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轨道交通用丙烯酸聚氨酯半光面漆的研究

来源:未知 作者:admin 时间:2019-08-01 点击:
导读:通过添加不同量的消光粉或滑石粉制备出不同配方的丙烯酸聚氨酯半光面漆,并研究其光泽稳定性; 采用不同配比的高、低羟值丙烯酸树脂拼用制备了丙烯酸聚氨酯半光漆,并研究其光泽稳定性; 研究了流平剂对丙烯酸聚氨酯半光漆漆膜光泽的影响。
轨道交通用丙烯酸聚氨酯半光面漆的研究
李儒剑,徐祥麟,刘寿兵,杨阳( 湘江涂料科技股份有限公司,长沙410200)

轨道交通车辆用涂料体系产品主要有环氧底漆、丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳聚氨酯面漆等,这些产品的组合使用能够给轨道车辆提供良好的防腐蚀、耐候、防风沙等性能。轨道交通产业的快速发展不但对防腐技术提出了更高的要求,而且涂装个性化需求也逐渐增多,其中丙烯酸聚氨酯半光面漆、氟碳聚氨酯半光面漆是其中的难点且用量非常大。由于聚氨酯半光漆对光泽的特殊要求,干膜60°光泽主要在30~70 之间,且往往要求控制在10~20 单位值范围以内,研发难度较大,市场上大多数厂家的丙烯酸聚氨酯半光面漆的光泽均不太稳定。此类产品主要应用在动车、高铁列车、城轨列车、地铁列车电气柜及车内其他部件中,主要起装饰和防护作用。丙烯酸聚氨酯半光面漆一直是涂料中较难开发的一种产品,采用消光粉消光的丙烯酸聚氨酯面漆其光泽很不稳定; 采用填料消光的溶剂型丙烯酸聚氨酯涂料由于PVC 值太高而使得漆膜变脆,导致力学性能下降、耐候性能变差等多种严重后果。本文研究了高、低羟值树脂拼用、消光粉消光、填料消光3 种方案所研发的丙烯酸聚氨酯半光面漆的性能,考察了高、低羟值树脂比例、滑石粉用量、消光粉用量、流平剂等对丙烯酸聚氨酯面漆光泽、力学性能及耐候性能的影响。

1 实验部分
1. 1 实验原材料及设备
羟基丙烯酸树脂Ⅰ( 固含为60%,固体分羟值为100 mgKOH/g) 、羟基丙烯酸树脂Ⅱ( 固含50%,固体分羟值为66 mgKOH/g) : 长兴化学; N75 脂肪族聚异氰酸酯固化剂: 科思创; 分散剂、流平剂、消泡剂: 毕克化学;防沉剂、有机锡催化剂: 海明斯特殊化学; 气相二氧化硅: 德固赛; 金红石型钛白粉: 杜邦公司; 混合溶剂: 自配; 1250 目滑石粉: 市售; 紫外光吸收剂、光稳定剂: 巴斯夫汽巴精化; 消光粉: 德国德固赛Acmatt OK500。SWFS-400 实验室用高速分散机、SWS 实验室用卧式砂磨机: 上海索维; QUV 紫外加速老化试验机:美国Q-Lab 公司; BGD 512 单角度光泽仪、BGD 503漆膜划格板、BGD 302 型漆膜冲击器、DHG-9070A 精密烘箱: 广州标格达实验室仪器用品有限公司; W-71-3G 手动喷枪: 日本岩田。
1. 2 涂料的制备及涂膜光泽测试方法
实验配方及制备工艺分别见表1 和图1。
油漆的制备工艺流程图
漆膜60°角光泽的测试方法如下: 将油漆调整至合适黏度( 23 ℃,涂-4#杯测得黏度20 s) ,喷涂在干净的玻璃板上,漆膜三道厚度控制在50 ~ 60μm,待室温自干48 h后采用BGD 512 单角度光泽仪测试其60°光泽。

2 结果与讨论
2. 1 消光粉含量对漆膜光泽的影响
为了使漆膜获得较好的耐候性、流平性、交联密度、耐丁酮擦拭及耐沾污性能,选用高羟基含量的树脂为成膜物质研究消光粉对其消光性能。消光粉为表面改性的二氧化硅类吸油量较大的填料,添加到漆料中,高速分散至20 μm 以下,能很好地降低丙烯酸聚氨酯面漆的光泽,比填料消光快得多。根据表1 中配方a 制备消光粉含量3%~ 5%的漆料,分别与N75固化剂按n( —NCO) ∶ n( —OH) = 1. 1 ∶1配漆,采用混合溶剂将漆的黏度调整至20 s( 涂4#杯) 的施工黏度,喷涂干膜60 μm 厚的漆膜,考察消光粉含量、施工温度及施工黏度对光泽稳定性的影响。每种消光粉用量的油漆喷涂3 个样板,共9 个样。干燥条件为: 23 ℃晾干1 h, 80 ℃烘烤1 h。结果见表2~4。
消光粉含量对漆膜光泽的影响
从表2 ~ 4 可以看出,消光粉含量对漆膜光泽的影响不稳定,没有规律可循,添加消光粉可以降低涂膜的光泽,但施工时光泽波动较大,同一配方的产品或同一片区域施工漆膜光泽无法控制在± 5 内。同时,调整不同的施工温度或施工黏度,丙烯酸聚氨酯半光漆涂膜光泽仍然不太稳定。因此得出,消光粉对丙烯酸聚氨酯面漆有消光效果,但不太稳定,不能满足轨道交通半光漆的要求。
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