水性电机外壳专用工业乳胶涂料的研制
冯鹏程 罗小峰 朱博雅 程于峰
(上海电动工具研究所上海200031)
1 前言
我国电机行业对工业涂料的需求量巨大。但目前绝大部分电机企业主要使用的工业涂料,是可常温干燥的溶剂型醇酸涂料、丙烯酸涂料以及双组份的聚氨酯涂料。随着我国环保法律法规的不断完善和健全,强制性使用环保型工业涂料已经成为大势所趋。而水性工业涂料作为环保型涂料的重点发展方向,在电机行业中的应用具有非常广阔的市场。为响应国家的环保法令以及节能减排的政策规定,针对电机外壳的涂装要求,开发一款低有机挥发物(VolatileOrganic Compounds,VOC)排放并且性能接近溶剂型涂料的水性工业涂料迫在眉睫,意义重大。本文通过优选防腐乳液作为成膜物质,选择合适的颜填料以及涂料助剂制备了一种低VOC含量的水性工业乳胶涂料,并与溶剂型电机外壳用涂料作了详细对比,后阐述了该水性电机外壳专用工业乳胶涂料的喷涂工艺要求。
2 工业乳胶涂料的制备
2.1 原材料
金属防腐乳液I,固含量为48%,国产;金属防腐乳液Ⅱ,固含量为41.7%,中国台湾长兴;金属防腐乳液Ⅲ,固含量为45%,德国巴斯夫;醇酯十二,市售;丙二醇,市售;95%氨水,市售水性润湿分散剂I,德国科水性润湿分散剂11,德国科宁;钛白粉,800目,市售;沉淀硫酸钡,1250目,市售;重晶石粉,1250目,市售;水性流平剂,德国科宁;水性增稠剂,德国科宁;去离子水,市售;水性消泡剂,德国科宁;水性防闪锈剂,市售;溶剂型电机外壳涂料I,市售;溶剂型电机外壳涂料Ⅱ,市售。
2.2 乳胶涂料的制备
乳胶涂料的制备采用两步法。
1)白浆的制备
按照配方表1将去离子水、丙二醇、润湿分散剂I、润湿分散剂Ⅱ、消泡剂、钛白粉、沉淀硫酸钡和重晶石粉在高剪切条件下搅拌均匀后,在卧式砂磨机中研磨到细度为30“m 即制得白浆料。
表1 白浆的制备配方
2)乳胶涂料的制备
按照配方表2,在放有一定量金属防腐乳液的搅拌罐中。随着低速搅拌,将所需量的白浆缓慢加入到乳液当中,直至搅拌均匀后,缓慢加入适量的成膜助剂。然后依次加入所需量的去离子水、氨水和水性防闪锈剂后搅拌5~10min;加入适量的水性流平剂搅拌5min后,加入所需量的增稠剂继续搅拌10min即制得水性工业乳胶涂料。
3 工业乳胶涂料的性能
乳液的性能是影响工业乳胶涂料性能的关键因素。性能较差的乳液只能适合在建筑乳胶漆中使用。本文选取了三种较为典型的金属防腐乳液,分别选自中国大陆、中国台湾长兴和德国巴斯夫。表3列出了三种工业乳胶涂料的性能。
从表3中可以看出,三种金属防腐乳液的基本物理性能和力学性能相当。粘度在100~l10KU之间,比较适中。加水10%,可适合喷涂施工。成膜都光滑平整,无流挂现象。铅笔硬度大于HB, 附着力不低于2级,冲击强度不低于30cm,柔韧性为lmm,基本上可以达到工业涂装面漆的要求。三种工业乳胶涂料的VOC含量都控制在32g/L (扣水),远低于国家环保总局的HB C12-2002《环境标志产品技术要求水性涂料》规定的100g/L(扣水)的限值,表现出优异的环保安全性。对于耐水性和耐中性盐雾腐蚀性,金属防腐乳液Ⅲ表现出较为出色的性能,可以满足工业设备的轻防腐涂装要求。