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電動(dòng)三輪車(chē)用水性丙烯酸烤漆的研制

萊陽(yáng)紅安化工有限公司

安華

前言

      中國目前經(jīng)濟總量屬世界第二，有先進(jìn)的航空航天技術(shù)、成套高鐵技術(shù)、核電技術(shù)、運算速度最快的計算機…..但是還有比較多的低端制造業(yè)，并且這些產(chǎn)品有著(zhù)廣大的市場(chǎng)，可以吸納較多文化程度和技能較低的人的就業(yè)。國家大力倡導提升低端制造業(yè)的水準，比如奔跑在農村和中小城鎮的電動(dòng)三輪車(chē)，對廣大老百姓來(lái)說(shuō)是經(jīng)濟方便的出行交通工具，現在的外觀(guān)和安全性也比較好，同時(shí)這類(lèi)產(chǎn)品這些年已形成了較集中的產(chǎn)業(yè)群，比如江蘇豐縣的電動(dòng)三輪車(chē)產(chǎn)業(yè)園，規模較大，絕大多數有涂裝線(xiàn)。三輪車(chē)鐵質(zhì)件過(guò)去以溶劑型氨基烤漆為主，也有丙烯酸烤漆，這些涂料是傳統的溶劑性涂料，對大氣環(huán)境的污染比較嚴重。2016年2月國家執行涂料產(chǎn)品有機揮發(fā)物VOC≥420g/L需要交納4%的強制消費稅開(kāi)始，并且隨著(zhù)人們生活觀(guān)念的改變，對環(huán)保性產(chǎn)品的需求越來(lái)越迫切，目前電動(dòng)三輪車(chē)行業(yè)面臨政府、環(huán)保部門(mén)、巡視組等等的層層壓力，涂料涂裝的環(huán)保革命勢在必行。涂料界對環(huán)保性涂料的認識主要指水性涂料、粉末涂料、UV涂料和高固體份涂料，根據電動(dòng)三輪車(chē)的涂裝情況，將氨基烤漆換成水性烤漆，對涂裝廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)不改造或少改造已有的涂裝線(xiàn)，換成水漆，就變成了環(huán)保涂裝線(xiàn)，減少了對大氣環(huán)境的污染，并提高了安全性。那么，對涂料廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，研制出合格的水性烤漆即是市場(chǎng)的迫切需求又為環(huán)保做了貢獻。

1、實(shí)驗部分

1.1、實(shí)驗用原材料

1.1.1、水性烤漆用樹(shù)脂

本文研制的水性烤漆用熱固性水性丙烯酸樹(shù)脂采用本廠(chǎng)自制的樹(shù)脂，編號為HA001和HA002，見(jiàn)表1，合成配方和工藝略。

                                                                 表1

型號                                指標	HA001	HA002
外觀(guān)（目視）	清澈透明	清澈透明
色澤，Fe-Co法	≤2	≤2
固體，%	65±2	60±2
粘度，秒，格/25℃	35---100	40-100
酸價(jià)，mgKOH/g	50-80	40-60

1.1.2、本文研制的水性烤漆，氨基樹(shù)脂采用青特的C325

1.1.3、本文研制的水性烤漆，助劑采用迪高公司的，顏料是常用工業(yè)級、水性助溶劑采用工業(yè)級如乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、異丙醇、乙二醇叔丁基醚。

1.2、制備過(guò)程

1.2.1、制漆工藝

（1）將水性樹(shù)脂HA001或HA002倒入漆缸，用二甲基乙醇胺，對樹(shù)脂進(jìn)行中和，調整PH值至7-8，可以加入少許去離子水，使PH值顯示準確點(diǎn)；

（2）部分已中和的樹(shù)脂中，加入分散劑、顏料、消泡劑和少許水性助溶劑，攪拌均勻，上砂磨機分散，至細度合格，就制成了色漿；

（3）色漿、加入剩余HA001樹(shù)脂、C325樹(shù)脂攪拌一下，再加入消泡劑和流平劑，最后加入水，調整粘度合格；

（4）噴漆，檢驗漆膜性能合格，計量包裝。

1.2.2、有色水性丙烯酸烘烤面漆配方

根據對電動(dòng)三輪車(chē)水性涂料的性能要求，對配方進(jìn)行了很多次選擇，根據經(jīng)驗，以下是相對比較理想的涂料配方，見(jiàn)表2。下面的結果和討論中，對丙烯酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂比例的選擇，進(jìn)行了討論，顏料量依據遮蓋力和光澤的平衡，不是一個(gè)固定的數。

                                                                            表2

序號	原料名稱(chēng)	規  格	天 藍	中 灰
1	HA001樹(shù)脂	紅安化工	60	55
2	二甲基乙醇胺	工業(yè)中和劑	約5-6	約4-5
3	鈦白粉	金紅石型	10	20
4	酞青藍	穩定型	3	/
5	炭黑	通用型	/	0.20
6	TEGO810消泡劑	迪高	0.2	0.2
7	TEGO760W分散劑	迪高	0.3	0.3
8	防沉劑	膨潤土	0.1	0.1
9	混合助溶劑	工業(yè)	約3-6	約3-6
10	TEGO450流平劑	迪高	0.2	0.2
11	TEGO902W消泡劑	迪高	0.3	0.3
12	防閃銹劑	工業(yè)	0.5-1.5	0.5-1.5
13	C325樹(shù)脂	氰特	8.5-10	8-9
14	水	去離子水	約10-15	約10-15
15	合計		約100	約100

備注：該涂料噴涂時(shí)全部用自來(lái)水稀釋后施工，然后140℃×20分鐘，室溫放置1小時(shí)后檢驗漆膜性能。

1.3、涂膜性能檢驗

項目	灰	藍
外觀(guān)（目視）	漆膜平整光滑	漆膜平整光滑
光澤，60º	87-90	87-90
硬度，鉛筆	2H-3H	2H-3H
附著(zhù)力，劃圈	1	1
沖擊，Cm	50	50
柔韌性，mm	1	1
耐丁酮擦拭	50-100次	50-100次

此性能測試，硬度和耐丁酮擦拭比溶劑性涂膜好，光澤略低一點(diǎn)。

2、結果和討論

2．1、對水性烤漆中丙烯酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂的比例進(jìn)行了選擇，以清漆膜的性能來(lái)考察，見(jiàn)表3

                                                                       表3

原料名稱(chēng)	1#	2#	3#	4#
HU001	60-65	48-52	70-75	52-58
中和劑	約5-6	約4-5	約6-7	約5-6
C325樹(shù)脂	10	10	10	10
TEGO4100	O.3	0.3	0.3	0.3
TEGO902W	0.3	0.3	0.4	0.3
助溶劑	5-10	5-10	5-10	5-10
去離子水	10-15	10-15	10-15	10-15
丙烯酸樹(shù)脂/氨基樹(shù)脂固體比	5/1	4/1	6/1	4.5/1
	140℃烘烤20分鐘，測漆膜性能如下
膜厚，微米	18	17	19	18
硬度	2H-3H	3H	2H	2H-3H
沖擊	50	50紋	50	50紋
附著(zhù)力	1	1	1	1
柔韌性	1	1紋	1	1輕問(wèn)
光澤（鐵板60º）	110-118	110-118	110-118	110-118

根據以上涂膜性能測試1#最好，其次是3#和4#。綜合考慮重復再做實(shí)驗，以丙烯酸樹(shù)脂/氨基樹(shù)脂（固體比）=5.5/1比較理想。分析原因，傳統溶劑型氨基漆通常醇酸樹(shù)脂/丁醚化氨基樹(shù)脂=3/1，完全是根據經(jīng)驗和實(shí)測性能確定兩者比例，C325屬于部分甲醚化氨基樹(shù)脂，反應活性高，且交聯(lián)點(diǎn)比丁醚化多，故需要的氨基樹(shù)脂少，涂膜性能就可達到要求。

2.2、涂料中加水問(wèn)題的考慮

（1）水性樹(shù)脂中沒(méi)有加入水，而是全部采用助溶劑，盡量做成高固低粘樹(shù)脂，且包裝時(shí)不加中和劑，便于儲存；

（2）制漆時(shí)加入10-20%的去離子水，可以降低成本，但是不宜太多；

（3）噴涂施工時(shí)全部用自來(lái)水，既安全又環(huán)保。

2.3、耐候性考察

 將樣板在自己工廠(chǎng)室外暴曬一年，這里接近海洋性氣候，一年后失光率不大于15%，變色輕微。

3、結論

（1）經(jīng)過(guò)一系列實(shí)驗，用自制的水性熱固性丙烯酸樹(shù)脂研制的水性烤漆性能可以滿(mǎn)足涂裝要求；

（2）水完全溶于涂料，起到了稀釋劑的作用。

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