摩托車(chē)用PU罩光清漆

周榮華 （深圳市天健涂料科技研發(fā)有限機(jī)構(gòu)，518122）

摘要：選擇合適的羥基丙烯酸樹(shù)脂為主體，協(xié)同助劑和固化劑設(shè)計(jì)出擁有良好飽滿度、硬度、優(yōu)異流平性等的摩托車(chē)用PU罩光清漆配方。

關(guān)鍵詞 PU罩光清漆；摩托車(chē)漆；涂覆

中圖歸類(lèi)號(hào)：TQ 631.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文案編號(hào)：1006-2556(2006)04-0028-03

各樣區(qū)別塑料（ABS、PC和PA等）海量應(yīng)用于摩托車(chē)和汽車(chē)部件，家電制品亦海量運(yùn)用了塑料制品。然而絕大都數(shù)的塑料硬度較低，易磨損和擦傷，耐污性較差，易產(chǎn)生靜電吸塵，為了充分發(fā)揮塑料的功能，有必要對(duì)塑料表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐垦b [2] 。在通常塑料件噴涂上一層底色漆，產(chǎn)生華麗的質(zhì)感，但常常達(dá)不到理想的硬度和飽滿度，耐溶劑和耐磨性能亦不睬想。涂覆一層罩光清漆，可顯著地改善涂膜性能。本文經(jīng)過(guò)對(duì)區(qū)別的樹(shù)脂、助劑、固化劑的優(yōu)化選取，針對(duì)摩托車(chē)上的塑料部件，設(shè)計(jì)了優(yōu)良的摩托車(chē)用PU罩光清漆配方。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1．原料的選取

（1）樹(shù)脂：丙烯酸樹(shù)脂擁有耐紫外光、耐堿、不會(huì)氧化或脆化等優(yōu)點(diǎn)。用于PU罩光清漆的丙烯酸樹(shù)脂通常為室溫固化型（AC），即在聚合物中引入與熱固型樹(shù)脂類(lèi)似的官能團(tuán)如羥基與異氰酸樹(shù)脂混合得到雙組分室溫固化型聚氨酯體系，一般能夠暗示為多元醇/異氰酸酯涂料。選的樹(shù)脂類(lèi)別列于表1。

表1 樹(shù)脂類(lèi)別

（2）流平劑：涂料在干燥的過(guò)程中，隨著溶劑的蒸發(fā)，涂膜表層的表面張力提高、粘度增多、溫度下降，導(dǎo)致表層與底層間表面張力、粘度與溫度的差異使涂料從底層經(jīng)表層移動(dòng)，而表層涂料則因重力功效下沉，形成對(duì)流，這種對(duì)流在涂膜表面形成不規(guī)則形狀的紋路，叫作之為貝納德渦流（Benard Cells）[6]，當(dāng)涂膜干燥后，這些紋路仍沒(méi)法消除，即形成通常常說(shuō)的橘皮現(xiàn)象。

采用的流平劑本身表面張力較低，且與涂料樹(shù)脂的混溶性有限，能夠在短期內(nèi)遷移到涂層表面形成單分子層，保證涂層表層的表面張力均勻化，減少貝納德漩渦效應(yīng)，加強(qiáng)涂料流平性。表2為流平劑種類(lèi)。

表2 流平劑種類(lèi)

（3）消泡劑：消泡劑在雙組分聚氨酯涂料中，重點(diǎn)消除反應(yīng)生成的氣泡、改善流動(dòng)性、增多涂膜的光澤與流平性，并且消除涂膜的魚(yú)眼、針孔、火山口等缺陷。本實(shí)驗(yàn)中采用的是Deuchem機(jī)構(gòu)的5500聚氨酯專(zhuān)用消泡劑。

（4）催干劑：催干劑在配方中重點(diǎn)是加速反應(yīng)有效地縮短涂料成膜的固化時(shí)間，在本實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)了三種催干劑見(jiàn)表3。

表3 三種催干劑

1．2．固化要求

含羥基的丙烯酸樹(shù)脂與異氰酸酯交聯(lián)，由―OH與―N=C=O之間出現(xiàn)交聯(lián)反應(yīng)，形成丙烯酸聚氨酯，此反應(yīng)可在常溫下進(jìn)行[1]。固化劑種類(lèi)如表4所示。

表4 固化劑種類(lèi)

1．3 測(cè)試辦法

（1）粘度：涂料在25℃保溫，用涂－4杯測(cè)繪。

（2）飽滿度及樹(shù)脂狀態(tài)：目測(cè)。

（3）硬度：將配好的涂料噴涂在經(jīng)打磨過(guò)的鐵板上，低溫烘烤至其完全固化后,用標(biāo)準(zhǔn)鉛筆測(cè)試硬度。

（4）附著力：將配好的涂料噴涂在ABS板上，低溫烘烤至其完全固化后,用刀片劃格測(cè)試附著力。

（5）耐沖擊性：將配好的涂料噴涂在經(jīng)打磨過(guò)的鐵板上，低溫烘烤至其完全固化后,用落球式涂膜沖擊實(shí)驗(yàn)器測(cè)試漆膜的耐沖擊性能。

2．結(jié)果與討論

2．1．區(qū)別羥基丙烯酸樹(shù)脂對(duì)涂膜性能的影響

實(shí)驗(yàn)配方如表5所示。

表5 實(shí)驗(yàn)配方

經(jīng)過(guò)表（5）的實(shí)驗(yàn)配方比較區(qū)別的丙烯酸樹(shù)脂所做PU罩光清漆的飽滿度、硬度及附著力、流平性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 區(qū)別羥基丙烯酸樹(shù)脂對(duì)涂膜性能的影響

注：表中A表率優(yōu)，B表率良，C表率通常。

從表6結(jié)果顯示：BS-9570C、 BS-9570 、U7003C、BS-8170 和U7003h都擁有很好的飽滿度。BS-8170 、BS-9570、 U7003C、U7003h擁有良好的流平性，達(dá)到了羥基丙烯酸樹(shù)脂飽滿、鮮映、施工性好的需求，而2009、BS-8270的飽滿度、流平性較差。另一，所有的樹(shù)脂在硬度、附著力和耐沖擊性能方面區(qū)別不大。雖然以上樹(shù)脂都是低粘高固型樹(shù)脂，但詳細(xì)固含量和粘度都稍有差別。

2．2．助劑的影響

（1）流平劑：可有效降低涂料表面及組分之間的張力，使涂料混溶性好，增多流動(dòng)性，便于施工，使涂膜表面光滑、平整、無(wú)針孔、縮孔、刷痕和橘皮等表面缺陷。流平劑應(yīng)與混合溶劑相協(xié)同。實(shí)驗(yàn)中對(duì)比BYK-331、BYKetol-Special、TSP、466、CFC-54、CFC-46運(yùn)用狀況顯示，BYK-331與BYKetol-Special搭配運(yùn)用能夠達(dá)到不錯(cuò)的運(yùn)用效果。

（2）消泡劑：涂料中所添加的大都數(shù)助劑都屬于表面活性劑，能改變涂料的表面張力，使涂料本身存在著容易起泡或使泡泡穩(wěn)定的功效。生產(chǎn)過(guò)程施工過(guò)程亦可能引起泡泡的產(chǎn)生，操作困難，影響質(zhì)量，因此呢消泡劑是涂料配方中不可缺少的助劑品種[5]。

5500消泡劑適用于雙組分聚氨酯涂料，因反應(yīng)生成的氣泡的消泡效果極為明顯，且擁有改善流動(dòng)的性能，增進(jìn)涂膜的平坦與光澤性，可消除涂膜的魚(yú)眼、針孔、火山口等缺陷。

（3）催干劑：催干劑的功效是加速涂膜的氧化、聚合、干燥達(dá)到快干的目的。實(shí)驗(yàn)中采用的T-12、TIN-18、T-18A均為有機(jī)錫類(lèi)聚氨酯固化促進(jìn)劑。實(shí)驗(yàn)配方如表7。

表7 催干劑在罩光清漆中的配比

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試1?！?＃樣品的膠化時(shí)間及噴板后漆膜的表干、實(shí)干時(shí)間得出：T-12、T-18A相近，且都顯著快于TIN-18。當(dāng)濃度1%的催干劑在清漆配方中含量占到2.5％時(shí)，其催干效果顯著好于1.5％時(shí)的狀況。

2．3．溶劑的影響

溶劑不僅用作成膜聚合物的介質(zhì)，溶解聚合物，調(diào)節(jié)粘度及流變性以適應(yīng)涂裝，況且對(duì)成膜質(zhì)量，如涂膜性能和外觀，都有重要的影響，溶劑的選取重點(diǎn)取決于溶劑的溶解能力、沸點(diǎn)、揮發(fā)性、粘度、表面張力、閃點(diǎn)、毒性和價(jià)格。溶劑對(duì)粘度的影響重點(diǎn)與溶劑的濃度、溶劑與丙烯酸樹(shù)脂之間的相互功效和溶劑自己的粘度相關(guān)。

2．4．固化劑的影響

固化劑擁有極佳的耐候性、保光性、耐化學(xué)品性和優(yōu)良的機(jī)械性能，與多元醇丙烯酸樹(shù)脂協(xié)同配制雙組分聚氨酯涂料[4]。實(shí)驗(yàn)中對(duì)比HTC-1990BA、HTC-75BA、 N3390 和N75在PU罩光漆中的應(yīng)用，發(fā)掘HTC-1990BA與 N3390其外觀、粘度和膠化時(shí)間區(qū)別不大，兩者分別與多元醇丙烯酸樹(shù)脂清漆搭配制板，各項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)一致。

HTC-1990BA與 N3390能夠互相替代。HTC-75BA和N75兩者亦有很相近的運(yùn)用效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦顯示因固含量的區(qū)別，用HDI三聚體型做為固化劑，漆膜飽滿度稍好于HDI縮二脲和HDI聚異氰酸酯型。

3．結(jié)論

采用合適的高性能的羥基丙烯酸樹(shù)脂為主體，配以優(yōu)良的流平劑、催干劑和消泡劑制備出擁有良好的飽滿度、優(yōu)異流平性的摩托車(chē)PU罩光清漆。該清漆與固化劑配套性能良好，涂層擁有優(yōu)良的綜合性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳順涼等．耐黃變型UV塑料面漆．涂料工業(yè)，2004

[2] 胡志濱、譚亮．我國(guó)涂料助劑發(fā)展狀況．深圳海川化工科技有限機(jī)構(gòu)2005

[3]馬慶麟．涂料工業(yè)手冊(cè)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社

[4] 郭淑靜，等．國(guó)內(nèi)外涂料助劑品種手冊(cè)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社

[5] 錢(qián)逢麟．涂料助劑．北京：化學(xué)工業(yè)出版社