涂料技术
研究汽车无光军绿涂料的配方及制备
2.6消光剂的选择及消光剂用量对光泽的影响
对传统涂料的消光研究表明:有效地消光或降低光泽依赖于涂层表面形成细微的粗糙表面,涂层要形成细微的粗糙表面必须具备两个条件:一是湿膜中存在大量的粒径适宜的消光剂颗粒;二是涂膜干燥过程中产生体积收缩。如果其中有一个条件不能满足或不充分满足,那么消光将是困难的。微米级的多孔性二氧化硅因其易添加和分散而被广泛地用作消光剂。无光涂料,正因为要求无光,利用了二氧化硅的多孔性和涂膜的收缩性,所以在形成涂膜时,膜的表面不像亮光涂料那样是连续而致密的,这样带来的问题是涂膜的渗透性增加,从而使得涂膜的耐化学性能降低。低光泽和防护性能这对矛盾是该涂料的技术关键和研究难点。配方中消光剂的用量太多,首先是成本问题,同时在技术上也会造成极大的麻烦。随着消光剂用量的增加,涂料的黏度也相应提高,甚至黏度高得无法施工。此外,涂料中的无机物颗粒太多也会影响涂膜的物理机械性能和耐化学性,为了避免因消光剂用量太高而引起对涂料和涂膜性能的不良影响,应选用消光效率高的消光剂。一是选择孔隙率高的消光剂,二是选择可以接受的最粗粒径的消光剂,以便形成微细粗糙的表面结构。通常选择平均粒径粗至11μm的高孔隙率(1.8~2.0mL/g)的消光剂。从基料树脂方面考虑,选用哑光型的树脂也是降低消光剂用量的途径之一。光泽度与消光剂用量的关系见图1。
对传统涂料的消光研究表明:有效地消光或降低光泽依赖于涂层表面形成细微的粗糙表面,涂层要形成细微的粗糙表面必须具备两个条件:一是湿膜中存在大量的粒径适宜的消光剂颗粒;二是涂膜干燥过程中产生体积收缩。如果其中有一个条件不能满足或不充分满足,那么消光将是困难的。微米级的多孔性二氧化硅因其易添加和分散而被广泛地用作消光剂。无光涂料,正因为要求无光,利用了二氧化硅的多孔性和涂膜的收缩性,所以在形成涂膜时,膜的表面不像亮光涂料那样是连续而致密的,这样带来的问题是涂膜的渗透性增加,从而使得涂膜的耐化学性能降低。低光泽和防护性能这对矛盾是该涂料的技术关键和研究难点。配方中消光剂的用量太多,首先是成本问题,同时在技术上也会造成极大的麻烦。随着消光剂用量的增加,涂料的黏度也相应提高,甚至黏度高得无法施工。此外,涂料中的无机物颗粒太多也会影响涂膜的物理机械性能和耐化学性,为了避免因消光剂用量太高而引起对涂料和涂膜性能的不良影响,应选用消光效率高的消光剂。一是选择孔隙率高的消光剂,二是选择可以接受的最粗粒径的消光剂,以便形成微细粗糙的表面结构。通常选择平均粒径粗至11μm的高孔隙率(1.8~2.0mL/g)的消光剂。从基料树脂方面考虑,选用哑光型的树脂也是降低消光剂用量的途径之一。光泽度与消光剂用量的关系见图1。

图1光泽度与消光剂用量的关系
由图1可以看出,随着消光剂用量的增加,涂膜的光泽几乎是直线下降,当消光剂用量达某一极限值后,光泽度的下降则非常缓慢。
2.7色差的控制
该涂料的另一个技术关键是涂膜的色差要小,产生色差的原因是多方面的:涂料本身或色板色差,底材不同形成的色差,涂膜厚度不同、喷涂、固化方式不同,干燥速度不同都是产生色差的因素,因此从涂料制造着手就要求有较小的色差范围,即ΔE≤1。面漆调色系统是一个立体的颜色体系,调色系统的设计以现代色度学理论的最新成就为依据,把感性化、视觉化的颜色以数字化的形式表现出来——色差仪的应用。
选取Lab坐标作为该涂料的色彩坐标。
参照:Δa:-绿——+红
Δb:-蓝——+黄
ΔL:黑——+白
根据Δa、Δb、ΔL的数据偏向,来调整颜料的量,制成ΔE≤1的涂料。
2.8汽车无光军绿标准涂料的性能(见表8)
2.7色差的控制
该涂料的另一个技术关键是涂膜的色差要小,产生色差的原因是多方面的:涂料本身或色板色差,底材不同形成的色差,涂膜厚度不同、喷涂、固化方式不同,干燥速度不同都是产生色差的因素,因此从涂料制造着手就要求有较小的色差范围,即ΔE≤1。面漆调色系统是一个立体的颜色体系,调色系统的设计以现代色度学理论的最新成就为依据,把感性化、视觉化的颜色以数字化的形式表现出来——色差仪的应用。
选取Lab坐标作为该涂料的色彩坐标。
参照:Δa:-绿——+红
Δb:-蓝——+黄
ΔL:黑——+白
根据Δa、Δb、ΔL的数据偏向,来调整颜料的量,制成ΔE≤1的涂料。
2.8汽车无光军绿标准涂料的性能(见表8)

表8汽车无光军绿涂料性能
3结论
由羟基丙烯酸树脂为基料,配合以颜填料、消光剂、助剂等制备的汽车无光军绿涂料,经过两次的实车试涂,经寒区和热区的检验,无褪色、粉化和明显失光的现象,满足了车辆涂装的需要。该涂料不仅用于铝合金,也可用于其他有色金属,如推广应用到现有装备上,可将涂装周期延长一倍以上,降低维修成本,提高经济效益。
由羟基丙烯酸树脂为基料,配合以颜填料、消光剂、助剂等制备的汽车无光军绿涂料,经过两次的实车试涂,经寒区和热区的检验,无褪色、粉化和明显失光的现象,满足了车辆涂装的需要。该涂料不仅用于铝合金,也可用于其他有色金属,如推广应用到现有装备上,可将涂装周期延长一倍以上,降低维修成本,提高经济效益。
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