汕頭市機(jī)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(lái)，隨著涂料的發(fā)展，已經(jīng)有波紋漆的報(bào)［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(shí)間受到限制。在本實(shí)驗(yàn)中，我們對(duì)環(huán)氧底漆進(jìn)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(duì)影響裂紋圖案的因素進(jìn)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(jìn)行了對(duì)比。對(duì)涂料的綜合性能，如附著力、耐水性、耐擦洗性等進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，該波紋涂料能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
1 波紋漆實(shí)驗(yàn)部分
1.1 原材料
鈦粉：r900，美國(guó)杜邦（dupont）公司；水性漿：昆山市世名科技開(kāi)發(fā)有限公司；潤(rùn)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(shí)驗(yàn)室多功能分散機(jī)：ksl-4002l、刮板細(xì)度計(jì)：0~150 μm、線棒涂布器：qxd，天津精科材料試驗(yàn)機(jī)廠；涂膜制備器（分別為50 μm、100 μm、150 μm、200 μm）：szq、耐洗刷性測(cè)定儀：qfs，天津永利達(dá)材料試驗(yàn)機(jī)有限公司；數(shù)碼相機(jī)：s5，佳能有限公司；電子天平：ebl200，日本島津（shimadzu）；托盤(pán)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(shí)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(jī)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(guò)程如下：將水、助溶劑于300 r/min 轉(zhuǎn)速下，在分散機(jī)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(jì)檢驗(yàn)分散體混合物的細(xì)度<60 μm 時(shí)，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(hào)的濕膜制備器進(jìn)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(jìn)行干燥。在面漆干燥過(guò)程中，就會(huì)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(guò)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(qiáng)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(shí)間長(zhǎng)，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(shí)驗(yàn)中對(duì)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(gè)時(shí)間段同時(shí)涂裝丙烯酸面漆。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在波紋底漆上各時(shí)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(shí)間變化（圖1a）。而在環(huán)氧乳液底漆上，隨著時(shí)間的推移，波紋圖案的紋理逐漸變得密集，在48 h 后有時(shí)不形成波紋，有時(shí)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(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持柔韌性，而環(huán)氧乳液底漆只能在較短的時(shí)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(kāi)裂，而柔韌性差的底漆不利于開(kāi)裂。由圖1 可見(jiàn)：彈性底漆在各時(shí)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(shí)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(jiàn)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(jiàn)：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(méi)有與其它波紋相交就停止了生長(zhǎng)，沒(méi)有充分延伸。
2.3 環(huán)境溫度與通風(fēng)對(duì)波紋漆形成的影響
實(shí)驗(yàn)中對(duì)涂膜在10℃、15℃、25℃和35℃進(jìn)行干燥的情況進(jìn)行了研究。在室溫為10℃時(shí)，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(kāi)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(kāi)波紋。而溫度較高時(shí)，涂膜的柔韌性增加，不易開(kāi)裂。而通風(fēng)可加速水分揮發(fā)，降低涂膜溫度，同時(shí)也會(huì)使涂膜收縮的速度加劇，因而在通風(fēng)的情況下也容易開(kāi)波紋。
2.4 不同底材的涂裝效果與應(yīng)用實(shí)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(jī)械板上時(shí)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(jī)械、機(jī)床、設(shè)備、機(jī)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(yàn)》，gb/t 9755、gb 9756—2001《合成樹(shù)脂乳液涂料標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)金屬板上涂膜的主要性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 波紋漆的性能指標(biāo)
由表2 可見(jiàn)：乳液底漆對(duì)底材和面漆都有很好的附著力，能滿足實(shí)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(shí)際應(yīng)用性能。
4 結(jié)語(yǔ)
在實(shí)驗(yàn)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(lái)采用環(huán)氧乳液底漆制備波紋漆相比，施工時(shí)間更長(zhǎng)；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(duì)涂膜的綜合性能進(jìn)行了測(cè)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(shí)際應(yīng)用性能。
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