大理石花纹漆的配方设计及施工工艺探讨

大理石花纹漆的配方设计及施工工艺探讨

□ 周荣华，刘　忠，沈球旺，李英伟
（深圳市天健涂料科技开发有限公司，广东深圳　518122）

0 前 言
目前，装饰涂料在涂料中所占的比例越来越大，大理石花纹漆是装饰涂料的一种，因能在被涂物表面形成仿大理石的效果（见图1）而得名，它的应用范围广泛，可用于A B S、P S等塑胶制品、玻璃、工艺品、假山、洗浴用具、五金工件等的表面涂装。本文尝试用热固性丙烯酸树脂、染料、溶剂等制备大理石花纹漆，探讨了大理石花纹漆各层涂料的施工工艺和配方设计，并从树脂、颜料、助剂和有机溶剂等影响大理石花纹漆性能和大理石效果的几个主要因素进行讨论，这样制得的大理石花纹漆综合性能好，施工方便，大理石效果良好，装饰性强，且重金属含量符合国际安全标准，包括C P S C含铅标准、美国标准A S T M F -963-96a、欧盟标准E N71、EN112、ROHS。

1 试验部分
1.1 原材料与仪器设备
树脂:异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂、75%601环氧树脂、Z J -303热固性丙烯酸树脂、丁醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂，国产; H R -7100热固性丙烯酸树脂、H R -7008热固性丙烯酸树脂、C A B -551-0.2醋酸纤维，进口。
助剂: B Y K -354流平剂、T -3250分散剂、D -05分散剂、B Y K -310流平剂、292光稳定剂，进口;5014催干剂、204S分散剂、252分散剂、32500高分子分散剂、keper-925附着力促进剂、652流平剂，国产。
溶剂:二甲苯、100#重芳烃、防白水、醋酸丁酯、醋酸乙酯、高沸点溶剂、碳酸二甲酯、乙二醇丁醚，国产。
颜料:6＃色素炭黑、氧化铁红、R S颜料紫，国产;R930钛白、DL18黑色染料，进口。
仪器设备: V F S -230高速分散机、303A -2电热鼓风干燥箱、涂-4＃杯、S K -2立式砂磨机、刮板细度计，国产。

1.2 半成品光油的配制
半成品光油是由树脂、助剂、溶剂配制而成，只需要充分搅拌均匀即可达到所需要的细度。参考配方见表1。

1.3 色浆的配制
表2是几种大理石花纹漆常用色浆的配方。由于色浆种类不一致，所以要考虑用与之对应的分散剂调配，才能把浆的细度磨下来。工艺:润湿分散剂先用二甲苯分散均匀，然后投入相应的热固性丙烯酸树脂、炭黑、钛白粉、氧化铁红、颜料紫等色粉及剩余溶剂，低速搅拌30 m i n后，加盖静置12 h以上，上机砂磨机研磨，细度要求≤15μm下机过滤。

1.4 大理石花纹漆底漆的配制（见表3)
工艺:先将表3中树脂和白色浆投入制漆缸中，转速1 600 r/min,高速分散30 min，刮细度，细度≤15 μm合格，再加入流平剂，附着力促进剂，高速分散均匀，调整黏度，检验，过滤，包装。

1.5 大理石花纹漆面漆的配制（见表4)

将表4中各个半成品投入制漆缸中，加入颜料浆进行调色，充分搅拌，最好用蝶形搅拌机，使其充分混合，调整黏度，检验，过滤，包装。
1.6 大理石花纹漆罩光清漆的配制
大理石花纹漆罩光清漆是由树脂、助剂、溶剂配制而成，只需要充分搅拌均匀即可达到所需要的细度。参考配方见表5。

1.7 稀释剂的配制（见表6）

1.8 花纹液及开花水的配制（见表7）

2 大理石花纹漆的施工工艺及性能测试
大理石花纹漆用空气喷枪喷涂施工后能在底材上形成大理石效果，除与大理石花纹漆的配方设计有关外，也与各层涂料的施工工艺紧密相关，以下分别讨论。
2.1 底漆的施工
白底漆用表6稀释剂稀释，喷涂黏度为20～25 s，喷涂厚度为20～25 μm（干膜，以下同），喷涂后流平5～8 min，放入烘箱中130～140 ℃/20～30 min烘干。
2.2 花纹液和开花水的施工
用喷枪直接在白底上喷花纹液，待3～5 m i n后花纹液表干后再喷开花水，此时得到花纹，待开花水表干后可进行面漆喷涂。
2.3 面漆的施工
面漆也是用表6稀释剂稀释，喷涂黏度为18～20s，喷涂厚度为25～30 μm，喷涂后流平5～8 m i n，然后湿碰湿罩光。
2.4 罩光清漆的施工
罩光清漆也是用表6稀释剂稀释，喷涂黏度为18～20 s，喷涂厚度为25～30 μ m，喷涂后流平5～8min，放入烘箱中130～140 ℃/20～30 min烘干。
2.5 大理石花纹漆的性能测试
将以上制备的大理石花纹漆各层按施工工艺喷涂施工，本试验用底材为防锈磷化钢板，烘烤后取出静置冷却，测试综合涂层性能。结果见表8。

3 结果与讨论
大理石花纹漆各涂层的配方设计对综合涂层的大理石效果、物理机械性能有着决定性的影响，以下分别讨论。
3.1 底漆的配方设计
底漆主要有几点要求（: 1）有较好的机械性能，能进一步保护底材（; 2）和底材有良好的附着力（; 3）在喷涂花纹液时，不会发生咬底现象。因此选用热固性丙烯酸树脂作为主要成膜物，加入丁醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂作为交联剂，可与热固性丙烯酸树脂反应，在烘烤时固化成膜;考虑到机械性能的要求，在研磨钛白色浆时选用进口R930钛白;在配方中加入附着力促进剂以提高底漆与底材的附着力;采用丙烯酸类流平剂不致影响到底漆与其上喷涂的大理石面漆的层间附着力。另外，在用氨基树脂作为交联剂的烘烤型涂料配方中，氨基比决定了该配方的性能，氨基比过高或过低，对其性能都有不利影响，有可能导致在喷涂花纹液时将底漆咬起的现象。氨基比指的是配方中所有成膜树脂的固体含量与所有氨基树脂的固体含量的比，其中色浆中的树脂一般也属于成膜树脂，也要包括进去。用公式表示如下:
氨基比＝所有成膜树脂的固体含量/所有氨基树脂的固体含量

氨基比对底漆性能影响见表9。
从表9可以看出，随着配方中热固性丙烯酸树脂添加量增加（相应的异丁醇醚化三聚氰胺树脂添加量减少），底漆的光泽和耐冲击性均有所提高，但是铅笔硬度、耐溶剂性和耐盐水性、防咬底性却变差了。比较来看，当热固性丙烯酸树脂和丁醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂比例为20.2∶10.8时，底漆的综合性能最佳，也满足技术指标的要求。

3.2大理石花纹面漆的配方设计
大理石花纹面漆由光油和色浆两个组分配制而成，主要有两点要求（: 1）机械性能好，这由光油来体现（; 2）颜色满足要求，这样综合涂层的大理石效果好。光油与底漆有点相似，除不加色浆外。因此选用热固性丙烯酸树脂作为主要成膜物，同时加入601环氧树脂起增塑作用，加入异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂作为交联剂，可与热固性丙烯酸树脂反应，在烘烤时固化成膜，以提高涂膜的硬度。大理石花纹面漆在配方设计时要注意防止经常容易出现的缩孔现象，目前常采用的做法是在配方中添加5％～10％的C A B -551-0.2醋酸纤维，可以有效地防止大理石花纹面漆出现缩孔，同时可以防止底层染料向面漆迁移。
色浆主要是用于调色，大理石花纹面漆配方中色浆的含量不能过高或过低，过高会盖住底层的花纹效果，太低则会露底，两者都不能显现出美观的大理石效果，一般色浆在配方中的含量以30%为宜，通过不同颜色色浆的搭配，可以设计出紫红色、墨绿色、天蓝色等各种令人难以置信的大理石艺术效果（见图2～图25）。

3.3 施工工艺对大理石效果的影响
3.3.1 花纹液的施工对大理石效果的影响
大理石花纹漆中花纹液的施工对大理石效果的影响很大，喷涂手法的控制也是比较苛刻的，一般来说花纹液一定要薄喷，才能最终做出美观的大理石效果。喷涂太厚，会导致底层被花纹液覆盖成黑压压一片的现象，而不是黑白错落有致的效果。
3.3.2 开花水的施工对大理石效果的影响
开花水的施工主要要控制喷枪的喷涂气压和出油量。气压大，则大理石花纹小，如图4、图7、图10、图11、图17、图19、图21的效果;气压小，则大理石花纹大，如图9、图15、图18、图24的效果;而图1、图2、图3、图5、图6、图8、图12、图13、图14、图16、图20、图22、图23、图25则为气压适中的效果图，施工时可以根据需要调整施工气压来达到不同的大理石花纹效果。另外，喷枪的出油量要保证开花水成点状流出，若流量太大，则很难出现美观的大理石花纹效果。

3.4 罩光清漆的配方设计
罩光清漆主要有几点要求（: 1）有良好的丰满度，60°光泽要控制在95％以上，经验表明，这样综合涂层的大理石效果较好（; 2）有较高的硬度、耐划伤（; 3）有较好的耐水性、耐化学品性和耐候性等。因此选用丰满度、硬度、保光保色性等性能优越的热固性丙烯酸树脂和异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂制备。试验证明当热固性丙烯酸树脂和异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂比例为31∶18时，罩光清漆的综合性能最佳，具有良好的丰满度、光泽，较高的硬度和耐划伤性，良好的耐水性、耐化学品性和耐候性，满足技术指标的要求。

4 结 语
用热固性丙烯酸树脂和氨基树脂制备大理石花纹漆，通过试验调整各层涂料的配方和施工工艺，选择合适的树脂、色粉、助剂和有机溶剂等，可以做出机械性能好、耐化学品性好、耐候性好、施工方便和大理石效果良好的大理石花纹漆，装饰性强，应用广泛。