涂料專業(yè)知識與涂料產(chǎn)品開發(fā)

塗料知識與塗料開發(fā)介紹塗料概述塗料的性能特征塑料涂裝缺陷與對策涂涂料的定義：涂料是一種材料，可以采用不同的施工工藝涂覆在物件的表面上，形成粘附牢固、具有一定強度、連續(xù)的固態(tài)薄膜。涂涂料的組成：

成膜樹脂顏料溶劑助劑

涂料的作用保護作用裝飾作用特殊的功能性作用塗料分類成膜物質(zhì)類別主要成膜物質(zhì)油脂天然物質(zhì)酚醛樹脂瀝青醇酸樹脂

氨基樹脂硝酸纖維素（酯）纖維素酯、纖維素醚過氯乙烯樹脂烯類樹脂

丙烯酸樹脂聚酯樹脂環(huán)氧樹脂聚氨酯樹脂元素有機化合物橡膠

天然植物油、動物油(脂)、合成油等鬆香及其衍生物、蟲膠、乳酪素、動物膠、大漆及其衍生物酚醛樹脂、改性酚醛樹脂等天然瀝青、(煤)焦油瀝青、石油瀝青等甘油醇酸樹脂、季戊四醇醇酸樹脂、、其他醇類的醇酸樹脂、改性醇酸樹脂等三聚氰胺甲醛樹脂、脲(甲)醛樹脂等硝酸纖維素(酯)乙酸纖維素(酯)、乙酸丁酸纖維素(酯)、乙基纖維素、芐基纖維素等過氯乙烯樹脂聚二乙烯乙炔樹脂、聚多烯樹脂、氯乙烯共聚樹脂、聚乙酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚苯乙烯樹脂、含氟樹脂、氯化聚丙烯樹脂石油樹脂等熱塑性丙烯酸樹脂、熱固性丙烯酸樹脂等飽和聚酯樹脂、不飽和聚酯樹脂等環(huán)氧樹脂、環(huán)氧酯、改性環(huán)氧樹脂等聚氨(基甲酸)酯樹脂有機硅樹脂、有機鈦樹脂、有機鋁樹脂等氯化橡膠、環(huán)化橡膠、氯丁橡膠、氯化氯丁橡膠、丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠等其他以上16類包括不了的成膜物質(zhì)，如無機高分子材料、聚酰亞胺樹脂、二甲苯樹脂等塗料開發(fā)的原則了解客戶的需求了解一般塗料的性能特徵

選擇和設(shè)計涂料配方時應(yīng)注意事項根據(jù)被涂塑膠的性質(zhì)來選擇涂料；根據(jù)塑膠產(chǎn)品對涂膜性能的要求選擇涂料；參考產(chǎn)品的價值和涂料的價格選擇涂料；參考施工工藝選擇涂料

MPT目前使用塗料的種類雙組分聚氨酯塗料(PU)

一般PU

珠光漆彈性漆常溫自干性塗料（單液型塗料）UV

光油金屬烤漆

液烤

粉烤雙組分聚氨酯漆A組分（主劑）

羥基丙烯酸樹脂（羥基聚酯樹脂）顔料溶劑助劑B組分（固化劑or硬化劑）

多異氰酸酯L-75(Bayer)N-75

(Bayer)N-3390

(Baer)HL-50

(TDI、HDI

混合三聚體)異佛爾酮(IPDI)三聚體

幾種固化劑的特點L-75：價格低廉、易黃變

TDI三聚體:干性快、施工時限短。

HL-50:干性快、施工時限短，保色性﹑保光性好。

N-75:不泛黃、保光性好、制戶外用高級涂料，成本較貴；

N-3390:不泛黃、保光耐候性比縮二脲更好，可制戶外高級涂料。

IPDI三聚體:不泛黃、保光耐候性好，溶解性好，能與許多樹脂混溶。

多羥基樹脂

聚脂:耐候性好，不泛黃，耐溶劑;耐熱性好。缺點:制 造溫度過高。丙烯酸樹脂:硬度比相應(yīng)的聚脂高，表干性比聚脂好聚醚:耐寒性好，耐鹼性好，黏度低，但耐水性，耐油 性，機械強度，干燥性等均不及聚脂環(huán)氧樹脂:

其它樹脂:如含羥基的氯醋共聚體，醋酸丁酯縴維素等。

助劑的選擇

防縮孔﹑流平劑熱塑性樹脂:典型的如醋酸丁酯縴維素。最為常用的是Eastman化學(xué)的CAB381-0.5和CAB551-0.2;有機硅化合物:能降低聚氨酯漆的表面張力。典型的如BYK306，也可將此類助劑與CAB合用調(diào)節(jié)。

消泡劑

BYK052，Acronal700L等。相容性更低者如BYK053，則消泡力更高;

催化劑表3

各種催化劑的作用情況

溶劑溶液的組成及對涂料性能的影響

注意事項:溶劑不含能夠與NCO反應(yīng)的物質(zhì);溶劑對NCO基的反應(yīng)性的影響溶劑的選擇原則a.溶解度參數(shù)相似原則

b.混合溶劑原則 SPm=SP1Φ1＋SP2Φ2＋……+SPnΦn

式中Φ1、Φ2……Φn分別表示每種純?nèi)軇┑捏w積分數(shù)；

SP1、SP2……SPn是每種純?nèi)軇┑娜芙舛葏?shù)；

SPm為混合溶劑的溶解度參數(shù)。

混合溶劑的組成

混合溶劑由真溶劑、助溶劑及稀釋劑3種組份組成，配方時應(yīng)根據(jù)以下原則進行平衡。

①溶劑的揮發(fā)應(yīng)均衡。

乙醚法：揮發(fā)速率=(受驗溶劑的揮發(fā)時間)/(同重量乙醚的揮發(fā)時間)。

醋酸丁酯法：揮發(fā)速度=(相同時間內(nèi)揮發(fā)的受驗溶劑的質(zhì)量×100)/(相同時間內(nèi)揮發(fā)的醋酸丁酯的質(zhì)量)。

不同溶劑的溶解度參數(shù)及物理性質(zhì)

計算不同溶劑的揮發(fā)速率XYL:TOL：

BAC:CHK=3：3:3:1

V:XYL:TOL：

BAC:CHK=5：2：3：1

V:②真溶劑、助溶劑與稀釋劑的比例應(yīng)平衡。真溶劑、助溶劑及稀釋劑的比例對漆的粘度影響很大，較高含量的稀釋劑或過高含量的助溶劑都會明顯地提高漆的粘度表6溶劑對NCO基的反應(yīng)性的影響溶劑K,×10–4L/mol.s溶劑K,×10–4L/mol.s甲苯1.2二氧六環(huán)0.03醋酸丁脂0.18丙烯腈0.017甲乙酮0.05

表3

各種催化劑的作用情況例：12A43#鋁粉漆的基本配方

組份組成A3390B羥基組份4085鋁粉漿RDL-004BAC：XYI=1：1加入樹脂干量0.8~1%的炭黑漿調(diào)節(jié)色差助劑TZJ-105BAC：XYI=1：1B-300BACCBAC:XYI:TOL=1:1:1常溫自干性塗料（單液型塗料）

常用的樹脂的分子量75000~120000以30~40%的固體分形式供應(yīng)，使用時加入了約30~50%稀釋劑，施工工粘度下的固體分在10~20%之間。優(yōu)點：1）耐候性優(yōu)良，保光、保色性好

2）耐化學(xué)品性及耐水性良好

3）常溫自幹缺點：1）施工固體分較低

2）裝飾性及豐滿度較差

UV光固化塗料三、塑膠產(chǎn)品的涂裝缺陷及其對策

涂料生產(chǎn)和儲存過程中產(chǎn)生的缺陷：膠化、增粘(儲存中粘度增大)、結(jié)皮、發(fā)花、混色、顏料沉淀和結(jié)塊、顏料分散不良，顏料儲存返粗以及與特殊色漆有關(guān)的其他缺陷等；涂裝過程中產(chǎn)生的缺陷：流掛、漆膜白化、滲色、浮色、增塑劑遷移、漆膜軟化、裂紋、橘皮、起皺、咬底、縮孔、縮邊、針孔、起泡等；涂裝后及使用過程中產(chǎn)生的缺陷：變色和退色、粉化、裂紋、層間剝離和脫落、起泡等。

分類

塗料的表面張力與底材的潤濕的附著，以及漆膜表面的流平性。塗料溶劑和稀釋劑的溶解度參數(shù)，表面張力和揮發(fā)速度。塗料的粘度和流變特性，特別注意粘度在成膜過程中隨塗裝方法和塗裝環(huán)境發(fā)生變化的特點。塗料中各種助劑使用的合理性和兼容性。

影響涂裝的因素:

與塗料質(zhì)量有關(guān)的因素

塗料稀釋和攪拌過程存在問題

雜質(zhì)的混入過濾稀釋劑是否合適塗裝粘度的調(diào)整和保持

與塗裝過程有關(guān)的因素

塗裝方法：手工刷塗、輥塗、噴塗、自動噴塗、靜電噴塗等。操作者的技能噴塗的角度、行槍速度、距離、漆膜厚度和塗裝道數(shù)、噴槍的類型等空氣的壓力、風量、除水和除油程度塗料補充系統(tǒng)：循環(huán)速度、補充量和時間

溫度：烘房溫度及分布狀況、升溫速度時間長短換氣速度和空氣污染情況

與幹燥成膜條件有關(guān)的因素

與晾幹放置過程有關(guān)的因素

附著不牢

原因分析：

產(chǎn)品表面存在脫模劑；壓縮空氣含水、油等物；運輸或操作者手上的油污。

對策：

改進模具不使用脫模劑；定期放出壓縮機中油和水，安裝氣水分離裝置；操作者戴汗布手套。

塑膠表面被溶蝕

原因分析：

涂料中溶劑溶解力太強；塑膠產(chǎn)品密度不均；塑膠用樹脂聚合得不好。

對策：

調(diào)整稀釋劑組成；改進模具，流道位置，注塑工藝中的溫度及熔融時間；對不同產(chǎn)地和型號的樹脂要進行選擇。

漆膜顏色和光澤不均即發(fā)花現(xiàn)象

原因分析：

涂料中樹脂拼配不適當,混溶性不佳；加熱干燥速度過快；塑膠成型工藝不當，涂料濕潤不好；施工現(xiàn)場濕度過大。

對策：

重新選擇涂料；由低溫到高溫逐漸加熱；改善成型工藝；調(diào)整施工現(xiàn)場濕度。

涂料硬度不夠

原因分析：

樹脂選擇不當;

干燥得不充分；漆膜過厚；高沸點的溶劑釋放不出來。

對策：

選擇硬度較高的涂料；提高干燥效率；選擇小噴槍涂膜，控制在10~15μm；調(diào)整溶劑組成。

溶劑蒸發(fā)過快。施工現(xiàn)場濕度過大。涂料自身帶有水或底材表面未干燥好。

涂膜白化

現(xiàn)象：涂料在干燥過程中或成膜后產(chǎn)生云霧狀白色漆膜，也稱之為泛白。

原因分析：涂裝過程中漆膜中混入水份。

選擇適當溶劑和稀適劑，控制其揮發(fā)速度，防止漆膜表面溫度過低，以及防止聚合物析出。嚴格控制環(huán)境的相對濕度<70%，濕度大時可加入防潮劑。底材表面要烘幹，最好保証其溫度高於環(huán)境溫度。噴塗時稀釋劑要脫水，杜絕壓縮空氣帶水。嚴格樹脂和溶劑體系及稀釋劑的配比，防止聚合物在塗裝過程析出。

對策

聚合物與溶劑接觸後其表面能降低；溶劑分子滲入聚合物內(nèi)部；溶劑使聚合物表層發(fā)生溶脹；溶劑揮發(fā)後表層體積收縮，產(chǎn)生應(yīng)力；塑料加工殘余內(nèi)應(yīng)力與外應(yīng)力協(xié)同作用導(dǎo)致裂紋。

表面裂紋

現(xiàn)象

聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)ABS樹脂以及聚碳酸酯(PC)等熱塑性塑料塗裝後，漆膜表面產(chǎn)生微細裂紋，稱之為微裂(crazing)，或者叫做溶劑開裂。

有關(guān)因素：

塗料溶劑和稀釋劑的適當選擇－－溶劑的溶解力和揮發(fā)速度的搭配。選擇適當?shù)膲T料幹燥方法和升溫程序，減少幹燥過程中產(chǎn)生應(yīng)力。

對策

橘皮

現(xiàn)象

塗料塗裝時，不是生成平滑的表面，而是形成如橘子皮那樣凹凸不平的現(xiàn)象。

原因分析

橘皮產(chǎn)生的根源在於漆膜不能很好的流平。

對策

為防止橘皮的產(chǎn)生﹐關(guān)鍵是改善塗層表面的表面張力狀態(tài)。通常添加少量硅油等助劑可取得明顯效果。

漆膜表面平整度差

原因分析：

施工時涂料粘度大；干燥速度過快；稀釋劑揮發(fā)過快。

對策：

調(diào)整施工粘度；在干燥流水線上溫度逐漸升高；在稀釋劑中加些高沸點溶劑。

氣泡和針孔

現(xiàn)象

涂料成膜后可觀察到漆膜表層以下存在氣泡或者是在漆膜表面上生成凹穴，根據(jù)大小形態(tài)的不同，可分為針孔、麻點、縮孔等。

原因分析通常由於潤濕不良和消泡不佳而引起的氣泡較多。同時與涂料的粘度，表面張力，溶劑的揮發(fā)速度和涂裝環(huán)境清潔程度（灰塵含量）等因素有關(guān)。

攪拌過程中進入的空氣未能充分靜止消泡；

噴涂過程中帶入的壓縮空氣；底材，尤其是粗糙和多孔底材，表面吸附的空氣在涂裝時，由于涂液潤濕不良殘留在底材表面上、含－NCO的聚氨酯涂料與空氣中的濕氣反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體。

在涂裝過程中不可避免的會混入氣體，其來源有：

選用潤濕性良好的涂料，加入適量高沸點溶劑改進溶劑揮發(fā)速度和流動性；選擇合適的消泡劑。

對策金屬烤漆主要成分氨基樹脂、羥基樹脂、顔料、溶劑、助劑配漆比例羥基樹脂：氨基樹脂=