一种可剥离轮毂改色喷漆的研究

data-full-width-responsive="true"> 一种可剥离轮毂改色喷漆的研究刘家1，张志良1，凌辉1，2，郑义钊1，郑吕凤1(1广东三和化工科技有限公司，广东中山 528429；2广东新山禾发展有限公司，广东中山 528429)0 前言在中国汽车市场，传统车型外观颜色单调，而各汽车厂商主要力求改善汽车的功能性及宽敞度，真正涉及汽车外观颜色的改变并不多。伴随国内汽车消费文化的成熟，车主对车身颜色的个性化需求也日益增加，从而使可剥离轮毂改色喷漆得到快速发展。其原理是将涂料喷涂于轮毂表面，经自然干燥后，会在轮毂表面形成一层高分子材料薄膜，可以有效保护轮毂表面不受擦伤和因处于阳光照射、风、霜、雨、雪等自然环境而产生变色、粉化、老化等缺陷，同时可满足车主对颜色的个性化需求，丰富车身颜色。在不需要保护时可以手工揭去，使用方便效果理想。可剥离性表面保护膜兴起于20世纪70年代初的日本，并在80年代进一步发展。此外，美国及欧洲一些国家经过20多年的研究更新，在产品性能、产量、品种等方面有很快的发展，例如：Bernola OA在1970年就曾发表过有关快速干燥可剥离膜在核技术的应用。目前，我国可剥离性保护涂料的生产立足于环保，保证产品对人体和环境无污染等方面的研究和发展，已经达到了一定的水平。例如胡乃昌等用SBS树脂、滑石粉、酚醛树脂及其他助剂制备出的可剥离性保护涂料，易于手工剥出，具有良好的柔韧性、延伸性、附着稳定性和可剥性，可用于金属幕墙和其他材料的临时保护，并在一些领域得到应用。本文以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质，从不同溶剂类型、SEBS含量及料气比等因素对可剥离轮毂改色喷漆各项性能展开研究。1 试验部分11 试验材料试验所需的原料来源及规格见表1。12 试验设备分散机，SFJ-400，上海现代环境工程技术；旋转黏度计，NDJ-85，上海昌吉地质仪器；邵尔橡胶硬度计，LX-A，浙江乐清市海宝仪器；涂-4杯，深圳三利；灌封充气设备；电子天平，ES4100，精度001 g，德安特传感器。13 试验方法131 基础配方设计试验基础配方初步设计如表2。132 液体SEBS和色浆的制备称取一定量固体SEBS，边分散边加入至相应溶剂中，调整分散机转速为1 000 r/min，分散5 min，密封放置1 h以上至体系呈透明无明显颗粒为止，得到固含量为25%的液体SEBS，备用。称取一定量液体SEBS和分散剂D-851，边分散边加入一定量荧光粉，调整分散机转速为1 500 r/min，分散30 min，密封放置，得到色粉含量为20%的色浆，备用。133 可剥离轮毂改色喷漆的制备按表2配方称取一定量已制备好的色浆、液体SEBS、其他微量助剂等，边搅拌边加入至相应体系的溶剂中，分散机转速调整为800 r/min，分散15 min即得到基础色漆，过滤后按一定料气比充入DME，进行灌封分装，得到荧光色可剥离轮毂改色喷漆成品。2 结果与讨论21 成膜物SEBS质量含量的探讨SEBS是一种多用途的新型热塑性弹性体，在科技界有人将其称之为第四代橡胶。SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。加氢后的SBS的中间聚丁二烯嵌段就转化成了乙烯和1-丁烯的无规共聚段而成为SEBS。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。SEBS与SBS相比，SEBS的耐热性显著提高，使用温度和加工温度分别可达130 ℃和290 ℃，而SBS相应为65 ℃和200 ℃。耐候性好，暴露试验3 000 h后，强度保持率为95%。SEBS耐无机酸、醇类等化学品，具有良好的溶解性和共混性，能溶于常用的溶剂中，能与许多聚合物共混，能与其他材料如橡胶工业中常用的烷油或环烷油，以及其他聚合物和填料配炼生产特殊用途的制品。在本研究中，用相同的工艺条件和计算参数，制备出固体SEBS质量分数分别为8%、10%、15%、18%、20%这5类可剥离轮毂改色喷漆，将其喷涂于铁板上。通过检测不同SEBS含量涂料的黏度和涂膜的剥离效果，确定合适的SEBS质量分数。其检测结果见表3。从表3可知，随着SEBS质量分数的增加，涂料黏度不断增加，黏度过高对喷漆喷出效果影响极大，因此需防止其黏度过高，则SEBS质量分数不宜过高。从剥离效果可知，当SEBS质量分数为15%时，即可整张剥离，黏度为13 s，亦满足喷漆喷出效果。则试验表明，成膜物质SEBS质量分数为15%时，满足设计要求。22 溶剂类型对可剥离涂膜的影响为满足可剥离喷漆的施工工艺，要求有不同的溶解性和挥发特性的溶剂来配合。使用单一溶剂不能胜任，必须应用混合溶剂，以照顾全面。而混合溶剂又不像单一溶剂那样简单，它除了满足溶解性和挥发特性外，还有溶剂平衡的问题。本试验以二氯甲烷、6溶剂油、甲苯、二甲苯和醋酸乙酯按不同比例制备5种不同挥发速度的混合溶剂，分别制备可剥离喷漆，喷涂于铁板上。通过检测可剥离涂膜各方面的性能，确定其合适的溶剂类型。其检测结果如表4所示。由表4可知，随着低挥发性溶剂含量的增加，涂膜出现针孔的状况得到明显改善。溶剂挥发过快，涂膜表面快速干燥，涂膜内缝隙减少，导致内层涂膜内的溶剂无法全部从剩余空隙中挥发，从而突破涂膜，形成气孔或针孔。增加低挥发性溶剂，延长涂膜表干时间，可以改善出现针孔的状况，但是随着低挥发性溶剂的不断增加，涂膜变软，不易剥离，且表干时间过长。综合考虑可剥离轮毂改色喷漆各方面需求，当低挥发性溶剂质量分数为60%时，符合设计要求。23 增塑剂含量对涂膜可剥离性的影响增塑剂又称为软化剂，是指能够降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能，并能提高胶料的物理机械性能，降低成本的一类低分子量化合物。石油系增塑剂是橡胶加工中使用最多的增塑剂之一，增塑效果好，来源丰富，成本低廉。本试验选用芳烃油作为SEBS增塑剂，芳烃油也称芳香烃或芳烃，是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物，它是石油化工的基本产品和基础原料之一。具有良好的橡胶相容性、耐高温、低挥发等特点，能显著改善橡胶的加工性能，可以增强橡胶产品的抗风化、耐氧化、耐磨擦、抗衰老程度，同时能帮助胶料中填充剂的混合和分散，被广泛应用于再生胶及多种橡胶制品等行业。本试验中，加入增塑剂芳烃油的质量分数分别为1%、15%、2%。芳烃油在帮助胶料混合和分散的同时由于自身黏度较高，造成黏度先降低后升高的现象。其邵氏硬度在增塑剂含量为15%时有所降低，但基本变化不大，如图1所示。分别将3组液体SEBS做成可剥离喷漆成品，检查涂膜可剥离性，检测结果显示增塑剂质量分数为15%时，涂膜可剥离性能好，符合设计要求。24 料气比对涂料喷出状态的影响本探究试验以DME为抛射剂，DME本身是一种极性化合物，但与许多极性及非极性溶剂均具有良好的相容性，能与大多数树脂相容。试验共设计5种不同料气比，通过分析不同料气比下涂料喷出状态，确定其理想的料气比，结果如表5所示。不同料气比对漆料喷出状态影响很大，从而间接影响涂膜性能。当充入气体较少时，雾化效果不好，喷出时料液容易出现飞丝的现象。反之，充入气体较多时，雾化过度，影响涂膜可剥离效果。由表5可以看出，当选用料气比为5∶3时，喷出状态能达到设计要求。3 结语(1)通过初步筛选，配方中成膜物质SEBS质量分数为15%，稀释剂中低挥发性溶剂质量分数为60%，增塑剂质量分数为15%，料气比选用5∶3时，可剥离轮毂改色喷漆各方面性能及可剥离效果，均符合设计要求。(2)利用SEBS为主要成膜物质制备的可剥离轮毂改色喷漆，各项指标满足汽车涂料的性能要求。(3)本探究试验开发的可剥离轮毂改色喷漆，具有可剥离性好、耐候、耐水、耐摩擦等特点，在保护轮毂的同时满足车主对色彩个性化的要求，具有良好的市场前景。