新型自泳涂料后处理剂及工艺的研究

data-full-width-responsive="true"> 0 　引　言随着涂料工业的发展,挥发性有机化合物(VOC) 对环境造成的污染问题日益引起重视,涂料工业迫切需要无污染、低能耗、高效益的新型涂料。自沉积涂料(又称自泳涂料) 是一种新型的特殊乳胶涂料,属于水分散性涂料,是由美国Amchem products 公司首先于20 世纪70 年代开发研制成功的[1～3 ] 。该涂料成膜方法既经济又独特,而且不含任何可挥发性溶剂,其介质均为水,完全符合人类的环保要求。另外,该涂料的自沉积涂层十分均匀,不存在泳透力问题,可涂装复杂工件;而且涂装工艺简单,成本低。但是自泳涂装后涂膜附着力相对较差,且自泳涂膜在烘干后也容易返锈,难以保证涂膜防腐蚀性能,目前的自沉积涂料在生产工艺上需要铬钝化处理[4 ] 。而铬钝化本身毒性较大,又污染环境,不能随意排放,应用时受到限制,不利于自泳涂料的推广。本研究采用一种新型后处理剂,根据高分子合成工艺,采用接枝共聚的方法,在大分子链中接入可反应性官能团,可直接用于自泳涂膜的钝化后处理,提高涂层的胶联程度,增强涂层的耐蚀性能。1 　试验部分1 1 　试验材料试片为1 mm 08AL 型冷轧钢板,尺寸50 mm100 mm。在自泳槽中加入130 g 蒸馏水,再加入20 g 活化剂(自制) ,在搅拌状态下加入50 g 偏二氯乙烯乳液(自制) 。1 2 　新型后处理剂( 简称H) 的制备首先称量浓度为50 %的HEDP 溶液10 %(质量比) ,加入总质量84 %的蒸馏水稀释,然后加入总质量的1 %的NH4HCO3 以及总质量5 %的添加剂B ,搅拌均匀后用浓度为5 %的NaOH水溶液调整pH值为适宜值。后处理剂工艺技术参数:固体含量8 %～12 % ,pH 值70～8 2。1 3 　工艺流程试片除油除锈清水漂洗蒸馏水漂洗放入自泳槽中浸涂清水漂洗浸入后处理剂120 ℃烘烤。2 　结果与讨论2 1 　自泳涂料的后处理工艺对比采用相同的试验材料,相同的工艺流程,制备出自泳涂层试片,选用不同的后处理工艺,可得如下结果(见表1) 。由表1 可以看出:使用此新型钝化剂后,不仅有助于增强涂膜的附着力,提高涂膜光泽度,而且完全防止了涂层的返锈。由此可见,此钝化剂可以提高涂膜的胶联度,从而提高了涂膜的防腐蚀性能。2 2 　不同浓度后处理剂对成膜及附着力的影响自泳涂膜的附着力随H 浓度的逐渐增加而不断提高,说明H 能够显著提高附着力;同时,H 浓度的升高对涂膜外观以及与面漆配套性有一定影响。随浓度的不断增加,喷氨基面漆后的附着力逐渐提高;但是当其浓度 1 5 %时,湿膜有明显气泡,因此在保证底漆与面漆配套性的前提下,H 的浓度控制在0 7 %～1 2 %之间为宜(见表2) 。表2 　H浓度对涂膜附着力和成膜的影响注:此试验后处理时间为4 min ,pH 值为6 ,烘烤温度为120 ℃。2 3 　不同pH值下后处理剂H对成膜、附着力的影响(1) 通过对比试验,分析了不同pH 值条件下后处理剂H 对自沉积涂膜附着力的影响(见表3) 。表3 不同pH值下钝化剂对自沉积涂膜附着力的影响　注:此浓度均为1 % ,后处理时间4 min。由表3 可以看到,在pH 7 时,随pH值的改变,附着力无明显变化;当pH 7 后附着力明显降低,所以后处理剂的pH值应控制在7 以下。(2) 后处理剂H 在不同pH值条件下对涂膜外观的影响(见表4) 。表4 　钝化剂在不同pH值下对涂膜外观的影响　注:此浓度均为1 % ,后处理时间4 min。由表4 可以看出:当pH 值较低时,湿膜上出现明显气泡;随pH值的不断升高,气泡逐渐消失。这是因为在pH值较低的情况下,钝化剂呈酸性,而试片本身为金属Fe ,这样就导致了Fe 与钝化剂发生了化学反应(Fe + 2H Fe2 ++ H2) ,造成生成的H2 使得自沉积涂膜出现了气泡。由表4还可见,随pH值的升高,光泽度得到明显提高,可改善涂膜外观。因此,根据pH 值对附着力及成膜情况两方面的影响,pH 值应控制在6～7 之间。2 4 　钝化时间对涂膜附着力及成膜性的影响经试验证明:钝化时间的长短对附着力具有一定的影响,而对成膜无明显影响(见表5) 。表5 　钝化时间对涂膜附着力及成膜的影响　注:均在浓度为1 %、pH 值为6 情况下。由表5 可见,随钝化时间的提高,其附着力也随之提高,对试片的成膜无影响,是一种性能优良的后处理剂。3 　结　论(1) 新型后处理剂H 具有无毒、无味、无色的优点,不仅有助于提高涂层的附着力、光泽度,而且完全防止了涂层的返锈,增强了涂膜的防腐蚀性能。(2) 随着处理剂H 浓度的提高,附着力不断得到提高;但当其浓度大于1 5 %时,对试片的成膜有一定的影响,因此其浓度应控制在0 7 %～1 2 %之间。(3) pH值控制在6～7 之间不仅有助于保证涂膜的附着力,具有较好的光泽度,而且不会影响涂膜的外观。(4) 随着后处理时间的延长,附着力得到提高,而且对试片的涂膜外观无任何不良影响。