改善快幹汽車漆漆膜外觀效果 楊春雷，周曉紅，冉紘宇 （西北永新塗料有限公司，蘭(lan) 州 730046） 摘要：介紹了對快幹汽車漆在大型自卸卡表麵塗裝效果差的原因分析，通過調整樹脂的固體(ti) 含量，選擇不同分子量的濕潤分散劑、不同極性的流平劑、不同空間結構防沉劑、不同揮發速率的稀釋劑等多種有效手段，改善快幹汽車漆漆膜的外觀效果。 關(guan) 鍵詞： 大型自卸卡車；塗裝；樹脂；分散劑；改善外觀效果
0 引言 快幹汽車漆由高固體(ti) 醇酸樹脂作基料、助劑、顏料、有機溶劑等組成的單組分塗料。快幹汽車漆硬度高、光澤好、幹燥快、附著力好，具有保護功能好、裝飾性好、豐(feng) 滿度好，有優(you) 良耐候性和施工性。因此快幹汽車漆產(chan) 品在大型自卸卡車上的應用越來越多，目前國內(nei) 大型自卸卡車底盤塗裝一般都采用底麵合一的高氯化產(chan) 品，車廂一般采用底漆加麵漆的工藝進行塗裝。由於(yu) 以前大型自卸卡車車廂對塗裝效果的要求不是太高，並且部分塗裝還是在戶外施工，所以導致快幹汽車漆在施工過程中會(hui) 出現幹噴、流掛、橘皮、光澤低等一係列漆膜弊病，因此改善快幹汽車漆的表麵效果十分重要。 我公司快幹汽車漆主要通過樹脂、顏料、分散劑、防沉劑、二甲苯等組成。樹脂是外購的高固體(ti) 中短油醇酸樹脂，其中幹性植物油和脂肪酸分子中存在大量的雙鍵，經過空氣中的氧氣反應交聯固化，並且樹脂中殘留的羥基和羧基使漆膜具有良好的附著力。稀料為(wei) 我公司專(zhuan) 用稀料——快幹汽車漆稀料，主要包括二甲苯和醋酸正丁酯。 國內(nei) 工業(ye) 用漆中很大一部分主要用於(yu) 大型自卸卡車車廂的塗裝，我公司快幹汽車漆的年產(chan) 量接近千t，近年來由於(yu) 客戶對漆膜外觀要求的提高和產(chan) 品本身適應性存在一定的問題，所以需要提高快幹汽車漆漆膜外觀效果以適應塗裝現場和市場的需求。在原有快幹汽車漆的基礎上從(cong) 施工過程、稀料的選擇、配方等各方麵進行優(you) 化調整。使得產(chan) 品在戶外塗裝，用PQ-2型噴槍，0.5 ~ 0.6 MPa的壓力塗裝施工，漆膜厚度達到60 ~ 80 μm，不發生流掛、幹噴、橘皮等現象，並且光澤要求在88%以上。 1 原因分析 1.1 人員方麵 人員方麵現場施工人員為(wei) 包頭分公司員工，主要從(cong) 事大型自卸卡車的塗裝，經過近10 d的現場觀察,雖然施工人員技術、施工水平有一定的基礎，但是要達到施工成膜厚度60 ~ 80 μm並保證良好效果，還是有一定的欠缺，並且該工程為(wei) 塗裝一體(ti) 化工程，施工人員在塗裝過程中有趕工期的情況，致使麵漆厚度有些地方甚至在50 μm以下的情況，沒有達到設計的漆膜厚度，所以施工人員會(hui) 影響到漆膜外觀效果，為(wei) 要因之一。 1.2 檢測儀(yi) 器方麵 我公司所使用的檢測儀(yi) 器由第三方檢測機構鑒定，均在校準期內(nei) ，確保了分析儀(yi) 器正常使用，且每次檢測使用人都會(hui) 按儀(yi) 器設備操作規程進行操作，並由經驗豐(feng) 富的客服人員進行現場技術服務，目視觀測漆膜出現流掛、光澤低、橘皮等漆膜弊病，因此可以排除檢測儀(yi) 器異常，造成外觀效果檢測數據異常的情況。 1.3 設備方麵 塗料生產(chan) 設備方麵，我公司無論是砂磨還是攪拌都有專(zhuan) 門的維修人員定期進行保養(yang) 維護，能夠確保設備正常運行，並且這些設備同時在生產(chan) 其他品種，均正常，可以將其排除。塗裝施工使用設備方麵，施工現場使用3把不同口徑的PQ-2型噴槍噴塗快幹汽車漆，都出現了不同程度的漆膜弊病，但是現場塗裝其他塗料，漆膜都無異常，所以設備方麵沒有任何問題。 1.4 樹脂、助劑方麵 成膜樹脂體(ti) 係作為(wei) 塗料的重要組成部分，對塗料的各項性能起到了至關(guan) 重要的作用。快幹汽車漆使用的6055樹脂為(wei) 外購高固體(ti) 分樹脂，高固體(ti) 分樹脂塗料雖然對漆膜的豐(feng) 滿度具有優(you) 勢，但在施工過程中出現橘皮的可能性較大，所以6055樹脂可能影響漆膜的表麵效果。 分散劑能夠降低液/固相之間的界麵張力，提高顏料在樹脂中的分散效率，良好的分散性可以使得漆膜表麵更加平整。快幹汽車漆中使用的是傳(chuan) 統型低分子量潤濕分散劑，對有機紅顏料分散不是很穩定，可能會(hui) 導致分散粒子產(chan) 生絮凝和沉降，對漆膜外觀有較大影響。 快幹汽車漆加入矽油液來改善塗料的流變性，我公司使用的是甲基線型聚矽氧烷矽油液，雖然有很好的消泡、流平和化學穩定性，但是該矽油液有一定的吸濕性，可能影響漆膜表麵的光澤和顯影性。 防沉劑在塗料中引入了疏鬆網絡觸變性結構，能使顏、填料顆粒懸浮而不結塊，防止顏料沉降，改善塗料性能，保持優(you) 良的流平性和流掛性等。但我公司快幹汽車漆中加入的氯化石蠟隨著溫度的變化，有可能造成蠟析出，可能會(hui) 影響到漆膜外觀。 1.5 稀釋劑方麵 現場使用稀料為(wei) 我公司快幹汽車漆專(zhuan) 用稀料主要包括二甲苯和醋酸正丁酯，其中醋酸正丁酯的相對揮發速率為(wei) 1，二甲苯的相對揮發速率為(wei) 0.77。揮發較快導致漆膜流平時間較短，會(hui) 出現幹噴、橘皮的現象並且光澤降低，現場加入少量揮發速度比二甲苯低的DBE和PMA稀釋劑，漆膜表麵效果確實有所提高，所以不同的稀釋劑確實影響漆膜的外觀。 1.6 環境方麵 我公司驗證產(chan) 品一般都是在室內(nei) 、常壓（0.4 MPa）、平麵施工，板麵效果良好。而產(chan) 品施工現場為(wei) 戶外、高壓（0.5 ~ 0.6 MPa）、立麵施工，板麵效果差。雖然施工環境對外觀的影響比較大，但是施工現場的環境是無法改變的，所以隻能調整產(chan) 品適應現場施工工藝。 1.7 主要原因 綜上所述，通過分析驗證，我們(men) 認為(wei) 快幹汽車漆在現場塗裝過程中出現流掛、橘皮、幹噴、光澤低等漆膜弊病的主要因素有：1)使用的樹體(ti) 係不當；2)分散劑、流平劑、防沉劑選擇不當；3)稀釋劑選擇不當；4)麵漆漆膜厚度太低；5)施工人員塗料施工技能欠缺。 2 解決(jue) 方案 原因分析確認後，製定了一係列的對策，見表1。 表1 原因分析及對策 序號 | 要因 | 對策 | 1 | 基料的選擇 | 通過多方驗證，選擇合適的基料 | 2 | 所使用的分散劑的選擇 | 通過多方驗證，選擇合適的分散劑 防沉劑） | 3 | 所使用的流平劑的選擇 | 通過多方驗證，選擇合適的流平劑、 | 4 | 所使用的防沉劑的選擇 | 通過多方驗證，選擇合適的防沉劑、 | 5 | 稀釋劑的選擇 | 對溶劑成分和配比做進一步調整 | 6 | 加大施工人員的培訓 | 漆膜厚度達到規定的標準 |
在提出相應的對策後，我們(men) 對這些對策逐一進行試驗驗證，並得出相關(guan) 結論。 2.1 樹脂基料的選擇 通過分析討論，根據各樹脂體(ti) 係的性價(jia) 比，我們(men) 仍然采用醇酸樹脂作為(wei) 樹脂體(ti) 係，並根據性能要求選取6055改性醇酸樹脂（外購）和636快幹醇酸樹脂（自製）進行驗證試驗。636快幹醇酸樹脂油度適中，搭配季戊四醇使樹脂具有較高的聚合度，使漆膜快幹，漆膜豐(feng) 滿，保光、保色性好。6055樹脂為(wei) 外購聚酯樹脂，幹性較好，漆膜豐(feng) 滿，顯影性好。最後在相同施工參數下對漆膜性能、外觀和施工性進行考察，見表2。 表2 不同樹脂漆膜檢驗結果 項目 | 光澤/% | 表幹時間 /min | 實幹時間 /h | 板麵效果 | 指標 | ≥85 | ≤30 | ≤24 |
| 6055改性醇酸樹脂 | 75~81 | 25 | 14 | 失光嚴(yan) 重，顯影性和豐(feng) 滿度差 | 6055樹脂∶順酐樹脂=3∶1 | 77`83 | 20 | 22 | 失光嚴(yan) 重，顯影性和豐(feng) 滿度差 | 6055樹脂∶順酐樹脂=4∶1 | 77`83 | 20 | 23 | 失光嚴(yan) 重，顯影性和豐(feng) 滿度差 | 6055樹脂∶ XA-81（通用樹脂）=3∶1 | 86`88 | 10 | 22 | 失光嚴(yan) 重，顯影性和豐(feng) 滿度差 | 636快幹醇酸樹脂 | 80`86 | 20 | 17 | 光澤稍低，顯影性和豐(feng) 滿度差 | 636快幹醇酸樹脂∶順酐樹脂=3∶1 | 88`92 | 15 | 16 | 光澤好，顯影性和豐(feng) 滿度較好 | 636快幹醇酸樹脂∶順酐樹脂=4∶1 | 88`91 | 15 | 14 | 光澤好，顯影性和豐(feng) 滿度好，但漆膜脆 | 636快幹醇酸樹脂∶石油樹脂=4∶1 | 90`92 | 20 | 18 | 板麵效果好，光澤高，後期考察，板麵有開裂現象 | 636快幹醇酸樹脂∶582氨基樹脂=5∶1 | 81`85 | 25 | 22 | 光澤稍低，顯影性和豐(feng) 滿度差 | 636快幹醇酸樹脂∶XA-81（通用樹脂）=4∶1 | 88`92 | 18 | 20 | 光澤高，顯影性和豐(feng) 滿度好，價(jia) 格高 |
由表2可得出結論：636快幹醇酸樹脂拚加順酐樹脂製備快幹汽車漆，在幹燥性、光澤、板麵效果上都優(you) 於(yu) 原6055改性醇酸樹脂製備的快幹汽車漆，在性能上可滿足快幹汽車漆的性能指標要求，因此636快幹醇酸樹脂∶順酐樹脂=3∶1確定為(wei) 效果最佳體(ti) 係。 2.2 助劑的選擇 在基料確定之後，為(wei) 了使產(chan) 品穩定、性能優(you) 異，我們(men) 對所需要的助劑及其用量進行分析驗證，見表3 ~ 5。 表3 潤濕分散劑選擇結果 分散劑 | 用量/% | 光澤/% | 淋膜指搽效果 | 噴塗板麵效果 | 923S | 0.2 | 80~86 | 分散不均勻，漆膜浮色 | 35%兌(dui) 稀出現橘皮現象 | 923S | 0.5 | 80~86 | 分散不均勻，漆膜浮色 | 35%兌(dui) 稀出現輕微橘皮現象 | BYK190 | 0.2 | 78~86 | 分散不均勻，漆膜浮色 | 豐(feng) 滿度較差 | BYK190 | 0.5 | 78~86 | 分散不均勻，漆膜浮色， | 豐(feng) 滿度較差 | LW-110 | 0.1~0.2 | 87~88 | 分散均勻，漆膜輕微浮色， | 板麵良好 | LW-110 | 0.3~0.4 | 87~88 | 分散均勻，漆膜顏色一致， | 板麵良好 | 結論 | 使用LW-110 分散劑，加量 0.3%~0.4%，分散效果最好 |
表4 流平劑選擇結果 流平劑 | 用量/% | 板麵效果 | 矽油液 | 0.2 | 有橘皮現象 | 矽油液 | 0.5 | 有橘皮現象 | 837流平劑 | 0.2 | 有輕微橘皮現象 | 837流平劑 | 0.5 | 有輕微橘皮現象 | BYK-306 | 0.2 | 有輕微橘皮現象 | BYK-306 | 0.4 | 板麵良好 | 結論 | 選擇流平劑為(wei) BYK-306，用量0.4%，流平效果最好 |
適用於(yu) 醇酸體(ti) 係可選擇的防沉劑主要包括有機膨潤土、氣相二氧化矽、229蠟，SUPER蠟等。在多次試驗中發現SUPER蠟與(yu) 樹脂的相容性最好，既不會(hui) 影響漆膜的光澤，防流掛性能也最佳，而且對防止塗料中顏料的沉澱也有較好的作用，因此，本試驗中選用SUPER蠟為(wei) 防流掛助劑。 表5 防塵劑選擇結果 防沉劑型號 | 用量/% | 板麵效果 | 229防沉劑 | 1 | 豐(feng) 滿度一般，60~80 μm流掛 | 229防沉劑 | 2 | 豐(feng) 滿度一般，60~80 μm輕微流掛 | 229防沉劑 | 3 | 60~80 μm流掛性好，板麵有輕微橘皮現象 | SUPER蠟 | 1 | 板麵良好，80~100 μm輕微流掛 | SUPER蠟 | 2 | 板麵良好，60~80 μm流掛性好 | 氣相二氧化矽 | 3 | 2遍塗裝，60~80 μm流掛嚴(yan) 重 | 801-A有機噴潤土膏 | 6 | 60~80 μm, 輕微流掛，顯影性差 | 結論 | 選擇防沉劑為(wei) SUPER蠟，用量2%，效果最好 |
2.3 稀釋劑的選擇 通過對溶劑的配製試驗，綜合考慮溶劑的溶解力、揮發速率及幹燥速度、漆膜光澤、外觀等，我們(men) 製定了如下方案，見表6。 表6 稀釋劑劑選擇結果 項目 | 表幹時間/min | 光澤/% | 效果 | 專(zhuan) 用稀料 | 10 | 79~84 | 幹燥太快，有幹噴的現象 | 專(zhuan) 用稀料+1%DBE | 12 | 82~86 | 幹燥稍快，有橘皮 | 專(zhuan) 用稀料+3%~5%DBE | 20 | 85~91 | 板麵良好，40 μm不流掛，光澤91% | 專(zhuan) 用稀料+1%PMA | 12 | 82~86 | 幹燥稍快，有橘皮 | 二甲苯+5%DBE | 20 | 89~91 | 板麵良好，60~80 μm不流掛，光澤91% | 二甲苯 | 18 | 85~90 | 板麵良好，40 μm不流掛，光澤90% | 二甲苯∶丁醇=3∶1 | 20 | 85~91 | 板麵良好，40 μm厚度光澤91% |
結論：分別考察溶劑對快幹汽車漆外觀，光澤、流平性、流掛性的影響，進行綜合性能考評後，對二甲苯+5%DBE比較滿意，稀釋劑兌(dui) 稀噴板外觀效果好，光澤≥88%，表幹時間為(wei) 20 min，附著力1級，60~80μm不流掛，達到了預期指標。 3 結果分析 通過對基料、分散劑、流平劑、防沉劑等助劑、顏料、稀釋劑的選擇，最終確定了快幹汽車漆的配方，並將該配方與(yu) 原配方的各項性能指標做了一係列的驗證對比，得到最優(you) 結果，見表7 ~ 10。 檢驗項目 | 技術指標 | 優(you) 化配方 | 原配方 | 漆膜顏色和外觀 | 平整光滑 | 符合 | 符合 | 細度/μm | ≤20 | 20 | 20 | 黏度（塗-4杯）/s | 60-80 | 80 | 78 | 漆膜外觀 | 平整光滑 | 平整光滑 | 橘皮、光澤低，60μm有流掛現象 | 容器中狀態 | 攪拌後均勻，無硬塊 | 符合 | 符合 | 表幹時間/min | ≤30 | 20 | 10 | 實幹時間/h | ≤24 | 20 | 16 | 光澤/% | ≥85% | 91 | 85 | 附著力/級 | ≤1 | 1 | 1 |
項目 | 原配方 | 優(you) 化配方 | 戶外曝曬 | 6個(ge) 月 | 漆膜有變色、失光現象 | 漆膜無失光、變色現象，保光、保色性好。 | 12個(ge) 月 | 無開裂 | 無開裂 | 冷熱循環 | 20個(ge) 周期開裂 | 20個(ge) 周期無開裂 |
表9 大生產(chan) 產(chan) 品戶外施工結果 項目 | 檢測結果 | 漆膜外觀 | 平整光滑，無橘皮現象、顯影性好 | 表幹時間/min | 20 | 光澤/% | 88~91 | 流掛性 | 80~100 μm無流掛現象 |
優(you) 化項目 | 最優(you) 搭配 | 樹脂體(ti) 係 | 636樹脂：順酐樹脂液=3:1 | 分散劑體(ti) 係 | 0.3%~0.4%的LW-110分散體(ti) 係 | 流平劑體(ti) 係 | 0.3%~0.4%的BYK306流平體(ti) 係 | 防沉體(ti) 係 | 2%的SUPER蠟 | 稀料體(ti) 係 | 二甲苯+DBE |
4 結語 快幹汽車漆從(cong) 2017進行了體(ti) 係切換，截止到2019年3月累計生產(chan) 產(chan) 品幾百t，總產(chan) 值近千萬(wan) 元，該產(chan) 品用PQ-2型噴槍0.5 ~ 0.6 MPa壓力下進行戶外塗裝施工，厚度60 ~ 80 μm沒有流掛、幹噴、橘皮等現象，並且光澤在88% ` 91%，客戶使用穩定，無不良反應，改進後的產(chan) 品經市場驗證，能夠滿足需求。
（詳見《現代塗料與(yu) 塗裝》2019-7期）
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