功能性助剂在卷材涂料中的应用

data-full-width-responsive="true"> 功能性助剂在卷材涂料中的应用朱 莉, 吴奎录, 郑建龙, 冯春苗 ( 中化建常州涂料化工研究院, 213016)0 引 言随着我国涂料工业和涂装技术的进步, 涂料助剂的研究、开发与应用日渐为人们所重视。涂料助剂可以改进生产工艺, 改善施工条件, 提高产品质量, 赋予涂膜特殊功能, 是涂料不可缺少的组成部分。卷材涂料的开发应用方兴未艾。合理地使用助剂可改善卷材涂料的各项性能, 提升卷材涂料的品质。分散助剂可帮助颜料的润湿、分散, 防止絮凝和浮色发花, 提供良好的开罐性; 流平、消泡助剂可有效降低表面张力, 改善涂膜的抗缩孔性能, 这对卷材的连续化生产尤为重要; 固化催化剂可降低涂膜固化温度, 缩短固化时间, 提高线速, 降低能耗; 流变助剂可有效解决颜料的沉降问题, 获得薄涂时均一的涂膜及良好的贮存稳定性。附着力促进剂作为一种功能性助剂可有效改善预涂卷材涂膜的附着性能, 提高卷涂制品在使用过程中涂膜的附着耐久性。本文主要针对如何改善卷材涂料的附着力性能方面进行论述。有机涂层的附着性好坏直接影响涂膜的其他物化性能。良好的附着力是涂膜获得良好加工性能、耐介质性能及户外耐候性能的前提。对卷材涂料而言,涂膜的附着性主要是指涂膜对镀锌板、冷轧板、铝板等金属基材及配套涂层之间的附着能力。本文主要涉及卷材涂料对金属基材的附着力问题。卷材涂料附着性能的测试方法通常为划格附着法。然而, 在卷材涂料实际的性能测试中, 涂膜的耐溶剂性能和T 弯性能均从其他侧面反映了涂膜附着性能的优劣。如: 在进行耐丁酮性能测试中, 不仅考查了涂膜的固化程度, 而且还考查了涂膜在介质作用下的附着能力; T 弯性能是检验涂膜加工性能的重要指标, 同时也检验了外力作用下涂膜的附着性能。优良的附着性能是获得优质彩涂板的基础。提高涂膜对底材的附着力通常可以通过改善底材的润湿性和涂料的流动性; 利用机械打磨或化学预处理进行底材的表面处理, 以优化底材表面的几何形状及去除底材表面的污物; 选用合适的附着力促进剂增强涂膜与底材的有效接触, 使具有反应性官能团的附着力促进剂与金属底材物质形成较强的化学键合等方法来获得。本文将重点讨论附着力促进剂对聚酯氨基卷材涂料综合性能的影响。1 实验方法及测试手段1 1 样板的制备在经过脱脂铬化处理的镀锌钢板/ 铝板上涂覆干膜厚约10 Lm 的卷材涂料, 并于PMT ( 金属板温度)216~ 232 e 烘烤固化, 测定涂膜的各项性能。1 2 测试方法光泽: GB/ T 9754) 88; T 弯: NCCA 耐MEK擦拭: NCCA 划格附着: GB/ T 9286 ) 88。2 附着力促进剂对涂膜性能的影响2 1 附着力促进剂的使用方法附着力促进剂的使用方法一般有2 种: 一是作为涂料助剂直接添加到成漆中; 二是用来作金属预处理剂。以羧化的磷酸酯为例, 就上述2 种使用方法对涂膜附着力的影响作一比较, 结果见表1。注: * 金属预处理剂是以5%羧基磷酸酯配制在以乙醇为主的混合溶剂中; * * 作为涂料助剂直接添加到涂料配方中由表1 可见, 附着力促进剂直接加入涂料中具有更好的耐溶剂性能。这是由于附着力促进剂中羧基的潜催化作用进一步加速了涂膜的固化, 因而在相同固化条件下, 就表现出良好的耐溶剂性能。而作为前处理剂使用, 虽然在附着力和加工性能方面与前者没有太大差异, 但附着力促进剂的附加性能没有被完全利用而得到有效发挥。2 2 常用附着力促进剂对涂膜性能的影响在聚酯氨基卷材涂料中, 选用了应用较多的复合羧基磷酸酯、高相对分子质量的官能树脂及自制的特殊聚合物作为附着力促进剂, 并考查了上述3 种附着力促进剂在聚酯氨基体系中的混溶性及其对涂膜各项性能的影响( 表2) 。复合羧基磷酸酯在体系中的混溶性最差, 表现为光泽下降, 涂膜外观不良。高相对分子质量官能树脂与体系的混溶性最好, 光泽最高。在相同的基材和涂料配方中, 排除了涂膜的交联固化等因素, 高相对分子质量官能树脂表现出较差的耐MEK 擦拭和T 弯性能, 从侧面说明了该助剂对涂膜在钢板上的附着性能没有太大帮助。分析原因可能是相容性极好的高相对分子质量树脂很难迁移至金属基材表面形成化学吸附。而自制的特殊聚合物较涂料体系主成膜物的相对分子质量低, 且部分混溶, 有助于该聚合物在湿膜中具有较高的迁移性, 能够较快地迁移至金属基材界面并形成吸附, 利用其活性官能团与金属基材物质形成强的化学键合作用, 从而获得良好的附着力及综合性能。2 3 附着力促进剂在不同颜色配方中的使用效果由于涂料颜色的不同, 达到所需最佳遮盖力的颜/ 基比也不相同。实验中选择了3 种颜色的卷材涂料配方进行了附着力促进剂使用情况的比较。相同用量的附着力促进剂在不同配方中表现出的涂膜性能列于表3。注: 实验用附着力促进剂为自制特殊聚合物; 耐M EK 擦拭性能中擦痕由重至轻为蓝色 白色众所周知, 涂料中颜料的表面积可根据颜料用量的多少而不同; 且相同质量的不同颜料其表面积也存在差异。酞菁蓝的比表面积明显高于钛白的比表面积, 经粗略地计算, 卷材涂料中蓝色较白色颜料的比表面积高, 在使用具有高表面活性的附着力促进剂后, 涂料中具有高比表面积的颜料粒子可吸附更多的助剂分子, 从而导致用于金属底材化学键合的活性基团减少, 表现为3 个对比样中蓝色卷材涂料涂膜在钢板上的T 弯最差, 耐MEK 擦拭擦痕最明显。即相同用量的附着力促进剂在高颜料比表面积的卷材涂料配方中附着性能会降低。在上述3 组实验中还发现, 不同的条件实验配方在铝板上的T 弯性能都很好, 这除了铝板本身好的延展性和涂料优异的加工性以外, 说明在铝板上不同的附着力促进剂对涂膜变形后的附着能力的贡献相当。3 结 语附着力促进剂作为一种功能性助剂在卷材涂料中的应用十分普及。良好的附着性能是涂膜获得优良的加工性能、耐介质性能和户外耐久性能的前提。正确地选择和使用附着力促进剂可改善卷材涂料的综合性能, 提升涂料品质, 起到事半功倍的效果。