆性能和裂纹效果的影响。 关键词：皮纹漆；裂纹效果；配方设计；施工工艺中图分类号：;文献标识码：?文章编号：411 29A: B 0112 C 13 111A 19#$#%&(#)* +), -%./+*.&) 01&/#22 &3 41+/5%# 0+.)*!#$ %& ( )*+,- ./0 12 ( 34+,- 50/ 674+,!#$%&$D ;.$ E%(EF7$ G()&* )- G%$G(%$# H)*. &)*%E$77I7-$J K(%)I- %$-)&-J *(7E GH#$% (.$ (GG7)E(*)&G%E$- (.$ $LL$E*- L &)*%E$77I7-$J G7(-*)E)O$%J L)77$%-J %/(&)E -7K$&* (11 目 D炭黑 三聚磷酸铝 分散剂 9气相二氧化硅 B 防沉剂 D消光粉有机膨润土 B 已活化 D L7M$- 411制漆水H;5 105 14H5 1435 14;5 1415 105 10H5 1表 !橙红面漆和罩光清漆参考配方原 料 名 称橙红面漆 I J罩光清漆 I J合成脂肪酸醇酸树脂热固性丙烯酸树脂 异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂 N 01 环氧树脂橘红色染料 B 01J 溶液 D红色染料 B 01J 溶液 D炭黑色浆 分散剂 G 消光粉丙烯酸类流平剂 聚酰胺蜡 B 防沉剂 D 稀释剂 G0;5 10;5 10;5 135 3H5 K35 105 415 ;:5 115 :05 135 105 105 105 1:5 10;5 1415 1415 135 115 335 115 H45 1;5 1K5 1H5 115 :05 135 H445 K4:5 :3:5 1色浆生产工艺：先用溶剂溶解分散剂 9，待溶解后加入色粉高速分散，最后加入其它物料搅拌均匀，静置0: . 后用砂磨机研磨至细度不大于 0; !。 填料浆生产工艺：先用约一半的制漆水与树脂、硝化棉溶液搅拌均匀，再在搅拌过程中分别加入滑石粉、 消光粉、气相二氧化硅、有机膨润土等，并视填料浆的黏稠程度加入剩余的制漆水，最后高速分散至细度不大于 0; !。生产工艺：先把醇酸树脂和聚酰胺蜡高速混合分散均匀，再加入消光粉高速分散均匀，要求细度不大于0; !；再加入其它物料搅拌均匀（染料预先用分散剂 G 高速分散约 31 1 = 411 -，检验、过滤、包装。皮纹漆性能测试结果本试验用底材为镀锌钢板。将以上制备的皮纹漆 各涂层按照施工工艺喷涂施工，烘烤后取出静置冷却， 测试复合涂层性能。结果见表 H。# %皮纹漆的制备皮纹漆共有 ; 层，由底到面分别为：黑底漆、紫红 裂纹漆、头道橙红面漆、二道橙红面漆和罩光清漆，其 中头道橙红面漆和二道橙红面漆是同一个面漆。它们 的参考配方见表 3 = ;。# $结果与讨论$# &黑底漆和紫红裂纹漆的配方设计黑底漆的主要要求：#有较好的防锈性；$与底 材及上涂层有良好的附着力；%快干。因此选用合成脂肪酸醇酸树脂和快干的 4 I 0 - 硝 化棉作为主要成膜物，以丁醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂作为交联剂，考虑到防锈的要求，在研磨炭黑色浆时 加入防锈性能优良、无毒环保的防锈颜料三聚磷酸铝，以提高防锈性；在配方中加入附着力促进剂以提 高与底材的附着力及与紫红裂纹漆的层间附着力。&紫红裂纹漆是皮纹漆中最关键的一层，它赋予 了皮纹漆美观大方的裂纹效果，主要要求快干，并能够形成清晰均匀的裂纹。因此选用合成脂肪酸醇酸树脂和快干的 4 I 0 - 硝表 $黑底漆参考配方0;5 1B 31J 溶液 D生产工艺：按配方量加入树脂、色浆和助剂，搅拌均匀；然后用制漆水调配黏度至 1 = 411 - ? 涂 :A杯，B 0; C 4 D E ，以下同 F ，检验、过滤、包装。!原料名称质量分数 I J原料名称质量分数 I J合成脂肪酸醇酸树脂0;5 14 I 0 - 硝化棉丁醚化苯代三聚 氰胺甲醛树脂4;5 1炭黑色浆015 1附着力促进剂05 1丙烯酸类流平剂15 :制漆水405 H原料名称质量分数 I J原料名称质量分数 I J红色浆4:5 1填料浆05 1钛白色浆35 K炭黑色浆15 3现代涂料与涂装!#$%& ()&* + ,)&)-.)&/0112 年 3 月第 40 卷第 3 期!(%5 0112675 40 85 3化棉作为主要成膜物，加入邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，滑石粉作为填料起裂纹作用，气相二氧化硅和有 机膨润土作为防沉剂，另外气相二氧化硅和消光粉也 有帮助产生裂纹的作用。成膜机理：制漆时硝化棉和 填料吸收大量的溶剂，喷涂成膜后溶剂快速释放而产 生表面张力，由于填料很多而导致成膜粒子间黏结力 小，当用喷枪吹气时，漆膜表面溶剂快速挥发，致使漆 膜迅速收缩而形成裂纹。硝化棉用量的影响采用不同用量的 4 ; 0 - 硝化棉（319 溶液）制备红 色浆和填料浆，配制紫红裂纹漆后进行性能测试，结果见表 031难裂、 干粉 很多,不易 裂，干 粉较多, = C易裂， 裂纹清 晰均匀C易裂， 裂纹清 晰均匀C不易 裂，裂 纹较大C = 0C难裂， 近似 实色漆C = 0C裂纹效果表 !皮纹漆性能测试结果检验项目技术指标检验结果检验方法铅笔硬度层间附裂纹清晰均匀、丰 满度好、皮质效果C 无擦伤!A144干膜外观符合目测304444着力级;干膜厚度 ; #E光泽 ? B1I ; 9 铅笔硬度 耐冲击性 ; DE 附着力 ; 级 柔韧性 ; EEFG ; H 4:BA:2FG ; H 2:A FG ; H B:322B FG ; H 4:3023FG ; H 20B4A4注：裂纹漆中硝化棉用量为红色浆和填料浆中用量的总和，根据表0 和表 A，可以算出本试验裂纹漆配方中 4 ; 0 - 硝化棉（319 溶 液）的用量为 4A9 T 4B9 U B9 。从表 9 时综合性能最好。# $# % 增塑剂的影响本试验采用不同用量的邻苯二甲酸二辛酯作增塑 剂制备红色浆，配制紫红裂纹漆后进行性能测试，结果 见表 2。耐水性 K ? 0 J 4 L ， 不起泡、不脱落，无明显变化 FG ; H 4:3323允许轻微变色A:2无明显变化 FG ; H 4:3A23不起泡、不脱落，无明显变化 FG ; H 4:B3:2允许轻微变色不起泡、不脱落， 允许轻微变色无明显变化 FG ; H 4:B3:2# $# $ 硝化棉的影响!硝化棉黏度的影响 采用等量不同黏度的硝化棉（制成 319 溶液）制备红色浆和填料浆，配制紫红裂纹漆并进行性能测试，结果见表 :。表 邻苯二甲酸二辛酯用量对裂纹漆性能的影响红色浆中邻苯二甲酸二辛酯用量 ; 9检验项目414344 = B 44444易裂，细碎 裂纹较多C = 0C0310易裂，裂纹 清晰均匀C4A14裂纹效果难裂310A14A14A4A4铅笔硬度层间附着力 ; 级 耐冲击性 ; DE 柔韧性 ; EE,4A4从表 2 可以看出，邻苯二甲酸二辛酯用量偏少时，裂纹漆不易裂，且裂纹较大；用量过多时，虽然耐冲击 性和柔韧性等变好，但是会出现很多细碎裂纹，硬度也 变差了。比较来看，当红色浆中邻苯二甲酸二辛酯用量为 439 = 49 时裂纹漆综合性能最好。从表 : 可以看出，硝化棉黏度偏小时，硬度高但是细碎裂纹较多，层间附着力、耐冲击性和柔韧性也不 好；黏度过大时，塑性增强，相当于树脂的用量过多，很难产生裂纹，硬度也变差了。比较来看，采用 4 ; 0 - 硝 化棉制成的裂纹漆综合性能最好。填料的影响# $# 填料通常是白色或稍带颜色的、折射率小于 45 :!现代涂料与涂装!#$%& ()&* + ,)&)-.)&/0112 年 3 月第 40 卷第 3 期!(%5 0112675 40 85 3的一类颜料，具有涂料用颜料的基本理化性质，由于其折射率和成膜物质相近，因而在涂料中是透明的，不具 有着色颜料的着色能力和遮盖能力。填料的种类很多，有碱土金属盐类，如碳酸钙、沉 淀硫酸钡等；硅酸盐类，如滑石粉、高岭土等；铝镁等轻 金属盐类，如白云石粉等。!填料种类的影响 分别采用等量的滑石粉、沉淀硫酸钡、高岭土、重质碳酸钙制备填料浆，配制紫红裂纹漆后进行性能测试，结果见表 41。表 %$滑石粉用量对裂纹漆性能的影响填料浆中滑石粉用量 F 30不易裂， 易裂，裂纹 易裂，裂纹易裂，细碎 裂纹很多易打磨裂纹效果难裂裂纹较大清晰均匀易打磨清晰均匀易打磨打磨性层间附 着力 F 级较难打磨 稍难打磨44440# $橙红面漆和罩光清漆的配方设计橙红面漆有 0 道，头道面漆湿碰湿喷涂在紫红裂 纹漆上，罩光清漆则湿碰湿喷涂在二道面漆上，主要要求：$橙红面漆的层间附着力要很好；%罩光清漆要有 良好的丰满度，?1光泽要控制在（;1 A :） ；&罩光清漆要有较好的耐水性、耐化学品性等。因此橙红面漆和罩光清漆采用相同的树脂体系制 备。成膜树脂选用国产的热固性丙烯酸树脂和合成脂 肪酸醇酸树脂。前者机械性能好、保光保色性能优越； 后者光泽高、丰满度好。0 种树脂的相容性良好，与硝 化棉的相容性也很好。交联剂氨基树脂选用异丁醇醚 化三聚氰胺甲醛树脂，并加入少量的 B C 01 环氧树脂 以提高漆膜的附着力、耐冲击性和柔韧性。表 %& 填料种类对裂纹漆性能的影响检验项目滑石粉沉淀硫酸钡高岭土重质碳酸钙密度F /GH C 3吸油量 F :;5 3:05 ?105 944: = 3:合适 易施工 易裂，裂纹清晰均匀易打磨41 = 4:稍稀 难施工 易裂，裂纹清晰均匀稍难打磨;: = ?1较稠 难施工 易裂，裂纹清晰均匀较难打磨41 = 0:稍稀 易施工 易裂，裂纹清晰均匀稍难打磨裂纹效果打磨性常温贮 存 31 #正常沉淀正常沉淀氨基比的影响# $# %从表 41 可以看出，滑石粉稳定性很好，密度合适，容易分散，打磨性好，适合制备裂纹漆。填料细度的影响 采用等量不同细度的滑石粉制备填料浆，配制紫红裂纹漆后进行性能测试，结果见表 44。氨基比是指配方中所有成膜树脂的固体含量与所有氨基树脂的固体含量之比（含色浆中的树脂）。 经多次试验，橙红面漆和罩光清漆配方体系的氨基比控制在 05 3 = 05 : 时漆膜综合性能最佳。# $# $ 染料的影响橙红面漆是透明的，这样在皮纹漆罩光后能清晰 地显出裂纹，这就需要加入染料（01 溶液）。试验表 明，染料事先没有用分散剂 D 分散，而是直接加入漆 中调色，制成漆后喷涂施工时经常会产生缩孔，用清漆 罩光后也很难消除。原因是染料的极性很高，而配方 中树脂体系的极性较低，造成了染料与树脂体系的不 相容，进而出现缩孔。因此选用荷兰进口的分散剂 D，先将它与染料高 速分散均匀，这样可以降低染料的极性，促进染料和树 脂体系的相容性，再把染料加入漆中调色，制成漆后喷 涂施工，缩孔情况大有改善。经多次试验，分散剂 D 用 量相当于染料（01 溶液）总量的 : 时较为合适。# 有机溶剂的影响 皮纹漆中黑底漆、紫红裂纹漆是硝基漆，制漆时用稀释剂 E 稀释；橙红面漆和罩光清漆则是氨基烘漆， 制漆和稀释都是用稀释剂 D。溶剂的挥发速率还受到四季温差的影响。夏季气温高时，溶剂的挥发速率大大加快，使漆膜的表干时间表 % 滑石粉细度对裂纹漆性能的影响滑石粉细度检验项目9:1 目40:1 目4:11 目超细易裂，裂纹 清晰均匀稍难打磨4易裂，裂纹 清晰均匀易打磨4易裂，裂纹 清晰均匀易打磨4易裂，裂纹 清晰均匀易打磨4裂纹效果打磨性层间附着力 F 级从表 44 可以看出，滑石粉的细度对裂纹漆的影响很小，除 9:1 目的因较粗而打磨性略差外，其余的都很 好用。#填料用量的影响采用不同用量的 4:11 目滑石粉制备填料浆，配制 紫红裂纹漆后进行性能测试，结果见表 40。从表 40 可以看出，滑石粉用量偏少时，裂纹漆较 难裂，打磨性也不好；用量过多时，会出现较多的细碎裂纹，并对层间附着力有不利影响。比较来看，当滑石粉用量为 0; 时裂纹漆综合性能最好。!现代涂料与涂装!#$%& ()&* + ,)&)-.)&/0112 年 3 月第 40 卷第 3 期!(%5 0112675 40 85 3缩短，流平性能变差，导致漆膜产生许多表面缺陷，如橘皮、针孔等，并影响裂纹效果，因此应选用挥发速率 较慢的溶剂，以减少漆膜的表面缺陷；相反冬季气温低 时，应选用挥发速率较快的溶剂；春秋季根据温度高低 作适当调整。根据以上讨论，通过多次试验，调配出用于皮纹漆 的混合溶剂，其参考配方见表 43。喷涂头道橙红面漆的主要目的是防止出现细碎裂纹，另外还可起到防止出现针孔和打磨时“炸漆”（漆膜 从底材剥落）的作用。# 二道橙红面漆施工工艺二道橙红面漆用稀释剂 B 稀释，施工黏度夏季为0; : 33 -，冬季为 33 : 3，施工压力为 15 ? : 15 !(，流平41 )& 后湿碰湿喷涂罩光清漆。# 罩光清漆施工工艺罩光清漆用稀释剂 B 稀释，施工黏度夏季为 0; :31 -，冬季为 31 : 3= -，春秋季作适当调整，喷涂厚度为0= : 31 !，施工压力为 15 ? : 15 !(，湿碰湿喷涂在 流平后的二道橙红面漆上，流平 41 )& 后放入 4?1 C烘箱烘烤 01 )&。# (施工温度 施工温度不同，皮纹漆中溶剂的挥发速率不同，因此，裂纹的大小及形态也不同。所以，需适当调整稀释 剂的加入比例或根据季节变化调整稀释剂中各组分的配比，比如说在冬季可以适当增加快干溶剂的用量，在夏季可以适当增加慢干溶剂的用量。表 $&皮纹漆用混合溶剂参考配方P稀释剂 9稀释剂 B原料名称制漆水夏用冬用夏用冬用二甲苯甲苯 异丁醇 醋酸乙酯 醋酸正丁酯J7K$- 411 乙二醇单丁醚 甲基异丁基酮 二元酸酯 L MBN O41=41013=414=0141414=0=41010=4141?10=41410=3=3131=4141=施工工艺皮纹漆喷涂施工后能在底材上形成美观大方的皮 质裂纹效果，除与皮纹漆的配方设计有关外，还与各涂层的施工工艺参数的控制紧密相关。本试验采用空气 喷涂设备，着重对两项工艺参数进行重点控制。其它工艺参数喷涂的距离要控制在 4= : 0= A，走枪的速度要 均匀，以保证裂纹大小一致。喷枪的雾化情况和环境 湿度也会影响皮纹漆的表面状态。# )黑底漆施工工艺黑底漆用稀释剂 9 稀释，施工黏度夏季为 43 : 4;-，冬季为 4（干膜，以下同），施工压力为 15 ? : 15 !(，喷涂后流平约 41 )&，指触干后湿碰湿喷涂紫红 裂纹漆。# %紫红裂纹漆施工工艺紫红裂纹漆用稀释剂 9 稀释，施工黏度夏季为4= : 01 -，冬季为 01 : 0= -，春秋季作适当调整。喷涂 厚度为 4= : 01 !，施工