劉 平，鄧長(zhǎng)福，高 鵬，孟昭輝

(天津科瑞達(dá)涂料化工有限公司 天津300456)

淋涂用涂料的制備

劉 平，鄧長(zhǎng)福，高 鵬，孟昭輝

(天津科瑞達(dá)涂料化工有限公司 天津300456)

針對(duì)淋涂工藝中易造成上薄下厚的涂膜，以及涂料曲泵輔助循環(huán)、流動(dòng)及撞擊均會(huì)產(chǎn)生大量氣泡的問(wèn)題，對(duì)淋涂涂料中的流平劑、消泡劑、流變助劑進(jìn)行篩選并合理搭配，制得滿足淋涂要求的涂料。涂料在用戶使用過(guò)程中反饋效果良好，氣泡少且表面平整。

淋涂 消泡劑 流變助劑 流平劑

0 引 言

淋涂法，也稱為流涂或澆涂，是使涂料噴淋或流淌過(guò)工件表面的涂裝方式。施工時(shí)涂料經(jīng)過(guò)噴嘴即淋刀，從上方淋下，形成一定寬度的水簾狀涂幕，被涂物從下方經(jīng)過(guò)，被涂面、涂幕平鋪式覆蓋，完成涂裝過(guò)程。該方法非常適用于大型物件、長(zhǎng)管件和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物件涂覆。在淋涂法中，涂料從上而下流動(dòng)覆蓋被涂物表面，易形成上薄下厚的涂膜；并且涂料需由泵輔助循環(huán)，流動(dòng)及撞擊均會(huì)產(chǎn)生大量氣泡。

本研究主要針對(duì)此種涂裝工藝，對(duì)消泡劑、流變助劑進(jìn)行篩選及優(yōu)化，使配方適用于淋涂工藝。消泡劑的使用考慮從研磨開(kāi)始就防止氣泡產(chǎn)生，制漆過(guò)程中攪動(dòng)產(chǎn)生的氣泡快速消除，淋涂時(shí)氣泡在表面干燥之前浮到漆膜表面破裂，形成均一平整的漆膜。流變助劑的使用考慮流平與流掛平衡，即達(dá)到可一次成膜40～50,μm，上下膜厚差控制在 5,μm 以內(nèi)，形成平整的漆膜。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原材料

羥基丙烯酸樹(shù)脂、顏料、填料、分散劑、消泡劑、流變助劑、流平劑、異氰酸酯等。

1.2 原材料試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

砂磨機(jī)、振蕩機(jī)、高速分散機(jī)等。

1.3 參考配方(見(jiàn)表1)

表1 灰丙烯酸聚氨酯面漆的參考配方Tab1.Reference formula of gray acrylic polyurethane coating

1.4 制備工藝

按配方先將丙烯酸樹(shù)脂、分散劑加入容器中混合均勻，再加入顏填料、氣相二氧化硅(流變助劑)、前添加消泡劑和溶劑混合均勻，裝入一個(gè)密封的容器，放入振蕩機(jī)中分散。分散至合格后，再加入剩余原料攪拌均勻，最后使用高速攪拌加入聚酰胺蠟調(diào)整粘度及流掛。

1.5 檢測(cè)結(jié)果

按照用戶技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 灰丙烯酸聚氨酯面漆的檢測(cè)結(jié)果Tab2. Test results of gray acrylic polyurethane coating

2 分析與討論

2.1 消泡

在涂料的研磨階段和高速分散階段都可以將氣泡引入涂料中。而在涂料的施工過(guò)程，尤其是本文討論的淋涂施工過(guò)程，由于泵的輔助循環(huán)，連續(xù)在涂料中卷入空氣，形成氣泡。所以在配方設(shè)計(jì)中如果不能很好地防止氣泡產(chǎn)生和迅速消除氣泡，就會(huì)給漆膜留下氣泡，造成表面缺陷，既有損外觀，又影響漆膜的防腐性和耐候性。

消泡劑通過(guò)滲透到氣泡的薄層，造成氣泡表面張力不平衡而破泡。按照其作用形式，可分為破泡劑、抑泡劑、脫泡劑 3種類(lèi)型。選擇消泡劑的原則是與配方體系有一定的不相容性，既達(dá)到很好的消泡能力，又不會(huì)使漆膜形成缺陷。

2.1.1 制漆過(guò)程中的消泡

顏填料的研磨分散過(guò)程使用顏料潤(rùn)濕分散劑，不僅能提高生產(chǎn)效率、降低制造成本，還會(huì)提高涂料貯存的穩(wěn)定性，改善涂膜狀態(tài)。分散劑同時(shí)也是降低體系表面張力的物質(zhì)，有助于泡沫的產(chǎn)生及穩(wěn)定。所以在研磨過(guò)程加入抑泡作用能力強(qiáng)的消泡劑，它與液體起泡物質(zhì)一同吸附于氣泡上，降低其表面張力，泡膜變薄，導(dǎo)致破損，預(yù)防起泡現(xiàn)象。

高速分散聚酰胺蠟時(shí)，由于快速攪拌將大量氣泡帶入，所以選擇脫泡能力強(qiáng)的消泡劑，其在涂料液體中吸附于氣泡，聚集泡中的空氣，氣泡相互吸附后，在吸附界面破損而形成一個(gè)大氣泡，因浮力增大加快了上升速度，促進(jìn)脫泡，從而消除氣泡。

使用振蕩機(jī)研磨分散至細(xì)度合格，打開(kāi)密封蓋觀察氣泡產(chǎn)生的多少及氣泡大小。篩選出氣泡少而大的配方。在此配方中將不同型號(hào)的流平劑、后添加消泡劑(與前添加配合使用)、后添加流變助劑加入，用分散盤(pán)在 1,200,r/min下高速分散 30,min取出，立即觀察罐內(nèi)漆漿氣泡產(chǎn)生的多少及氣泡是否破裂，24,h后再觀察泡沫的多少，判定流平劑的穩(wěn)泡性及消泡劑的抑泡破泡性。

2.1.2 施工過(guò)程中的消泡

將主劑與硬化劑按配比混合均勻，用稀釋劑調(diào)整至工作液粘度，在混合過(guò)程中盡量多地帶入空氣形成氣泡，將混合物淋涂在玻璃板上按用戶要求干燥。觀察濕膜時(shí)消泡劑的破泡速度以及干燥后漆膜的表面狀態(tài)，是否有起泡、爆孔、針孔等漆病，判定消泡劑的抑泡破泡性和消泡劑的強(qiáng)弱(即其與體系的相容性)。有起泡現(xiàn)象，說(shuō)明氣泡上升到漆膜表面而能量達(dá)不到使之破裂，此種消泡劑破泡能力差；而爆孔、針孔的形成是當(dāng)氣泡上升到漆膜表面時(shí)，表層粘度已經(jīng)足夠高，氣泡可破裂但漆膜已不能流平，所以要提高消泡劑的破泡速度或者增加慢干真溶劑，將表層粘度保持足夠低，使氣泡在表層粘度不太高時(shí)脫出，并且有漆膜流平的時(shí)間。

2.2 流變性

流變助劑的作用是在低剪切的情況下賦予涂料較高的粘度，防止顏填料的沉降，從而使涂料保持良好的狀態(tài)。而在施工時(shí)，在適當(dāng)?shù)募羟辛ο峦苛险扯冉档?，易于流?dòng)，容易施工；當(dāng)剪切力撤掉后隨時(shí)間的延長(zhǎng)而粘度增加，使涂料有充分的時(shí)間流動(dòng)和流平，又能使粘度增長(zhǎng)足以使涂料不會(huì)流掛。

2.3 模擬現(xiàn)場(chǎng)施工

模仿實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)，涂料經(jīng)過(guò)噴嘴，從上方淋下到被涂面，多余涂料返回收容器中，由泵輔助循環(huán)使用。這是與現(xiàn)場(chǎng)更接近的情形，空氣更容易被帶入漆中形成氣泡；漆漿從低剪切情況下變成高剪切力，涂料粘度降低。觀察濕、干漆膜的氣泡多少、漆膜外觀，判定流平劑的穩(wěn)泡性及消泡劑的抑泡、破泡性。測(cè)上下漆膜厚度差，判定流變助劑的作用。

3 結(jié) 論

在配方中選擇了不穩(wěn)泡且有破泡功能的硅類(lèi)流平劑BYK-320和丙烯酸類(lèi)流平劑BYK-354搭配。而消泡劑在研磨過(guò)程中選擇了帝司巴隆1933及后添加的P420。使用這種搭配后，在制漆過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡少，在施工中產(chǎn)生的氣泡淋涂到物件后迅速?gòu)钠崮っ摮銮移崮た煽焖倭髌剑稍锖笃崮o(wú)起泡、爆孔、針孔等漆病。

聚酰胺蠟在涂料系統(tǒng)中可形成強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的觸變性能，以及優(yōu)異的防流掛能力、防沉降能力。但本體系的粘度影響大，在達(dá)到同樣防流掛性能時(shí)，全部使用聚酰胺蠟，濕膜表面粘度上升快雖可以滿足最終的漆膜厚度，但氣泡脫出形成孔隙后無(wú)法流平，影響了最終漆膜外觀。所以在研磨過(guò)程中加入了低吸濕性、分散性好、有流變調(diào)節(jié)能力而對(duì)體系粘度影響很小的氣相白碳黑 R972。兩者配合使用，使淋涂漆膜厚度達(dá)到了 40～50,μm，且上下漆膜厚度差控制在5,μm。漆膜外觀平整，無(wú)漆病。

4 結(jié) 語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)市場(chǎng)的需求，調(diào)整了消泡劑、流平劑、流平助劑的種類(lèi)及用量，得到用戶的認(rèn)可。

［1］ 林宣益. 涂料助劑(2版)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［2］ Zeno W. 威克斯. 有機(jī)涂料科學(xué)和技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

Preparation of Coatings for the Curtain Coating Process

LIU Ping，DENG Changfu，GAO Peng，MENG Zhaohui
(Tianjin Colouroad Coating & Chemicals Co.，LTD.，Tianjin 300457，China)

The selection and rational combination of flowing agents，defoamers and rheological additives in the process of curtain coating were discussed. The acquired coating could satisfy the requirements of showering.

curtain coating；defoaming agent；rheological additives；flowing agent

TQ639.2

A

1006-8945(2014)06-0009-03

2014-05-09