水性工業(yè)無樹脂色漿研磨工藝及性能評估

涂料工業(yè)：

摘要：

三款高效、性能優(yōu)異的新型分散劑制備了14種顏料色漿，并將色漿在四種常見的連接料樹脂中進(jìn)行了相溶性評估。實驗結(jié)果表明，薩瑪索化學(xué)公司的三款SAMASO＆CPT分散劑制成的水性工業(yè)無樹脂色漿符合通用性強(qiáng)、優(yōu)異的耐鹽霧性能，耐水/耐醇/耐不同溶劑相溶性優(yōu)良的水性工業(yè)漆要求，為水性工業(yè)漆色漿的發(fā)展提供了一種新的途徑。

1 前言

隨著國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視，許多的化工企業(yè)紛紛走向節(jié)能、環(huán)保、安全的新興科技材料領(lǐng)域，水性工業(yè)漆發(fā)展便是其中的典型范例。水性工業(yè)漆主要包括了水性樹脂連接料、水性色漿、溶劑水、助溶劑、功能助劑這幾個部分，其中水性樹脂連接料根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中實際應(yīng)用需要，逐步發(fā)展為水乳液型、水乳膠型以及水可稀釋型三個系列[1]，同時還包括了水性醇酸樹脂、水性環(huán)氧樹脂、水性丙烯酸樹脂、水性聚氨酯樹脂5個品種。然而，傳統(tǒng)的水性工業(yè)漆調(diào)色始終存在著配方試劑不能同一化，導(dǎo)致每種樹脂可用的助劑品種固定化局限性。例如用一種試劑做到對所有顏料色漿的穩(wěn)定均一性以及對所有類型連接料樹脂內(nèi)優(yōu)良調(diào)入性的幾乎沒有。

2 水性無樹脂色漿的制備與測試

2.1  制備材料

顏料：酞菁藍(lán)，常州北美；酞菁綠，鎮(zhèn)江；P.Y.154黃，常州北美；P.Y.74黃，常州北美，P.Y.83黃，Clariant；P.R.122紅，杭州百合；P.R.254紅，杭州百合；P.V.23紫，Nubiola；R-706鈦白粉，DuPont。

助劑：SAMASO DP6210，SAMASO DP6211，SAMASO DP6213，三乙醇胺，TEGO 810。

樹脂：帝斯曼樹脂，北京金匯利，同德化工，上海新華樹脂，廣州實元化工，以及客戶來樣評估

2.2  制備設(shè)備與儀器

電子天平：千分之一，METTLER；藍(lán)式高速分散研磨機(jī)WJ-0.5，上海天辰現(xiàn)代環(huán)境；25 μm線棒，現(xiàn)代環(huán)境XB-25 ；振蕩機(jī)：佛山順德精區(qū)億智能機(jī)械有限公司。

2.3  水性無樹脂色漿的制備方法

按下表1中的配方順序，分散缸中先加入溶劑水、分散劑、消泡劑，打開高速分散機(jī)，利用分散盤將分散劑均勻溶解完全。

其次，將計量單位的不同色粉按配方比例分別加入分散缸中分散；分散至色粉完全溶入液體后，將此分散色漿轉(zhuǎn)入振蕩鐵罐或玻璃罐中，并密封放入振蕩機(jī)中；調(diào)至振蕩研磨時間為6 h。

待振蕩時間完成后，將樣品全部取出并解封，加入剩余水量攪均以補(bǔ)齊百分比，并利用200~400目的紗網(wǎng)進(jìn)行過濾得色漿原液。

2.4  水性無樹脂色漿性能測試方法

1

色差測試：在體系中含有沖淡劑的時候，需要測試顏料與沖淡劑的相溶性。一般是通過指研法，即利用手指在己涂布未干結(jié)的涂料上畫圈研磨，目的是將涂料表面與內(nèi)部的色彩通過畫圈的回紋展現(xiàn)出差別[2]。

2

調(diào)入性測試：在樹脂連接料中，測試顏料色漿與基體連接料之間的相溶性。測試方法即將顏料色漿加入連接料樹脂中，根據(jù)使用條件，通過攪拌或是高速分散的調(diào)入手段，將兩者混勻，然后將混勻的涂料利用線棒在玻璃板上涂布，并利用肉眼觀察與評估。涂膜干燥后，肉眼未觀察到明顯的顆粒時，表明兩者的相溶性良好。

3

耐水性測試：工業(yè)漆除了對外觀上的要求外，對附著力、耐候性、耐水性有較為嚴(yán)格的要求，以期達(dá)到防腐、防銹蝕的目的。測試方法為將涂好色漿工業(yè)漆的工件直接放入水中浸泡，數(shù)天后取出，用工具劃開工件表面，觀察表面及劃痕面的情況。

3 性能測試結(jié)果

3.1 色漿細(xì)度

將所得所有色漿依次用細(xì)度板測試色漿細(xì)度，結(jié)果表明所得色漿細(xì)度均≦5μm。符合工業(yè)漆用色漿細(xì)度要求。

3.2 色漿在白沖淡色基底的色差

將12種顏料色漿按2.4中⑴所述方法，調(diào)入含白沖淡劑的樹脂中，制成膜后，指研磨觀察如下圖所示：

有機(jī)顏料與碳黑在白沖淡漆中的相溶性

結(jié)果表明12種顏料色獎在含沖淡劑樹脂中的相溶性優(yōu)良。

3.3 色漿在不同樹脂體系內(nèi)的調(diào)入性測試

將14種顏料色漿按2.4中⑵所述方法，調(diào)入樹脂中，制成膜后觀察如下圖所示：

有機(jī)顏料色漿與碳黑色漿在水性羥基丙烯酸樹脂中的相溶性

結(jié)果表明14種顏料色獎在樹脂中的相溶性優(yōu)良。

3.4 耐水性

將色漿加入水性羥基丙烯酸烤漆樹脂中，涂布無銹鐵皮并烤干成膜，再放入水缸中浸泡7天，取出觀察漆膜未出現(xiàn)皺皮，發(fā)白，霧影等現(xiàn)象。

3.5 耐醇性

用無水乙醇與色漿1:1沖稀，觀察色漿沖稀后的顏料有無析出，絮凝等現(xiàn)象。

無水乙醇1:1開稀色漿后狀態(tài)示意圖

4 總結(jié)

聚合技術(shù)合成的三種分散劑用于水性工業(yè)漆色漿的分散，所得色漿分別加入白沖淡樹脂中和三種類型樹脂中，結(jié)果表明色漿不僅具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，還具有廣泛的相溶性。后評估了分散劑對水性工業(yè)漆的耐水性影響，結(jié)果顯示分散劑對工業(yè)漆的耐水性無影