汽车修补用水性聚氨酯底色漆制备研究
VOC是继汽车尾气排放及烟雾之后的第三大空气污染源,是PM2.5的主要来源。传统汽车修补漆中,底色漆是汽车涂料工业VOC排放的主要来源之一,底色漆的水性化可以大大降低VOC的排放[1]。
水性汽车底色漆初期是以水性丙烯酸乳液为主要成膜物质,具有成本低、干燥快等优点,但由于水性丙烯酸乳液自身的原因,所制备的色漆侧面带蓝光或白光,不宜调色,无法满足修补漆快速调色的要求。同时水性丙烯酸乳液含大量亲水基团,耐水性差。相比之下,水性聚氨酯底色漆干湿涂膜颜色差异小,不同喷涂技术对颜色效果影响小,遮盖力强,涂装效率高。本文研究如何制备不同颜色、热贮存稳定性好、干湿涂膜颜色差异小、施工性能好的水性聚氨酯汽车修补底色漆。
1 试验部分
1.1 试验原料
水性聚氨酯分散体:德国拜耳公司;水性润湿剂、水性消泡剂:德国BYK公司;乙二醇丁醚、氨水、三乙胺(TEA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、各种颜料:市售;去离子水:自制。
1.2 色浆研磨及色漆制备工艺
中等转速下,分别加入去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂,分散均匀,提高转速,加入颜料,高速分散30 ~ 40 min至均匀状态,然后用砂磨机研磨至细度合格。色浆研磨合格后,加入水性色漆基料稀释至合适粉含,并添加适量去离子水调节黏度,补加剩余部分润湿剂、消泡剂,加入助溶剂及水性CAB溶液,最后添加适量pH调节剂,充分分散20 ~ 30 min,制得水性聚氨酯汽车修补实色漆。图1为色漆制备工艺流程图。
1.3 不同颜料水性色浆制备基础配方
无机颜料吸油值较低,比表面积较小,分散较容易,可进行高粉含色浆研磨。有机颜料比表面积较大,吸油值高,不易分散,研磨色浆粉含较低[2-3]。表1为代表性颜料研磨色浆配方。
1.4 修补用水性色漆施工工艺
在所制色漆中加入40% ~ 50%自制稀料,调整施工黏度至20 ~ 30 s(涂-4杯),调节喷枪气压为0.18 MPa左右,喷涂距离为10 ~ 20 cm,喷涂2 ~ 3道,每道闪干约5 min,然后“湿碰湿”罩溶剂型2K PU清漆。
2 结果与讨论
2.1 颜料类型与色浆研磨关系
由表1可以看出,研磨不同颜料时粉含差异较大,分散剂添加量相差也较大。研磨粉含及分散剂用量与颜料类型密切相关。表1中二氧化钛、环保柠檬黄为无机颜料,彩度偏低,遮盖力较差,但容易分散,故研磨色浆粉含较高,其中二氧化钛为60%,环保柠檬黄为55%,分散剂添加量一般占颜料含量的0.01 ~ 0.11。透明氧化铁黄是无机颜料,同时又是纳米颜料,比表面积远高于二氧化钛,故研磨色浆粉含较低(30%),分散剂/颜料质量比为0.3 ~ 0.8。有机黄、酞菁颜料、鲜栗红、炭黑等有机颜料比表面积大,不易分散,故研磨色浆粉含较低(25%左右),分散剂添加量远高于二氧化钛等无机颜料用分散剂量,分散剂/颜料质量比一般为0.3 ~ 0.8,其中炭黑分....
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