乐器漆的研制

0 前言
吉他是一种大众爱好的乐器,目前我国是世界上最大的吉他生产基地,产量占世界的50% 以上。近年来,乐器向着高档次化发展,对装饰性提出了更高的要求,由于大量使用贴皮木材,如斑马木等,木纹眼相当深,以往使用的油漆在喷涂时极易产生针孔,不能满足用户的使用要求,为了解决此问题,我们开发出一种高档的PE 透明底漆及配套面漆,不但透明性极佳,丰满度好,干燥速度快,在喷涂时立面流平性好,不流挂,无针孔,而且可以刷涂,满足了市场的需要。

1 实验部分
1.1 原材料
不饱和树脂A :自制PE 底漆用树脂,外观为淡黄色透明液体。25℃粘度1 800~2 800 mPa·s,胶化时间15~25 min,酸值≤ 30 mgKOH/g,固体分70%~75%。不饱和树脂B :自制PE 漆用树脂,外观为淡黄色透明液体。25℃粘度1 800~2 500 mPa·s,胶化时间10~20 min,酸值≤ 30 mgKOH/g,固体分70%~75%。Bayer 固化剂L75,先达2530X80C(醇酸树脂)、气相SiO2、硬脂酸锌、BYK 公司助剂、苯乙烯、甲苯、丙酮、PMA(聚甲基丙烯酸酯)、醋酸丁酯等溶剂。
1.2 涂料配方
1.2.1 PE 透明底漆
PE 透明底漆

1.2.2 面漆
PE 面漆参考配方,PU 面漆参考配方
1.3 涂料的施工
工艺流程:白环砂光→涂PU 封闭底漆→干燥后打磨→喷涂PE 透明底漆3~4 道,每道间隔20~30 min → 40~50℃下烘烤24~48 h →砂磨→喷涂面漆3~4 道,每道间隔20~30 min → 40~50℃烘烤24~48 h →面漆抛光。
油漆配比:PE 透明底漆∶蓝水(PE 促进剂)∶白水(PE 引发剂)∶稀释剂= 100∶0.8 ∶0.9 ∶20。
PU面漆∶固化剂∶PE面漆∶稀释剂=1∶1∶1∶1。
PE 面漆∶蓝水∶白水=100 ∶1 ∶1。
1.4 涂层性能
表干/min 25
光泽 ≥ 95
硬度 ≥ 2H
流平性 好
立面流挂性 不流挂
针孔,气泡 无
底漆打磨性 好,不粘砂纸
面漆光性 好

2 结果与讨论
吉他施工是立面喷涂,因而对涂料的消泡性、流平性,流挂性要求特别严格,要使吉他获得最佳装饰效果,首先要解决底漆易产生针孔,难打磨的问题,还要使漆膜流平性好,无流挂现象,并且要罩涂丰满透明的清面漆,影响油漆性能与装饰效果的主要因素不但跟涂料有关,施工工艺也有一定的影响。
2.1 树脂的选择
树脂作为涂料的主要成膜物质,是决定涂层性能的最基本要素,不饱和树脂通过在聚酯线型分子链上引入气干性单体,从而克服固化过程中氧阻聚所造成的漆膜慢干或发粘的弊病。因而其气干性直接影响打磨性,由于不饱和树脂刚性大,交联密度大,固化后硬度高,一般不易打磨,我们通过对分子结构合理设计,采用特殊的合成方法,使分子结构排列规整,并有效控制其相对分子质量,使树脂达到又硬又韧的效果,不但具有优异的气干性,而且成膜后内部结构疏松,提高打磨性。自制的不饱和树脂A 气干性好,易打磨,流平性佳,而且消泡性十分优异,不饱和树脂B 气干性优,光泽高,密着性佳,不易产生针孔。
2.2 助剂的选择
助剂可以改善涂料的施工性能和涂层外观,提高涂料的生产效率。
2.2.1 分散剂
在涂料分散过程中添加分散剂,可以提高分散效率,节省工时,提高贮存稳定性,同时起防浮色发花作用。
2.2.2 消泡剂
PE 漆加入蓝、白水后易产生气泡,同时施工时粘度大,成膜厚,对消泡剂要求高,消泡剂应具有较低的表面张力,不溶于发泡液体,而应以极细的颗粒均匀分布在发泡液体中,消除配漆时产生的气泡,贴木皮底材由于木纹眼深,存在大量孔隙,孔隙内空气被涂料置换出来留在涂层中,加入非硅系消泡剂有很好的消泡和抑泡效果,既可以消除配漆时产生的气泡又可以防止因气泡产生的鱼眼、针孔。又不产生表面“雾化”及缩孔,喷涂时消泡能力十分优异,同时对流平有一定的帮助。
2.2.3 流平剂
涂料施工后能否形成平整、光滑、均匀的涂层,流平剂的选用十分重要。不饱和树脂的表面张力大,对底材润湿性不佳,涂层易出现桔皮、缩孔等弊病。而乐器漆对涂层外观要求较高,必须对涂料的流平性能做出认真仔细的考虑,解决成膜厚度、流挂与流平性间的平衡问题,选择丙烯酸类流平剂,其有限的相容性可降低涂料与底材间的表面张力,从树脂中渗出,使被涂物润湿,及早排出被涂物所吸附的空气,防止在涂装过程中由于涂料粘度上升阻碍气体排出而引起桔皮、缩孔现象。同时由于它同树脂相容性有限,可以在短时间内迁移到涂膜表面,形成单分子层,改变涂料的流动性,保证涂膜表面张力均匀化,提高抗缩孔能力,使涂膜平整光滑,无缩孔、凹陷、桔皮等表面缺陷,同时不影响层间附着力。
2.2.4 触变剂
吉他喷涂是立面喷涂,要求既要流平性好又不能流挂。触变剂的类型及用量直接影响喷涂效果,本文选择气相SiO2 作触变剂,气相SiO2 粒度小,比表面积大,表面上带有硅烷醇基团,这些基团可与相邻气相SiO2 粒子相互作用而形成氢键,由此形成网状结构产生触变性。这种网状结构相互作用力较弱,在剪切力下,氢键很容易受到破坏,油漆粘度随之降低,剪切力消除后,又重新形成氢键,网状结构又逐渐恢复,可以有效防止涂料流挂,改善工件边角部位的涂装质量,提高生产效率。触变剂用量对涂料性能的影响见表1。

从表1 可见,触变剂用量增大,触变性变大,防流挂性提高,但触变剂用量过大,流平性变差,触变剂的合适用量为0.8%~1.0%。

2.3 蓝,白水用量
一般温度高、湿度低,蓝、白水用量相对较少,反之则增加。蓝、白水加入量太多,则使用期短。成膜后硬度高难打磨;用量太少,漆膜交联不足,硬化慢,打磨困难,综合性能不佳。一般蓝白水比例为100(树脂)∶ 0.6~1.0(蓝水)∶ 0.8~1.2(白水)。

2.4 面漆的选择
乐器用面漆要求干燥快、光泽高、丰满度好、易抛光、坚韧耐久、抗沾污性好,既可以用PE 面漆也可以用PU 亮光面漆。PE 面漆漆膜在低温条件下板面效果不好,易产生针孔,而PU 清面漆硬度差,在高温条件下易产生痱子,为了解决这种情况,我们使用PE 面漆和PU 亮光清漆搭配使用,即用PE 漆提高施工固体分,提高丰满度,改善实际干燥时间,提高硬度和抛光性,使涂层在高温条件下不易起痱子,而PU 亮光清漆可以改善流平性,提高光泽,改善低温下干燥性,缩短涂层的不粘尘时间,两者合理搭配,可得到高硬度、高丰满度、光泽好,耐磨性好的涂层。
2.5 施工
涂料只有通过正确的施工方法,合理的施工质量控制才能达到良好的装饰效果,施工时影响喷涂效果的主要因素有:涂料粘度、空气压力、喷枪口径及喷涂间隔时间等。
一般施工参数:
喷涂压力:2.5~4 kg/cm2,喷涂压力过小,从喷枪喷不出漆雾,易形成凹凸不平的表面;压力过大,则易流挂。
喷涂粘度(25℃,涂-4 杯):PE透明底漆为30~60 s,面漆为18~25 s。施工粘度过高涂料雾化效果差,喷涂时流平性差,涂膜易产生桔皮,易露底,堵枪甚至不能施工;粘度过小虽然流平好,但易流挂,且涂膜薄,丰满度差,增加施工道数。
喷枪口径:面漆用小口径喷枪,口径为1 mm,底漆用大口径喷枪,口径为2~3 mm。
喷涂间隔时间:一般为20~30 min,以涂层表干为佳。

3 结语
以自制不饱和树脂配制的乐器漆解决了吉他喷涂时易产生针孔等问题,提出PE 面漆和PU 亮光面漆搭配使用,通过批量生产证明产品质量稳定,具有卓越的透明性,丰满度好、硬度高、立面效果佳,各项技术指标均符合客户的要求,满足了市场的需要。