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研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂在高光汽车面漆中的应用,通过实验,在汽车面漆中同时采用母液法和研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂,探讨了不同添加方法对汽车面漆性能的影响
2019年10月05日    阅读量:1829     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

0 前 言

汽车面漆要求既具有良好的贮存稳定性、不易沉淀,又要保持施工条件下涂膜流平性和防流挂性的平衡,以提高涂料的施工效果,这就需要在涂料中加入防沉剂。聚酰胺蜡防沉剂因其具有良好的防沉性、防流挂性、通用性广等优点而广泛应用在汽车面漆中,传统的添加方法是母液法,将聚酰胺蜡防沉剂与主体树脂分散形成的母液加入涂料中,这种方法操作简便,聚酰胺蜡防沉剂在主体树脂中也容易分散,但是在高光汽车面漆中,经常会造成面漆光泽的大幅下降。


本文通过实验,用研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂,即先把它加入色粉中用砂磨机研磨,细度合适后再与其他物料制漆中国机械网okmao.com


经多次实验,聚酰胺蜡防沉剂同时采用母液法和研磨法加入涂料中,当二者添加量达到合适比例时,可以制得对光泽影响较小,同时又具有良好贮存稳定性和防流挂性的高光汽车面漆。


1 试验部分

1.1 原料与仪器设备

原料:热固性丙烯酸树脂,荷兰;异丁醇醚化三聚氰胺树脂、金红石型钛白粉,美国;聚酰胺蜡防沉剂,日本;流平剂、消泡剂,德国;分散剂,荷兰;二甲苯、S-100高沸点溶剂、异丁醇,国产;混合稀释剂、酞菁蓝色浆、炭黑色浆、铁黄色浆,自制。

仪器设备:S K-2立式砂磨机,303A-2电热鼓风干燥箱,涂-4#杯,刮板细度计,L G-1流挂试验仪,均为国产。

1.2 聚酰胺蜡防沉剂母液的制备

母液按照厂家的推荐方法制备, 配方如表1所示。

表1 聚酰胺蜡防沉剂母液参考配方

研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂在高光汽车面漆中的应用,通过实验,在汽车面漆中同时采用母液法和研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂,探讨了不同添加方法对汽车面漆性能的影响 中国机械网,okmao.com

生产工艺:先把二甲苯和聚酰胺蜡防沉剂混合,在搅拌过程中加入热固性丙烯酸树脂,加完后高速分散至细度≤10 μm。

1.3 含聚酰胺蜡防沉剂的钛白色浆的制备

制备聚酰胺蜡防沉剂添加量不等的钛白色浆1~6,其中色浆1中添加量为0,即空白样。具体配方如表2所示。

表2 含聚酰胺蜡防沉剂的钛白色浆参考配方

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生产工艺:先将溶剂、分散剂、钛白粉混合高速分散均匀,然后加入热固性丙烯酸树脂、聚酰胺蜡防沉剂继续高速分散均匀后上砂磨机研磨,细度要求≤10 μm。


1.4 米白色高光汽车面漆的制备

实验中采用该聚酰胺蜡防沉剂厂家的推荐用量1.5%。制备的米白色高光汽车面漆1~7中,面漆1只用母液法添加,面漆6只用研磨法添加,面漆2~5同时采用母液法和研磨法添加,面漆7则不加聚酰胺蜡防沉剂,即空白样。具体配方如表3所示。

表3 不同添加方法的米白色高光汽车面漆的参考配方

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生产工艺:先把两个树脂、助剂混合搅匀,再加入聚酰胺蜡防沉剂母液和绝大部分的钛白色浆,高速分散搅匀,然后用剩余的钛白色浆及几个微量色浆调配颜色至合格。



1.5 各个汽车面漆及相应钛白色浆的性能测试结果

为了比较聚酰胺蜡防沉剂以母液法和研磨法添加对汽车面漆的影响,需要测试各个面漆及相应钛白色浆的各种性能,面漆主要包括光泽、机械性能、储存性和防流挂性等,钛白色浆主要包括研磨效率和储存性等。测试方法如下:

1.5.1 面漆光泽、机械性能

在马口铁上制备面漆1~7的样板,烘烤温度为140 ℃×20 min,冷却后测试。结果如表4所示。

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1.5.2 面漆储存性

制备好面漆1~7后,静置24 h后测其初始黏度、细度,然后放置于50 ℃电热干燥箱中加速储存半个月,取出后再测试其黏度、细度,并观察其沉淀情况,黏度用涂-4#杯在(23±2) ℃下测定。结果如表5所示。

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1.5.3 面漆防流挂性

将面漆1~7用混合稀释剂稀释到相近的黏度70~75 s[涂料-4杯,(23±2)℃],用流挂试验仪在玻璃板上拉板,然后将玻璃板竖直放置(涂膜横向,上薄下厚),待涂膜表干后观察其流挂情况。结果如表6所示。

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1.5.4 钛白色浆研磨效率、储存性

将钛白色浆研磨到合适细度(≤10 μm),记录其耗费的时间,研磨好后把色浆放置于50 ℃电热干燥箱中加速储存半个月,取出后再测试其细度,并观察其沉淀情况。结果如表7所示。

研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂在高光汽车面漆中的应用,通过实验,在汽车面漆中同时采用母液法和研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂,探讨了不同添加方法对汽车面漆性能的影响 中国机械网,okmao.com

2 结果与讨论

根据以上测试结果分析聚酰胺蜡防沉剂以母液法和研磨法添加对汽车面漆的影响。

2.1 只用母液法添加聚酰胺蜡防沉剂的汽车面漆与空白样的比较

面漆1只采用母液法添加聚酰胺蜡防沉剂,这种方法操作方便,聚酰胺蜡防沉剂在树脂中也容易分散,面漆7是空白样,它们都是用不含聚酰胺蜡防沉剂的钛白色浆1制备而成。从表5可以看出,面漆1的初始黏度比面漆7高了34.2%,说明聚酰胺蜡防沉剂的增稠效果明显,储存后虽然二者黏度均增加了一倍左右,但是面漆1初始黏度较高,因此其贮存稳定性要强于面漆7,它们储存后的沉淀情况也说明了这

一点;从表6可以看出,面漆1的防流挂性明显比面漆7好,说明聚酰胺蜡防沉剂的防流挂效果好;但是从表1可以看出,面漆1的光泽远低于面漆7,并且也低于技术指标的要求,说明只用母液法添加聚酰胺蜡防沉剂会引起面漆光泽的大幅下降;从表7可以看出二者所用的钛白色浆1储存性不好。


2.2 只用研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂的汽车面漆与空白样的比较

面漆6只采用研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂,这种方法需要先把聚酰胺蜡防沉剂加入钛白粉中研磨好(钛白色浆6),再用其制备面漆,操作起来比母液法复杂。面漆6在表5、表6中的测试结果与面漆1差不多,结合面漆7(空白样)的测试结果,既说明了聚酰胺蜡防沉剂的增稠效果明显、防流挂效果好,也说明分别采用母液法、研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂不影响面漆的储存性和防流挂性;从表4可以看出,面漆6和面漆7的光泽差不多,也满足技术指标的要求,说明只用研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂对面漆的光泽影响很小;但是从表4可以看出,虽然面漆6所用的钛白色浆6比面漆7所用的钛白色浆1储存性好,但是其研磨时间是钛白色浆1的2倍多,说明聚酰胺蜡防沉剂添加量较高时(3.3%)会大幅降低钛白色浆的研磨效率。


2.3 同时采用母液法和研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂的各个汽车面漆的比较

面漆2~5同时采用母液法和研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂,但是添加比例有所不同,它们分别由钛白色浆2~5制备而成。面漆2~5在表5、表6中的测试结果与面漆1、6差不多,结合面漆7(空白样)的测试结果,既说明了聚酰胺蜡防沉剂的增稠效果明显、防流挂效果好,也说明采用不同比例的母液法和研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂不影响面漆的储存性和防流挂性;从表4中可以看出,随着研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂比例的增加(相应的母液法添加聚酰胺蜡防沉剂比例在减少),面漆2~5的光泽也在增加,当研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂的量达到0.9%(面漆4)时,其光泽已可满足技术指标的要求;从表7则可以看出,随着钛白色浆中聚酰胺蜡防沉剂添加量的增加,色浆的研磨时间也随之延长,同时色浆的储存性也变好了,要同时取得研磨效率和储存性的平衡,色浆中聚酰胺蜡防沉剂添加量为2.0%(色浆4)比较合适。

综上所述,汽车面漆中同时采用母液法和研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂,当母液法添加量为0.6%,研磨法添加量为0.9%时,可以制得对光泽影响较小,同时又具有良好贮存稳定性和防流挂性的高光汽车面漆,研磨法添加的聚酰胺蜡防沉剂还可以提高色浆的贮存稳定性。


3 结 论

在汽车面漆中只采用母液法添加聚酰胺蜡防沉剂会引起面漆光泽的大幅下降,其贮存稳定性也不好,只采用研磨法添加聚酰胺蜡防沉剂则会显著降低色浆的研磨效率,今采用二者相结合的办法添加,在它们的添加比例合适时,可以制得对光泽影响较小,同时又具有良好贮存稳定性和防流挂性的高光汽车面漆,研磨法加入的聚酰胺蜡防沉剂还可以在研磨效率降低不太大的情况下显著提高色浆的贮存稳定性。


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