汕頭市機床波紋漆的研究

0 引言

波紋漆是一種美術(shù)涂料。zui初的波紋漆是采用硝化棉為原料制備的溶劑型涂料。近年來，隨著涂料的發(fā)展，已經(jīng)有波紋漆的報［1-3］。在我們之前的工作中［4-5］，采用雙組分環(huán)氧乳液為底漆，含氟丙烯酸乳液、硅丙乳液或丙烯酸乳液為面漆制備了波紋漆。但環(huán)氧乳液和固化劑配制的雙組分環(huán)氧乳液底漆，乳液和固化劑要按比例混合使用，而且添加固化劑后的底漆必須在5~8 h 內(nèi)用完，使施工時間受到限制。在本實驗中，我們對環(huán)氧底漆進行了替代，制備了一種由彈性乳液為底漆，丙烯酸乳液為面漆的波紋漆。對影響裂紋圖案的因素進行了研究，并將彈性乳液制備的裂紋圖案與環(huán)氧乳液底漆和硝基漆制備的裂紋圖案進行了對比。對涂料的綜合性能，如附著力、耐水性、耐擦洗性等進行了檢測，檢測結(jié)果表明，該波紋涂料能夠滿足實際應(yīng)用的要求。

1 波紋漆實驗部分

1.1 原材料

鈦粉：R900，美國杜邦（DuPont）公司；水性漿：昆山市世名科技開發(fā)有限公司；潤濕/ 分散劑：P-01、消泡劑：SP-01、增稠劑：TT-936，山東聊城市魯工涂料助劑有限公司；丙二醇：分析純，天津福晨化學(xué)試劑廠；多功能助劑：AMP-95，陶氏化學(xué)；環(huán)氧乳液：EP-20、環(huán)氧乳液固化劑：AB-HGA，浙江安邦新材料有限公司；去離子水：聊城大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院。

1.2 儀器與設(shè)備

實驗室多功能分散機：KSL-4002L、刮板細(xì)度計：0~150 μm、線棒涂布器：QXD，天津精科材料試驗機廠；涂膜制備器（分別為50 μm、100 μm、150 μm、200 μm）：SZQ、耐洗刷性測定儀：QFS，天津永利達(dá)材料試驗機有限公司；數(shù)碼相機：S5，佳能有限公司；電子天平：EBL200，日本島津（Shimadzu）；托盤天平：ZYT2-500，北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司。

1.3 波紋漆的制備

波漆分為底漆和面漆兩部分，其中底漆采用彈性乳液制備，必要時添加少量漿或增稠劑；按表1 配方將漿和丙烯酸乳液、多功能助劑、增稠劑以400 r/min 轉(zhuǎn)速，在分散機中混合均勻，即制得波紋面漆。白波紋漆采用自制的白漿，其制備過程如下：將水、助溶劑于300 r/min 轉(zhuǎn)速下，在分散機中預(yù)混合，然后加入分散劑和消泡劑，并持續(xù)攪拌約15 min。然后，在300 r/min 轉(zhuǎn)速下緩緩加入鈦粉，攪拌速度提高到1 500 r/min，再分散30 min 左右。當(dāng)用刮板細(xì)度計檢驗分散體混合物的細(xì)度<60 μm 時，即制得白漿。

表1 波紋面漆的配方

1.4 波紋漆的涂裝方法

波紋底漆采用刷涂或濕膜制備器涂裝。涂膜厚度由濕膜制備器與底材間的縫隙控制。涂料涂裝后，得到厚度的平整濕膜，然后在室溫或烘烤下干燥成膜。根據(jù)所需的膜厚，選擇不同型號的濕膜制備器進行涂裝，涂裝完畢后，底漆烘干至表干。之后，將面漆涂裝到底漆上，并于室溫下進行干燥。在面漆干燥過程中，就會形成波紋圖案。

2 結(jié)果與討論

2.1 波紋底漆和環(huán)氧底漆的波紋圖案比較

波紋是面漆干燥過程中產(chǎn)生收縮形成的。波紋產(chǎn)生的影響因素包括收縮所產(chǎn)生拉應(yīng)力的大小、面漆的拉伸強度和底漆的柔韌性。由于乳液成膜后的柔韌性和環(huán)氧乳液成膜后的不同，使得兩者形成的波紋圖案有一定差異。乳液成膜后可一直保持良好的柔韌性，而環(huán)氧乳液涂膜的柔韌性僅能保持8 h 左右。這就使得乳液制備的底漆施工時間長，基本不受限制，而采用環(huán)氧乳液制備的底漆在成膜后8 h 內(nèi)可以形成合適的波紋圖案，8 h 后就很難形成合適的波紋。實驗中對相同的玻璃底板涂裝環(huán)氧乳液底漆和彈性底漆，在底漆成膜后6 h、12 h、24 h、36 h、48 h5 個時間段同時涂裝丙烯酸面漆。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在波紋底漆上各時間段均可以形成很好的波紋圖案，而且波紋圖案的紋理大小基本不隨時間變化（圖1a）。而在環(huán)氧乳液底漆上，隨著時間的推移，波紋圖案的紋理逐漸變得密集，在48 h 后有時不形成波紋，有時形成紋理特別密集的微小裂紋（圖1b、c）。這是由于彈性底漆能在很長的時間內(nèi)保持柔韌性，而環(huán)氧乳液底漆只能在較短的時間內(nèi)保持柔韌性，在成膜48 h后柔韌性基本喪失。柔韌性好的底漆有利于開裂，而柔韌性差的底漆不利于開裂。由圖1 可見：彈性底漆在各時間段形成的波紋圖案基本不變；環(huán)氧底漆在晚期形成的波紋圖案很密集，不如早期形成的波紋圖案清晰。

a—底漆各時間段的波紋圖案；b—環(huán)氧底漆成膜6 h 后的波紋圖案；c—環(huán)氧底漆成膜48 h 后的波紋圖案

圖1 彈性底漆和環(huán)氧底漆的裂紋圖案比較

2.2 彈性底漆和硝基波紋漆的波紋圖案比較

底漆和硝基波紋漆的波紋圖案比較見圖2。

a—底漆的波紋圖案；b—硝基波紋漆的波紋圖案

圖2 底漆和硝基波紋漆的波紋圖案比較

由圖2 可見：底漆形成的波紋邊緣整齊，紋理平直，基本上每條波紋都與其它波紋相交。而硝基波紋漆的紋理曲折，一部分波紋還沒有與其它波紋相交就停止了生長，沒有充分延伸。

2.3 環(huán)境溫度與通風(fēng)對波紋漆形成的影響

實驗中對涂膜在10℃、15℃、25℃和35℃進行干燥的情況進行了研究。在室溫為10℃時，涂料涂裝后能形成很好的波紋圖案。而在35℃的環(huán)境溫度中涂料涂裝后基本不開裂，只有在采用電風(fēng)扇適量通風(fēng)后才可以形成較理想的波紋圖案。這是由于在較低的溫度下，形成的涂膜較脆，所以易于開波紋。而溫度較高時，涂膜的柔韌性增加，不易開裂。而通風(fēng)可加速水分揮發(fā)，降低涂膜溫度，同時也會使涂膜收縮的速度加劇，因而在通風(fēng)的情況下也容易開波紋。

2.4 不同底材的涂裝效果與應(yīng)用實例

波紋漆涂裝在金屬板底材后，形成的小波紋具有波紋金屬的效果，因此金屬涂裝波紋漆后可替代波紋金屬，用于裝飾和裝修之中。當(dāng)波紋漆涂裝在機械板上時產(chǎn)生的波紋圖案也可用于裝飾、裝修之中，而且波紋圖案與宋代冰裂紋瓷器的圖案非常接近。波紋漆涂裝于機械、機床、設(shè)備、機器、五金鋼鐵等地方，可產(chǎn)生很好的裝飾效果。

3 波紋漆涂膜性能

按照GB/T 9286—1998《漆和清漆 漆膜的劃格試驗》，GB/T 9755、GB 9756—2001《合成樹脂乳液涂料標(biāo)準(zhǔn)》對金屬板上涂膜的主要性能指標(biāo)進行測試，結(jié)果見表2。

表2 波紋漆的性能指標(biāo)

由表2 可見：乳液底漆對底材和面漆都有很好的附著力，能滿足實際應(yīng)用要求。該波紋涂料的耐水性、耐堿性和耐擦洗性優(yōu)異，具有良好的實際應(yīng)用性能。

4 結(jié)語

在實驗中，采用彈性乳液替代環(huán)氧乳液制備了一種產(chǎn)生波紋效果的油性波紋漆，與原來采用環(huán)氧乳液底漆制備波紋漆相比，施工時間更長；與硝基波紋漆的圖案相比，乳液底漆產(chǎn)生的波紋邊緣整齊，紋理平直。對涂膜的綜合性能進行了測試，結(jié)果表明，該波紋漆附著力良好，耐水性、耐堿性、耐擦洗性優(yōu)，具有良好的實際應(yīng)用性能。

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