新型润湿分散助剂在汽车漆中的应用

1 　引言
涂料中的颜料, 由于比表面积大, 通常都会吸附一层水分子膜, 尤其在高湿环境下, 这层水分子膜在颜料表面被溶剂, 展色料湿润之前必须被置换掉。然而亲水表面对水分子层强大的亲和力很难被取代, 尤其在溶剂型树脂展色料中, 如果不能取代则很可能造成常见的弊病, 从初始的研磨效率低,贮存过程中返粗、絮凝、分层, 直至施工中浮色发花, 漆膜出现耐久性等系列问题。FLEXITANE1CA6000 是美国陶氏化学公司最近推出的一种溶剂型多功能助剂, 其在湿润分散方面的作用倍受青睐。因其对颜料表面有比对水分更强的吸附能力, 故能比较容易取代水分子膜, 从而节省研磨分散所需的时间和能量, 改善颜料的展色力, 较好的保证油漆批次间的颜色重现性, 提高漆膜的光泽和鲜映性。

2 　实验结果与讨论
用CA6000 在研磨浆和高固体分汽车漆的应用上做了一些试验和探讨, 而在成熟配方的基础上将它代替部分价格较高的湿润分散剂和部分价高的溶剂, 其应用效果从以下四个方面进行评价: ①完成
分散研磨所需时间的长短; ②漆膜的光泽; ③分散剂和价高溶剂的用量; ④絮凝作用的程度。
211 　实验设备及仪器
实验设备: 卧式砂磨机(台湾三尹) 、恒温水浴、三辊机。
检测仪器: (4.0～25) μm 刮板细度计、测厚仪(德国毕克) 、光泽仪、色差仪(德国毕克) 、(涂- 4 杯) 粘度计、铅笔硬度仪、冲击仪、柔韧性测定仪、附着力测定仪(划格法) 、遮盖力测定仪等。
212 　实验部分
21211 　CA6000 在颜料浆中的应用
研磨配方见表1 所示。
表1 　颜料浆的研磨配方

　注: PMA (丙二醇甲醚醋酸酯) ; Solsperse32500 (超分散剂) 。
用20L 卧式砂磨机将颜料浆分散至细度为10μm , 研磨600kg 物料, A 配方需要(3～3.5) h ;而B 配方只需要(2.5～3) h。将等量的A 浆及B浆分别加到100g 纯白汽车面漆中, 制得膜厚同样为40μm 的样板, 用BYK- Gardner 色彩精灵色差仪测两个样板的色差, 可观察到加入B 浆样板的dL3 值(光亮值) 较加入A 浆的样板暗了38.5 %。
上述实验结果显示CA6000 在颜料浆制备中可以起到以下作用:
(1) 可以显著的缩短研磨时间; (2) 显著的提高了颜料的着色力。
21212 　CA6000 在高固体分汽车漆中的应用
为验证CA6000 良好的润湿性和对浮色、发花、絮凝等的影响, 实验采用蓝色汽车面漆系统, 其配方见表2 所示。
表2 　蓝色汽车面漆配方

　注: EEP (二乙氧基丙酸乙酯) 。
研磨至细度为10μm , 然后将色漆喷板全面检测, 测得A 配方与B 配方的漆膜性能见表3 所示。通过实验可以看到: (1) 填加CA6000 助剂的配方分散剂用量及部分价高溶剂的用量要明显少于未填加的, 由此可明显降低成本; (2) 从表3 检验结果显示填加CA6000 助剂的与不填加的在20°光泽上相差明显, 这表明填加CA6000 助剂对于提高20°光泽作用明显。而20°光泽的明显改善又间接的表明了鲜映性的改善与提高。实验结果同时也显示填加CA6000 助剂后漆的遮盖力有较明显的提高。
表3 　蓝色汽车面漆性能检测结果

指擦实验: 用手指擦拭半干状态下的漆膜, 对比颜色的变化。通过检验颜色的变化, A 配方略深、B 配方基本无颜色变化。指擦实验的实质是使用机械手段促使颜料重新分布以恢复复合颜料的本色, 浮色的程度可以通过摩擦区域漆膜与原漆膜的颜色差异来确定, 浮色、发花一起消除的前提是使不同颜料平均粒子大小,通过适度的共絮凝作用控制在相近的程度。摩擦实验的结果显示, CA6000 助剂的加入基本消除了浮色、发花的现象, 即有效的控制了颜料的共絮凝。涂料贮存稳定性检验(50 ±2) ℃, 放置30d ,见表4 所示。
表4 　涂料贮存稳定性

　注: 此检验以10 级为最好, 级数越低则越差, 1 级为最差。
从实验结果表明, 填加CA6000 助剂对于漆的稳定性有一定的改善, 同时也说明了其对颜料分散稳定有积极作用。