摘要: 研究了高耐候亞(ya) 光透明华体会体育hth首页配方的消光體(ti) 係、樹脂的耐候性、消光劑的種類、流平劑的透明度、紫外線吸收劑對耐候性的影響，以及潛伏性促進劑的使用，製備了適用於(yu) 汽車鋁輪轂罩光用亞(ya) 光透明华体会体育hth首页。
研究了其在汽車鋁輪轂塗裝中的施工性和應用效果。還研究了汽車鋁輪轂罩光用亞(ya) 光透明华体会体育hth首页與(yu) 高光丙烯酸型透明华体会体育hth首页的兼容狀況和烘烤溫度適應性。
最終製備了可以和高光環氧基丙烯酸透明华体会体育hth首页共用生產(chan) 線的亞(ya) 光透明华体会体育hth首页。
依據汽車鋁輪轂罩光用华体会体育hth首页各項指標要求，該塗料綜合性能相當，且在健康環保、節能、成本和貯存穩定性方麵更具優(you) 勢。
溶劑型塗料VOC排放對環境產(chan) 生的汙染以及不可再生資源的耗費已成為(wei) 世界上各個(ge) 國家十分關(guan) 注的問題，開發環保型塗料是21 世紀塗料行業(ye) 的重要研究方向。
目前，鋁輪轂罩光用透明华体会体育hth首页大多是高光澤透明华体会体育hth首页，是由環氧基丙烯酸為(wei) 基體(ti) 製成，罩光後鋁輪轂表麵形成高光澤的鏡麵效果。
隨著人們(men) 欣賞觀念的變化，市場上出現了對鋁輪轂罩光用亞(ya) 光透明华体会体育hth首页的需求，在鋁輪轂的塗裝中出現了一種新的塗裝工藝，即“鋁輪轂底粉—色漆—精車—亞(ya) 光高耐候透明粉”工藝。
該工序需要亞(ya) 光透明华体会体育hth首页具有極好的流平性、高透明度、高耐候性以及高耐腐蝕性。
本研究比較了4種體(ti) 係耐候性亞(ya) 光透明华体会体育hth首页性能的差異性，並解決(jue) 了亞(ya) 光透明华体会体育hth首页與(yu) 高光丙烯酸型华体会体育hth首页不能兼容的問題。
解決(jue) 了亞(ya) 光透明华体会体育hth首页在180℃低溫下的耐水性問題，從(cong) 而解決(jue) 了亞(ya) 光透明华体会体育hth首页與(yu) 高光丙烯酸透明华体会体育hth首页的共線施工問題。
1、實驗部分
1.1 原材料
雙組分共混消光飽和羧基聚酯樹脂A/a、B /b、C /c、D/d，端羧基聚酯樹脂F，高/低羥值羥基樹脂G/g:工業(ye) 級，廣州擎天材料科技有限公司;
進口超耐候聚酯樹脂E:工業(ye) 級，DSM 公司; 丙烯酸消光樹脂:工業(ye) 級，十盈;TGIC:工業(ye) 級，鞍山潤德精細化工有限公司; 封閉異氰酸酯:工業(ye) 級，贏創; 有機矽類流平劑:工業(ye) 級，BYK; 丙烯酸酯類流平劑:工業(ye) 級，TＲOY; 苯並三氮唑類紫外線吸收劑、受阻胺類光穩定劑:工業(ye) 級，原汽巴(Ciba)公司; 疏水性二氧化矽:工業(ye) 級，贏創; 消光劑A9:工業(ye) 級，澤和公司; 苯偶姻:工業(ye) 級，市售。
1.2 主要設備
Φ30型雙螺杆擠出機:SLJ－30，東(dong) 輝;ACM 磨粉係統:進口;小型靜電噴塗設備:GM02，金馬。
1.3 华体会体育hth首页及塗層製備
按預設配方稱取各原料，用萬(wan) 能中藥粉碎機預混合後使用雙螺杆擠出機在設定的溫度範圍內(nei) 熔融擠出，擠出片料經過冷卻、粉碎、過篩、靜電噴塗、熱固化成膜，最後測試塗膜性能。
1.4 性能測試
按GB/T 9754—2007 測定塗膜的光澤; 按GM 9071P—2002 測定塗膜的附著力; 按GB/T 1732—1993 測定塗膜的耐衝(chong) 擊性，將1kg 重物從(cong) 50cm 高度落下，塗膜無破壞，視為(wei) 通過; 按GM 4476P—2010進行塗膜的CASS 鹽霧實驗;按GB/T 1733—1993 測定塗膜的耐水性; 按GM 9125P—2013 測定塗膜的耐老化性; 用目測方法判定塗膜的外觀和透明度。
2、結果與(yu) 討論
2.1 耐候性亞(ya) 光华体会体育hth首页體(ti) 係
耐候性亞(ya) 光华体会体育hth首页可以分為(wei) 雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係、純聚酯/TGIC 物理消光體(ti) 係、聚酯/環氧基丙烯酸體(ti) 係、聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係等。
2.1.1 雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係
將反應較快的高酸值組分與(yu) 反應較慢的低酸值組分幹混，通過二者固化速度的差異形成微觀上不相容的表麵，從(cong) 而獲得消光效果。
(1)聚酯樹脂
因汽車鋁輪轂罩光用华体会体育hth首页超耐候、高流平、高透明度的特性，故聚酯樹脂需要具備超高的耐候性、高流平性、較好的透明度，且不帶色相。
高酸值樹脂一般選擇酸值為(wei) 45～55mgKOH/g的樹脂，本實驗選擇雙組分飽和羧基聚酯樹脂超耐候聚酯A～C及普通聚酯D。
低酸值樹脂一般選擇酸值為(wei) 20～25mgKOH/g的樹脂，本實驗選擇雙組分飽和羧基聚酯樹脂超耐候聚酯a～c及普通聚酯d。
甲組分與(yu) 乙組分質量比為(wei) 1∶1，其中甲組分為(wei) 由高酸值樹脂與(yu) TGIC以質量比90∶10製得;乙組分由低酸值樹脂與(yu) TGIC以質量比95∶5製得。不同聚酯樹脂製備的粉末塗層性能見表1。
由表1可以知道，若樹脂的反應活性過大，塗層易出現橘皮;若反應活性較小，則塗層的機械性能差，因此宜選擇中等活性(膠化時間優(you) 選120～200s) 的高酸值樹脂。
普通雙組分幹混消光樹脂的耐候性較差，達不到輪轂塗裝的要求( 一般要求氙燈老化1200h後保光率60%以上)，宜選擇中等活性的超耐候雙組分聚酯樹脂作為(wei) 鋁輪轂罩光用亞(ya) 光透明华体会体育hth首页的基體(ti) 樹脂。
(2)流平劑
流平劑對粉末塗層性能的影響見表2。
丙烯酸酯類流平劑的載體(ti) 多為(wei) 二氧化矽、碳酸鈣等，但是以這2 類物質為(wei) 載體(ti) 的流平劑在一定程度上會(hui) 影響华体会体育hth首页的透明度，在透明华体会体育hth首页中需選用透明物質作為(wei) 丙烯酸酯類流平劑的載體(ti) 。
從(cong) 表2 可以看出，汽車鋁輪轂罩光用华体会体育hth首页宜采用線型樹脂聚合物為(wei) 主體(ti) 的丙烯酸酯類流平劑，不僅(jin) 可以促進塗膜的流動和流平，還不會(hui) 影響塗膜的層間附著力，並且還有消泡的作用。
當透明載體(ti) 丙烯酸酯流平劑用量在0.8%時，塗層稍有橘皮，未達到流平效果; 當流平劑用量在1.5%左右時流平佳，故選擇用量在1.5%左右。
(3)紫外線吸收劑與(yu) 光穩定劑
雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係的耐候性不及丙烯酸透明粉末體(ti) 係，通常汽車鋁輪轂罩光用透明华体会体育hth首页必須具備高耐候性能，故在實際使用中常常需要添加紫外線吸收劑與(yu) 光穩定劑來彌補耐候性的不足。
實驗添加苯並三氮唑類紫外線吸收劑搭配受阻胺類光穩定劑來提高塗層的耐候性。實驗考察了不同紫外線吸收劑與(yu) 光穩定劑的用量對塗層耐候性的影響，見表3。
由表3可以看出，紫外線吸收劑和光穩定劑添加量在0. 5%～0. 8%(質量分數)時，塗層的耐候性達到一個(ge) 峰值，再增加兩(liang) 者用量時，塗層耐候性沒有明顯的增加，故兩(liang) 者添加量適宜在0.5%～0.8%的範圍。
(4)疏水性二氧化矽
CASS鹽霧實驗是透明华体会体育hth首页一項重要的耐腐蝕性指標，本研究發現通過添加一定量疏水性二氧化矽可以提高塗層的疏水性，進而提高塗層的抗銅加速的乙酸鹽霧性能，結果如表4所示。
由表4可以看出，當疏水性二氧化矽用量為(wei) 1 %時塗層的綜合性能最佳，添加量過多，塗層的透明度受到影響。
(5)推薦配方
綜上分析，實驗得出雙組分純聚酯幹混消光透明华体会体育hth首页推薦配方如表5所示。
2.1.2 純聚酯/TGIC物理消光體(ti) 係
(1)聚酯樹脂
汽車鋁輪轂罩光用透明华体会体育hth首页為(wei) 輪轂表層塗層，需要有超高耐候性，因此在選擇樹脂的時候需要選用超耐候純聚酯樹脂作為(wei) 基體(ti) 樹脂，另外兼顧塗層的流平性。
(2)消光物質
消光填料比樹脂密度大，容易導致機械性能大大降低，故采用此方法不能將光澤降得很低。
另外，含催化劑的反應性消光劑會(hui) 降低塗層平整度，故宜選用不含反應基團的消光蠟來實現物理消光。表6考察了不同消光物質對亞(ya) 光透明华体会体育hth首页塗層性能的影響。
(3)推薦配方
綜上分析，適合汽車鋁輪轂罩光用的聚酯/TGIC物理消光型亞(ya) 光透明粉末配方見表7。
2.1.3 聚酯/環氧基丙烯酸體(ti) 係
主要由端羧基聚酯樹脂和含有環氧基團的丙烯酸樹脂組成，加入各種合適的助劑，經熔融混合，冷卻粉碎及過篩得到一種耐候低光华体会体育hth首页。參考配方如表8所示。
2.1.4 聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係
聚氨酯华体会体育hth首页通過羥基聚酯樹脂與(yu) 封閉異氰酸酯固化而得到，采用高羥值樹脂、低羥值樹脂與(yu) 封閉異氰酸酯反應速率的不同而製得消光华体会体育hth首页。
因為(wei) 體(ti) 係中存在2種不同反應速率的固化體(ti) 係，打破了塗層在熔融固化時的均一化，可獲得不平整的塗層表麵，達到消光的目的。參考配方如表9所示。
通過調整配方中高、低羥值樹脂的比例，得到適合的光澤，製得光澤為(wei) 10～50的亞(ya) 光或低光的罩光透明粉末。
2.1.5 各體(ti) 係性能之間的比較
雖然幾個(ge) 體(ti) 係均能製得亞(ya) 光透明华体会体育hth首页，但是各體(ti) 係得到的塗層性能差異較大，在200℃下固化10min，得到的塗層性能見表10。4種體(ti) 係CASS 鹽霧實驗後的結果見圖1，其中每種體(ti) 係進行2次平行實驗。
從(cong) 表10可得:
(1)光澤方麵:雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係和純聚酯/TGIC 物理消光體(ti) 係適合光澤為(wei) 40～60的中亞(ya) 光华体会体育hth首页;聚酯/環氧基丙烯酸體(ti) 係適合光澤為(wei) 10～20的低光澤华体会体育hth首页;聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係適合光澤為(wei) 20～40的亞(ya) 光华体会体育hth首页。
(2)透明度方麵:雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係和聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係透明度佳，聚酯/環氧基丙烯酸體(ti) 係和純聚酯/TGIC 物理消光體(ti) 係透明度較差，汽車鋁輪轂罩光用透明华体会体育hth首页一般要求透明度極佳，故優(you) 選雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係和聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係。
(3)機械性能方麵:在200℃以上固化條件下，4種類型的粉末達到較高的固化度，但是在180℃以下固化條件，雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係表現較好，聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係和聚酯/環氧基丙烯酸體(ti) 係180℃以下固化時機械性能較差。
(4)耐腐蝕性方麵:雙組分消光聚酯樹脂體(ti) 係和聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係耐腐蝕性佳，聚酯/環氧基丙烯酸體(ti) 係透明度稍差。
(5)耐候性方麵:聚酯/丙烯酸消光體(ti) 係、聚氨酯高低羥值消光體(ti) 係相對較好。
由圖1可以看出，雙組分消光聚酯樹脂體(ti) 係和聚氨酯高低羥值消光固化體(ti) 係耐腐蝕性佳，聚酯/環氧基丙烯酸體(ti) 係透明度稍差。
綜上，雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係在透明度、耐腐蝕性、機械性能等方麵性能較佳，適合汽車鋁輪轂塗裝，下麵主要討論雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係在汽車鋁輪轂塗裝上的應用。
2.2 亞(ya) 光透明华体会体育hth首页在汽車鋁輪轂上的應用研究
2.2.1 鋁輪轂塗裝工藝
鋁輪轂塗裝分為(wei) 全塗裝工藝和精車輪型工藝。全塗裝型鋁輪轂塗裝工藝:前處理—噴塗底粉—噴塗色漆—噴塗亞(ya) 光透明粉—鋁輪轂成品。
精車鋁輪轂塗裝工藝:前處理—噴塗底粉—噴塗色漆—精車工藝—前處理—噴塗亞(ya) 光透明粉—鋁輪轂成品。
(1)基材前處理
為(wei) 了保證塗層的耐腐蝕性，鋁輪轂表麵需用噴淋室噴淋的方式經過前處理液前處理。前處理工序大致為(wei) :水洗—酸洗脫脂—水洗—堿洗—水洗—無鉻鈍化—水洗，其中酸洗是為(wei) 了除去鋁基材的油脂，以免影響塗層附著力。
堿洗是為(wei) 了除去鋁基材表麵氧化層。鋁輪轂用鈍化液主要是無鉻鈍化類型，沒有重金屬鉻，大大減少了對環境的汙染。
經過噴淋前處理後，經過烘烤爐烘烤，一般在100～120℃下烘烤5～10min。
(2)噴塗底粉
經過前處理的鋁輪轂經過鏈條運輸，到達噴塗車間噴塗鋁輪轂底粉。采用靜電噴塗方法，流平極佳的鋁輪轂底粉良好地塗覆到鋁輪轂粗糙表麵，經過烘烤爐烘烤，將凸凹不平的鋁輪轂毛坯變為(wei) 鏡麵流平效果。
(3)噴塗色漆
噴塗底粉後的鋁輪轂經過打磨處理，進入色漆噴塗車間，噴塗色漆，經過固化爐烘烤，得到塗覆有色漆的鋁輪轂。
(4)精車加工
對於(yu) 一些套色輪型，往往需要經過精車工藝，將表層的部分區域塗層在車削加工車間精車處理，得到精車毛坯鋁輪轂，如圖2所示。
(5)罩光塗覆亞(ya) 光透明粉末
經過精車加工之後，鋁輪轂產(chan) 品再經過前處理生產(chan) 線，經過“水洗—酸洗脫脂—水洗—堿洗—水洗—無鉻鈍化—水洗”一係列前處理後，到達罩光透明粉末塗覆車間，經過靜電噴塗，然後烘烤成為(wei) 鋁輪轂成品，如圖3所示。
噴塗時宜采用靜電噴塗，亞(ya) 光透明华体会体育hth首页沒有添加無機顏填料，成分均為(wei) 有機材料，帶電性較好，因此噴塗電壓不宜太大，否則容易出現靜電花，影響外觀流平性。
噴塗工藝參數如表11所示。鋁輪轂罩光用透明华体会体育hth首页通常在180℃下固化10～15min。
2.2.2 低溫固化問題探究
為(wei) 了節約成本，若與(yu) 丙烯酸透明华体会体育hth首页共線，一般要求鋁輪轂罩光塗層烘烤溫度為(wei) 160～180 ℃。
而一般情況下雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係適合180～200℃固化，固化溫度低時，塗層的交聯密度不夠，塗層經耐水性測試後，放置一段時間表麵出現微裂紋，影響到塗層的性能和外觀。
因此在鋁輪轂塗裝中，需添加促進劑使塗層可以在相對較低的溫度下固化，提高塗層在相對較低溫度下的固化度。
實驗選擇高酸值的超耐候聚酯樹脂B與(yu) 低酸值的超耐候聚酯樹脂b進行搭配，考察了不同促進劑(用量範圍在0.1%～1%)對华体会体育hth首页塗層性能的影響，結果如表12和圖4所示。
常規的咪唑類促進劑雖然可以在一定程度上提高塗層的耐水性，但是會(hui) 影響塗層外觀流平，不符合鋁輪轂塗裝要求;本研究采用促進劑b(一種羧基類聚酯潛伏性促進劑)。
這種促進劑可以在塗料熔融固化過程中慢慢釋放有效反應基團，在一定程度上控製了體(ti) 係的固化速率，可以在實現低溫固化的同時一定程度上保有塗層的流平性能。
針對雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係，在170℃/15min的固化條件下，考察了潛伏性促進劑添加量對塗層性能的影響，結果見表13。
由表13可以知道，羧基潛伏性促進劑適合添加量為(wei) 0.5%～0.8%，既可以實現在低溫下充分固化，又可以極大程度地保持塗層的流平性。
2.2.3 兼容性問題探究
一般丙烯酸體(ti) 係华体会体育hth首页表麵張力很小，對純聚酯體(ti) 係华体会体育hth首页幹擾性很大，會(hui) 造成純聚酯华体会体育hth首页表麵大量縮孔，嚴(yan) 重影響塗層的外觀，故一般丙烯酸體(ti) 係透明粉末必須與(yu) 純聚酯粉末完全隔離。
為(wei) 了完成亞(ya) 光透明华体会体育hth首页的罩光塗覆，必須建新的生產(chan) 線來噴塗，而這樣鋁輪轂製造廠家需要極大的成本投入，因此若能實現亞(ya) 光透明华体会体育hth首页與(yu) 常規高光丙烯酸透明华体会体育hth首页共線，將節約大量的設備投入成本。
本研究采用了一種氨基改性聚酯類流平劑，與(yu) 2種體(ti) 係均有適度的相容性，流平劑中的烷基支鏈遷移至塗層表麵，增加了塗料在塗層表麵的定向分子排布，極大地改善丙烯酸體(ti) 係和雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係的兼容狀況，解決(jue) 了兩(liang) 者共線的縮孔問題。
將高光丙烯酸透明华体会体育hth首页與(yu) 雙組分純聚酯幹混消光體(ti) 係透明华体会体育hth首页按不同的質量比進行混合，然後進行噴塗，在180℃下固化20min，製得的樣板表麵都很平整，沒有出現縮孔、橘皮等缺陷，可知兩(liang) 者兼容狀況良好，如圖5所示。
3、結語
根據汽車鋁輪轂塗裝要求，考察了亞(ya) 光透明华体会体育hth首页的消光體(ti) 係、樹脂耐候性和透明度、流平劑的種類以及潛伏性促進劑的使用對塗層性能的影響。
研究了雙組分純聚酯幹混消光透明华体会体育hth首页與(yu) 高光丙烯酸透明华体会体育hth首页的共線工藝，解決(jue) 了兩(liang) 者共線的兼容性問題，提升了國內(nei) 汽車鋁輪轂塗裝行業(ye) 綠色塗料製造與(yu) 塗裝技術的進步，降低了國內(nei) 在汽車零部件製造領域的生產(chan) 成本。
文章轉自：粉末登場
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