高性能不饱和聚酯清底漆的配方设计
□ 刘宝山,马升太,肖劲,袁东兴
(北京展辰化工有限公司,北京 101105)
0 前言
早期的不饱和聚酯木器涂料售价较高,大多数被制作成高透明底漆,部分性能尚未发掘,一定程度上阻碍了不饱和聚酯涂料的发展。近年来由于国内技术水平的提高,特别是一大批优异填料的开发、应用,使产品的成本得到了控制,不饱和聚酯涂料得到了迅猛发展,所得产品也是千差万别,在满足成本要求的同时,一些性能也不可避免被弱化,如:填充性能、抗塌陷性能、打磨性能等。本文通过一些材料的搭配制作高性能不饱和聚酯清底漆,来满足使用者的要求。
1 试验部分
1.1 主要原料
树脂、蓝水(异辛酸钴,促进剂)、白水(过氧化甲乙酮液,引发剂)、有机溶剂、消泡剂、流平剂、防沉剂、填料。
1.2 试验仪器
SFJ - 400多功能搅拌机、W-71-31G(Φ115 mm)重力式喷枪、30 cm×40 cm×0.8 cm水曲柳贴皮板材、岩田2#杯。
1.3 样板制作
样板制作工艺30 cm×40 cm×0.8 cm水曲柳贴皮板材,白身→喷涂涂料(岩田2#杯18 s)→常温干燥24 h。
2 试验过程与结果分析
2.1 不同类型树脂搭配
现在市场上的树脂选择很多,主要分为3类,双环改性类如:华科2304、长兴2341-W、方鑫988、嘉利诚9307等。烯丙基醚改性类如:方鑫8307、长兴2307S、渤海万亚4700等。除了上述两种类型的树脂以外还出现了一种中间产品,性能基本介于双环改性和烯丙基醚改性之间,如华科2329、方鑫8309,本文只是选择前两种进行试验。通过两种类型树脂的搭配进行试验,方案及结果见表1。
添加烯丙基醚树脂能够很好地提高体系附着力、打磨性和填充性能,但是由于此类树脂的价格较高、胶化时间短、打磨硬的弊病,故终选择90∶10方案。有部分烯丙基醚树脂与蓝水的相容性能较差,故选择后进行蓝水相容性试验。
2.2 粉体的搭配
现阶段市场上有两种透明粉:含结晶水和不含结晶水,所表现出来的性能相差较远,具体试验方案及结果见表2、表3。
从表3可以看出含有结晶水的透明粉在不饱和聚酯清底漆中性能发挥得淋漓尽致,不含结晶水的透明粉防沉性能较差,打磨性能更加不能满足要求。滑石粉的介入能够很好地提升打磨性能和防沉性能。但是其略微影响涂膜的透明性能,可视情况添加,建议在清底漆中均适当添加滑石粉,以满足使用者需求。
2.3 防沉体系
不饱和聚酯底漆中防沉体系起到了至关重要的作用,大多数涂料工作者对一些防沉助剂的性能难以取舍,由于篇幅有限,本文只根据以往试验经验制定3个试验方案,见表4,试验结果见表5。
此结果说明气相二氧化硅具有良好的防沉性能和抗流挂性能,但是消泡性能较差,可以根据使用者的要求进行添加,另外也可添加聚酰胺蜡防沉剂,但要评估其消泡性能,分散剂的添加也能很好地改善防沉性能,但是做对比试验,有的分散剂会起到相反的作用。下面的试验以方案C为基础进行。
2.4 流平体系
流平体系在不饱和聚酯底漆中被关注度较低,一般不会放到很重要的位置,但是一个好的流平体系,不仅能够提供很好的流平性能,还能提升消泡性能和打磨性能。表6、表7为流平体系试验的方案与结果。
利用氟改性丙烯酸类流平剂和丙烯酸类流平剂搭配使用会得到很好的效果,特别是脱泡方面有协助的作用。在选择流平剂过程中要仔细评估贮存稳定性。另外有部分流平剂会影响防沉性能,选择时请评估后使用。
2.5 溶剂选择
一些试验者经常会忽略涂料中的调黏溶剂使用,在不饱和聚酯底漆中溶剂的使用相对来说比较重要,通过试验方案表8,将几种调黏溶剂进行性能比较。试验结果见表9。
溶剂在不饱和聚酯涂料中所表现的性能较为明显,尤其二甲苯的表现更为显著,但是二甲苯对添加顺序的要求较高,添加不当会引起防沉问题。苯乙烯由于参与反应使涂膜成膜率升高,具有一定的填充性。试验可选择苯乙烯与乙酯搭配使用。
2.6 参考配方
经以上试验,得到高性能不饱和聚酯清底漆的终参考配方见表10。
3 结语
本文通过一些原材料的搭配使用,能够得到高性能不饱和聚酯底漆,具有优异的填充性能、打磨性能、消泡性能和抗塌陷性能。