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钢结构用水性醇酸漆配方设计与树脂选型

大家晚上好,今天我就以《钢结构用水性醇酸漆配方设计与树脂选型》为题和大家进行一个简单的交流。内容分为四个部分,第一部分是公司的简单情况介绍。第二部分是对于一些行业标准进行基本的介绍。第三部分主要是针对水性漆的设计,特别是水性醇酸漆的设计要点,抛砖引玉跟大家做一个交流,把我们的产品做一些基本的介绍。

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企业介绍

我们长木(宁波)新材料科技有限公司是在2016年注册的,目前在绍兴化工区里面有一百亩的生产基地,欢迎大家有时间过来参观。我们的实验室配套也非常完善的,涉及到树脂的一些检测设备像FTIR红外分光光度计,DSC,气相色谱,液相色谱也非常全面,以及树脂性能的检测设备也是非常齐全。

那么紧接下来重点就树脂的一些行业标准情况做一些基本的介绍。

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标准介绍

对于钢结构用水性防腐涂料的标准,大家也知道目前针对这种大气污染等级分为c1到c5,在c1到c5不同等级领域里面,涉及到钢结构用水性醇酸漆的目前主要局限于建筑用钢结构和一些c4m以下的要求,包括第三张图片配置里面有一个关于c1到c2,c3,c4一些醇酸漆目前的主要应用领域,可以看到目前主要是在c1到c3领域。

简单介绍一下说目前配套性的问题。刚才重点介绍了水性钢结构防腐涂料底漆的要求,大家可以看到上图是做了一些简单的介绍,主要是针对一些测试标准。第一个是在容器中的状态,在50℃热水7天以后,溶液状态要求不能出现分层,增稠,反粗,沉底的情况。

至于冻融稳定性要求是在-5℃的情况下18个小时,25℃的情况下6小时。同时一式三份在48小时进行三次循环。经过三次循环以后要求不能出现分层,变质,粘度变低,ph值下降的情况。

施工性的问题涉及到钢构漆的本身的刷涂,滚涂的脱泡,流挂,包括在浸涂过程中的一些微泡,还有由于静涂导致放置过程ph值的变化而增稠,包括喷涂的拉丝,成膜,起泡的问题。

闪锈抑制性大家可以看到就是用普通的冷轧板,表面喷涂涂装以后,24小时用二甲苯和丁醇3:1的比例给洗掉,观察表面有没有出现锈点,锈斑。针对闪锈抑制性我们目前的行业内有很多土的办法,我给大家做一个简单的列举。

我们要求就是喷完表干后放置到户外,在户外的环境观察有没有出现锈点。特别是在北方,比较关注的就是昼夜温差大,由于露水导致表面闪锈和起泡。那么在南方一般是在工件涂膜表面压一个冰块,由于冰块在融化过程会吸热,在吸热过程中在冰块下面覆盖的部位,工件表面有没有出现闪锈的情况,我们一般去做连续冷凝实验,比如说是在低温高湿的环境下,湿度在85以上的低温高湿密闭环境下去观察,工件放到盐雾试验箱里面不开盐雾,观察工件表面闪锈的情况。强调的就是附着力,一般要求是盐雾试验后的附着力,更多强调的是湿附着力。

水性钢结构防腐涂层配套体系的性能要求如上图所示。可以看到第一个是附着力,一般叫应力释放14天,针对像一些单组份,一些丙烯酸,一级分散体做的体系,或者说由于一些烤漆体系,在此过程中一直存在一个应力释放。有的时候一个工件表面的表面漆附着力,刚刚做出来或者是在前期,是观察不到的附着力变化的,很多时候可能是在十四天或者是一个月以上的会发现附着力发生一个极具的变化,老实说我们要在应力释放的情况下去测试它的附着力。

耐水性是要求在封边封闭的情况下,耐水性一般分为早期耐水性和耐水性。那么早期耐水性的要求是见仁见智,有些要求是在常温25℃湿度小于70的情况下,在24小时测试浸泡或者是雨淋的情况。那么有些情况下,一般标准是要求养护14天,在封边封闭下去测试工件表面,在泡水的情况下看有没有出现起泡,生锈,开裂,剥落,变色和失光的情况。

对于连续冷凝实验大家可能会比较陌生一点,顾名思义就是恒温恒湿的环境下,工件表面闪锈,起泡,起皱,失光,脱落的情况。

水性醇酸工业漆的行标。上图是水性醇酸涂料性能表,对于目前主要的问题在标准里面也都基本上都有提到。比较关键的就是热储存稳定性,由于水性醇酸漆本身的储存过程由于酯键的水解,会导致在储存过程中的粘度降低ph值下降,那么热处理的时候出现分层,湿干等很多情况。所以热储存稳定性是非常重要的一个指标,我们很多客户实际上50℃会储存做到30天或者14天然后去观察储存,特别是热储存以后把板拿出来以后和热储存之前的方便进行对比,对于耐化学性,耐水性,干燥速度很多方面,希望会发生很大的变化。

敞口放置48小时不结皮,包括冻融定性,这都是水性醇酸涂料要求的一些指标。实际上闪锈抑制性也是非常重要的一个方,面包括施工性。刚才提到的刷涂,滚涂,零涂,喷涂都不能出现问题上,所以说这是非常重要的一个指标。

在行业标准里面提到底漆主要是测试耐盐水性。面漆要求是养护14天以后测试耐水性,24小时不能有异常。不管是失光等各方面要求是在6个小时以内可以恢复。

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水性工业漆产品配方设计

关于水性工业漆的配方设计,首先针对水性漆底材筛选要求,针对不同的底材,比如说铸铁件,铝件,碳钢或者是马口铁,像金属的防腐要求包括盐雾多少,耐性要达到什么标准的情况下,底材对其影响是非常重要的。大家可以看,针对铸铁件由于表面孔隙原因,要求是非常高的。工件表面有没有进行一个预处理,喷砂,镀锌或者是磷化,对于需求也是非常不一样的。特别是防腐涂料的要求,很多人讲说我的水性漆盐雾可以做到1000个小时,有时候盐雾可以做到100个小时,但是在很多实际使用过程中的可能48个小时盐雾就挂掉了。

原因主要就是由于水性漆干膜厚度不一样,对于盐雾实验的影响是非常大的。有可能一个20μm的48小时盐雾都过不了,但是做到50μm可以轻松做过200小时。所以说水性漆的干燥条件,特别是干膜厚度,对于水性漆的耐盐雾耐防腐防锈要求影响是非常大的。

水性漆树脂的选择,我们要求的水性树脂对于底材不管是从干附着力,湿附着力要求比较好的附着力。而且能够形成一个致密的漆膜,隔绝空气中的水和氧气,化学腐蚀和吸氧腐蚀都要可以避免。

水性漆的防锈助剂。可以看到比如有缓释型的硝酸钠,钼酸钠,还有些复配型的,缓蚀和屏蔽型相复配的,还有些钝化型铬酸锶类的一些防锈助剂,让我们平常的水性树脂,特别是水性醇酸树脂由于在大气中氧化交联干燥,所以说醇酸树脂本身,包括一些综合型的像dmea也是很好的防闪锈产品类型。

这里面特别讲究水性漆中和剂的选择,实际上我们目前针对不同客户,让中和剂的客户是非常关心的,有些做建筑涂料的客户的终端客户对于气味非常敏感的,那么我们一般情况下会推荐客户选择AMP-95,AMP-95中和剂的添加量会比较大,那么干燥速度会偏慢一点,这是AMP-95的优点,就是这个气味非常低。那么有些客户针对要求干燥速度比较快,早期的耐性要好,早期的干燥速度要快的情况下,会推荐使用氨水,但是氨水的储存稳定性很差,特别是没办法上去研磨。所以说氨水的使用也受到一定的局限,如果进行一个物理分散的情况下完全是可以的。

还有一部分比如说搭配的DNEA ,二甲乙醇和三乙胺。在目前的市面上的很多树脂,还有一部分厂家的树脂是没有中和的,要拿给客户自己去中和,绝大部分厂家的树脂都是自己中和好以后拿给客户直接去使用的。咱们这个使用过程中的二甲基乙醇胺,大家可以看到闪锈抑制性是很好的,但是早期的干燥速度会变慢一点,对于我们客户在筛选过程中,选用三乙胺或者二甲乙醇作为中和剂,这是一个要仔细去思考的一个问题。你的终端客户到底是对哪一方面树脂会比较高,比如说要求储存稳定性好,那么DMEA是最好的选择,包括放闪锈,如果说要求的气味小,那么AMP-95是比较好的选择,要求综合性能比较突出的,三乙胺也是很好的一个方案。

水性漆催干剂的选择。目前市面上特别是水性醇酸的选择是五花八门,有些催干剂大概10几块钱,油性的催干剂添加简单的乳化进行配套只卖10几块钱。那么纯钴类的催干剂,有些厂家比如说上海长风可能要卖到接近200块钱。从这个角度来讲的话,实际上催干剂对于水性漆在储存过程的影响是非常大的,特别是非常高酸价,包括我们讲的铅干料,虽然很便宜,而且催干效果也不错。但是由于高酸价在储存过程中非常容易导致油漆的失干,所以说油性催干剂和水性催干剂大家一定要慎用,特别是油性催干剂主要是以铅为主,水性催干剂目前主要是以钴为主,搭配其他的一些锰,锌,符合的稀土这些催干剂来使用。

大家在使用过程中,水性漆因为毕竟是树脂,面临油转水,油包水和水包油的转化的过程,所以添加顺序是非常重要的。我们以前的某些的客户会遇到,做10缸漆,9缸漆都是正常的,其中有1缸漆就废掉了。所以建议大家做水性树脂,特别是水性醇酸漆助剂的添加顺序是非常重要的。我们一般建议把树脂投到缸里面去的时候,首先是加ph调节剂,然后去添加一些比如说bcs,一些助剂去降粘,然后是催干剂,特别是在这个过程中,一般前添加的一些催干剂,要求是在树脂进行充分包裹的情况下,再把它进行一个水的转向。这样有助于一个稳定的分散和降粘。然后添加一部分的消泡剂,流变助剂。

水性漆特别是水性醇酸漆,前期的清漆制备过程非常重要,第一步做不好的话会导致成漆粘度降不下来,还会出现分层分水的情况。

添加顺序是按照树脂,ph调节剂,催干剂,分散剂,研磨部分的消泡剂,流变助剂去进行添加,这个过程至关重要。

关于润湿分散剂大家也都比较熟悉,上图罗列了一下润湿分散的选型,推荐大家进行一些有机颜料和无机颜料进行混磨的时候,比如说中黄,酞青中蓝,那么酞青蓝和钛白粉混磨的时候,建议的分散剂的进行复配的使用。针对无机颜料一般推荐使用阴离子型分散剂,比如说钠盐,磷酸盐。针对有机颜料一般还是推荐使用一些聚氨酯类的,或者丙酸酯类的进行复配进行混磨,这样的效果会比较好。

要保证在极限测试的情况下,水在添加量30%-50%的情况下,基材润湿剂要有效的控制水性醇酸漆不能出现流挂,露底,缩边和镜框不良的发生。那么基材润湿剂目前大概市面上贵的大概有200多块钱,像迪高,BYK,240,245,270,非常便宜的大概20多块钱这种非硅类的,九级硅氧烷改性磷酸酯的一些产品,磷酸酯类的产品像DO75这些产品。大家在使用基材润湿剂选择的时候要注意减少基材润湿剂和消泡剂的冲突。

脱泡剂的选择方面,一般在研磨阶段都会添加一部分的消泡剂,保证研磨过程中不要出泡。由于水的表面张力大导致一些微泡,我们在兑稀阶段一般添加一些像迪高的一些助剂脱泡消微泡。

水性助溶剂的选择,比如现在用的一些炔二醇的消泡剂,可以加一些比如说异丙醇,乙醇一类的东西,会发现也能起到类似的效果,特别是在早期突破效果来讲。水性漆不是全部是水就是最好的,实际上很多性能,比如说把200号进行微泡去脱,在成漆里面添加一些200号,对于水性漆会起到非常多意想不到的效果。

可以看到在烤漆里面选择乙二醇丁醚,丙二醇甲醚和异丙醇的不同助溶剂,会发现对于成漆的开稀粘度和成漆粘度,包括防流挂,雾影,活化期都有非常大的影响。

水性工业漆防沉和防流挂。目前常用的一些防沉主要是改性的膨润土,氨改性这方面。改性有机膨润土的优点就是便宜,但是也有些缺点,一个是热处的时候防晒效果一般,对于耐盐雾也有很大的影响,当然有机膨润土的优点就是成本比较低,能起到一些基本的防沉效果。

气相二氧化硅的话有些厂家对于成本要求比较苛刻的情况下也可以选用,那气硅的好处就在于既能起到防沉的作用,又能起到一定的防流挂作用。

凹凸棒土是最近年来应用比较多的一个产品,凹凸棒土的优点就是增稠效果比较明显。但是缺点大家也知道是后增稠非常严重的,当时做了个漆感觉粘度还OK,结果发现一天以后粘度增的是非常厉害的。

那么防沉和防流挂还提及到增稠剂,包括碱溶胀的增稠剂,包括疏水缔合型的碱溶胀,聚氨酯,中剪,低剪,高剪的一些增稠剂,也能起到很好的防沉和防流挂了作用。

重点提醒大家要注意,在树脂筛选过程中会发现同样的配方不同的树脂,疏水性不一样,假稠性不一样会造成漆膜释放性区别。大家可以看到树脂对于防沉防流挂的影响也是非常大的。比如说在烤漆里面去添加325和303,不同的中涂和面漆里面,325和303不同的氨基树脂,会发现防流挂方面有非常大的区别和差异。

上图所示做的钢桶左边是套色切边的时候,那右边的是led的灯座。如何保证尖锐突出的地方有很好的不留挂很好的附着,这个是需要好的设计。

关于颜料方面,大家可以看到特别是对于水性醇酸漆来讲,颜料不一样其影响是非常大的。可以看到有些人发现同样的颜料,不同厂家的中铬黄,酞青蓝在水性漆里面,会发现储存稳定性有天壤之别,包括在储存过程中的反粗,包括颜料的迁移都有很大的影响。所以说在颜料筛选过程中,针对一些比如说铁红粉,炭黑,中黄,中铬黄这方面,大家一定要特别的注意一点,由于BCS的使用,要观察其颜料本身的表面处理导致的储存稳定性的问题。

颜料在水性涂料里面的着色力会更高,这是clariant的测试的结果。大家可以看到选用不同的颜料,在水性漆里面的着色力相比较传统油漆来讲会更高,也就是喷涂面积会更大。

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水性工业漆树脂产品介绍

水性工业漆的产品介绍目前市面上常温自干的钢构漆主要是两大体系,水性丙烯酸乳液漆和水性醇酸漆。目前的在发达国家包括我之前在杜邦的时候,基本上醇酸漆和乳液漆的占比基本是各占一半,但是在国内绝大多数厂家目前主要还是以丙酸漆为主。当然我也理解丙烯酸乳液漆在配方设计过程中原料比较易得,而且配方相对来讲,因为丙酸乳液本身的快干和早期耐水性的优点,所以说目前我们市面上的主流还是以丙酸乳液为主。

我个人是这么个观点,不管我们怎么做,虽然有推陈出新了很多东西了,但是我认为还是走到了发达国家的老路,实际上经过逐渐理性化的回归,目前的水性醇酸漆,在一些主流的厂家里面,越来越认识到水性醇酸漆的优势,那么我是进行了简单的罗列,只是一个抛砖引玉。

随着现在环保越来越严,很多施工工地已经不再建议使用喷涂,越来越多的是采用滚涂和刷涂。那么在金属底材表面进行滚动刷涂,大家更会发现水性醇酸漆的一些显而易见的优势。那么用乳液去做的话,大家会发现是很难达到的,实际上随着环保来越严的情况下,在大面积采用滚涂的情况下,水性醇酸漆实际上会越来越成为明智的选择。

水性醇酸漆和水性丙烯酸乳液漆的主要技术指标对比。这个是之前跟佐敦的张鹏飞技术团队进行技术交流的时候,我自己进行了一个简单的罗列。那当然这个也不一定完全客观,大家可以看到就是在干燥速度方面,特别是无气喷涂来讲,丙烯酸乳液的底漆面漆都有非常大的优势。但是可以看到在涂装面积和水的添加量方面,水性醇酸漆还是有非常多的优势,当然这是一般性的情况。

在埋弧焊喷涂的情况下水性醇酸漆也是有很大的优势。另外一方面就是耐水性,相比醇酸漆来讲,丙酸乳液的体系早期的耐水性是非常有优势的,在带油涂装和带锈涂装领域,现在有用到很多转锈的乳液去解带锈涂装底材的问题。但是针对带油涂装,包括闪锈抑制性方面水性醇酸漆还是有它的优势。

之前大家认为水溶性树脂,特别是水溶性醇酸这些方面的成本一直很高,使用乳液特别是大面积采用建涂乳液用在轻防腐领域,实际上是很多主流厂家的选择。但是随着水性醇酸树脂的成本的逐渐下降,目前水性醇酸漆的成本已经低过水性丙烯酸乳液漆了,特别像在防锈漆包括高光面漆领域,还是有非常多大的优势的。

水性丙烯酸乳液漆现在最低的话也要做到6块钱的成本,但是水性醇酸底漆的话现在已经可以做到5块钱左右的成本。那在高光面漆领域,水性醇酸漆成本基本可以控制在9块钱到11块钱。丙烯酸面漆的话成本就非常高了,因为很多乳液的话成本大概也在12-13块钱。

重点讲一下水性醇酸树脂。实际上圈子里面很多朋友也认识,大概三年前我就在做水性醇酸树脂,那个时候品牌叫泰诺,水性醇酸树脂已经过了三代的发展。最开始的水溶性醇酸树脂,当时就是解决水溶性的问题,再一个就是解决储存稳定性的问题,储存过程中不能水解,水解程度让人可以接受,要50℃4天以后拿出来喷涂,干燥速度要能满足我们的要求,耐水性达到标准,具有一定的初期耐水性。但是水性醇酸面临的三个问,储存稳定性,早期耐水性和早期干燥速度都一直没办法很好的解决,所以我们研发的第二代的醇酸树脂。

醇酸树脂第一个就是环氧改性醇酸,优点就是早期耐水性好,但是还由于环氧本身大分子环氧的改性,一个是会导致接枝效率不高,接枝效果不好的话会导致树脂的扩链分子量会比较大。第二个就是环氧接枝改性醇酸会导致干燥速度变慢,所以说环氧改性醇酸主要还是在底漆领域应用得比较多。那么第二个比较成熟的技术路线,就是采用丙烯酸去改性醇酸。

改性醇酸的优点是非常显而易见,第一个是醇酸树脂的变成了短油,那么短油醇酸树脂早期的干燥速度会比较好,丙烯酸改性醇酸的树脂由于丙酸树脂的是一个物理干燥,玻璃化温度比较高,所以说丙烯酸改性醇酸的树脂表干速度比较快,指压干的速度也比较快。但是丙烯酸改性醇酸的树脂缺点也是显而易见的,一个是说层间附着力,再一个特别大的硬干,可以发现很多这种高光的丙烯酸改性醇酸的面漆拿来做高光的面积,大概放了10-20天以后感觉硬干还是很差,就是一扣还是扣得掉,有的时候进夏天还会反粘。丙烯酸改性醇酸树脂本身由于化学交联,空气氧化交联的链段实在太少了,所以说这个树脂本身的实干是不太好的。

丙烯酸改性醇酸的树脂由于链段比较短,所以说树脂的油度比较短,必须要采用大量的消泡剂,流平剂,分散剂,这些东西不加是不行的,因为短油醇酸的对颜料的展色润湿性不是很好的。

第三树脂当然也仁者见仁,智者见智,目前的研发的方向主要是针对解决醇酸树脂的三个弊端,储存稳定性不过关,早期耐水性差,干燥速度慢。应用tdi或者ipdi去改性醇酸的优点,第一个可以提高干燥速度,因为tdi是玻璃化温度会比较高。第二个就是由于tdi聚氨酯链的引入,包括聚醚链的引入会降低醇酸树脂之间的比例,提高储存稳定性。第三个因为早期干燥速度快,表面疏水性更快,所以早期的耐水性会更优。

最重要一点通过tdi改性醇酸可以保证油性醇酸的优点的情况下,还具有一个较高的油度,比如说在59℃左右的情况下,仍然保留醇酸树脂这些优点的情况下,还可以提高干燥速度。

目前很多国外的水性醇酸树脂厂家的技术路线来讲,聚氨酯改性醇酸树脂确实是一个非常好的技术路线和选择。包括一些核壳结构的丙烯酸为壳,醇酸树脂为核的产品也是非常具有很多优势。

主要是做了CM-0075和CM-0077。CM-0075实际上是一个长油的醇酸树脂,油度大概在55左右。这个树脂的优点就是对光泽丰满度很好,保光保湿性也很好,干燥速度适中,成本性价比非常高,大概26个点的树脂,光泽就可以做到90以上,所以说这个树脂的性能就是光光泽非常高,适合做一些高颜基比,保光保湿要求比较高的一些产品。

CM-0077是短油的醇酸树脂,也是一个改性的短油醇酸。当然就具有了短油醇酸的优点,表干快,早期的耐水性好,包括湿干也非常好,比较符合在钢结构施工涂装时候的打包,雨淋这些要求。

水性漆特别是醇酸漆基本分这么几类,最低档就防锈漆,中档的调和漆,再好一点的就是高装饰面漆。那么不同的应用领域,包括钢构用的面漆一些配方设计的一些思路,我这边罗列了一个配方进行抛砖引玉。

铁红防锈漆这只树脂的优点就是在于,如果树脂用tdi改性醇酸树脂以后,能在一个比较OK的干燥速度情况下的保证树脂很多特色。实际上这支CM-0077短油醇酸树脂,大家可以看到配方里面还是要添加包括像基材润湿剂,分散剂,消泡剂这些东西。但如果是用到CM-0075这支树脂去做这个配方的话,可以看到很多助剂是可以不需要添加的,成本的会降低很多。

树脂的配方思路角度来讲,目前也跟国内的很多厂家像展辰,传化,樱花,紫禁城很多厂家进行了配套。

目前市面上防锈漆主流的技术路线主要有两种。一种是正着做,可以看到配方里面不加什么增稠剂,成漆粘度一次就做到85-120ku,在使用过程中的直接加水把粘度降下来,这样的好处就在于,可能颜基比会比较高,漆膜的堆积高度会比较高,缺点的话就是成本会高一点。再一个就是漆膜堆积高度高的情况下,也会带来一些其他方面的问题,特别是干燥速度的问题。

整个配方做下来,粘度是控制到涂4杯大概在40-60秒的范围内,通过增稠剂把漆的粘度做起来,保证稳定储存和防流挂。

优点就在于成本低,漆膜会相对偏薄一点,干燥速度会更快一点,还有就是颜基比会更合理一点。可以看到配方的颜基比实际上是不高的在2.5左右,是比较合理的颜基比。如果是用正着做的话,可能颜基比大概要做到3-3.5以上。所以正着做反着做各有各的优点,反着做还有优点就是在喷涂过程中,因为是靠增稠剂把粘度增起来的,在使用过程中会有很大的粘度,比如说在100ku的情况下是添加5%的水,粘度一下就下来了,减少在客户使用过程中加水量过多导致的喷涂流挂的问题。这个也是非常重要的一个指标,反着做的优点成本会偏低一点。

针对水性漆的一些情况,我们比较关注的就是初期耐水性。很多客户对这方面是非常关注的,一般要求漆喷完表干以后,进行雨淋。我们是建议客户在实际测试过程中,在24小时之内的话,还是以雨淋为主。大家也都知道水性醇酸漆在户外和在室内完全是天壤之别,有风没风的影响区别是非常巨大的,差异也是非常显著的。

当然最理想的耐水性测试的状态,就是在户外进行雨淋,有空气中的氧气和水的情况下进行雨淋测试表面的闪锈抑制性和初期耐水。其实我们树脂厂家来讲一般要是喷完以后表干以后,或者我们指压干以后就测试泡水和雨淋。

在实际的使用过程中,通用的方法一般是在25℃,湿度小于75h的情况下,常温自干24小时以后进行泡水,要求72小时测试泡水性。另外一个情况就是养护,一般建议养护时间在14天,因为有时候7天醇酸漆还是没有办法完全干透,在养护完全达标的情况下去测试耐水性。目前市面上也有些常用的方法,在常温的情况下放置2天,比如说48小时常温放置2天,那么第3天在80℃情况下去烘烤2-3个小时,按这个方法去模拟养护完成以后的情况,通过实测结果来讲还是比较接近,但还是有一定的差异,但是可以用这个方法去做模拟。

对于漆膜厚度的问题,大家可以看到就是实际上还是我之前讲的,正着做反着做漆膜厚度上有还是会有很大差别的。如果是正着做,漆膜的固含保证在55左右的情况下,一般两枪膜厚至少可以做40μm。如果是反着做,一般两枪膜厚可能只能做到28μm左右。实际上正着做反着做漆膜膜厚不一样的情况下,干燥速度和早期耐水性也会有非常大的差异。

由于聚氨酯改性醇酸得天独厚的优势,可以看到采用CM-0077这只树脂,由于树脂本身的聚合度比较大,添加量只加到20个点的情况下,光泽基本上可以做到50以上。就是说在分子量粘度较大的情况下保证良好的成漆粘度,同时又可以保证一个比较好的光泽。

水性的高光面漆,看到整个配方里面,这些树脂成本只做到26点树脂的情况下,一般建议底漆颜基比控制到2.5,底面合一颜基比控制2,面漆的话一般要求颜基比控制到1。成本也是具有非常大的一个优势,而且还添加了6.5个点的硫酸钡,当然这个可以添加更大的情况下,就可以保证光泽大于85,还而且具有非常好的初期耐水和养护后的耐水性的指标。

大家都是特别要注意水性醇酸漆在施工过程中的几个要点一个是在水性醇酸漆的配方设计的角度来讲的话,刷滚涂的配方和你的喷涂成漆配方差距还是很大的。正是由于水性醇酸漆的一些情况,导致了在渠道销售方面要非常注意,在刷涂滚涂的时候一定要注意能连刷,滚涂的时候不能起泡,再一个就是一辊接一辊,表面间隔的地方不能带,这个是非常重要的一点。这个配方喷涂还是有一定的差异的。再一个就是一些工件浸涂,要考虑由于在挥发导致储存过程中增稠的问题,水性醇酸漆一般不建议用在浸涂领域也是非常有道理的。

水性醇酸漆要保证储存稳定性。因为油性醇酸漆一般控制到涂4杯的90-150秒,但是在水性醇酸漆里面,一般建议在85-120ku的情况下是比较OK的。

还要注意水稀释性,大家也都知道在水性醇酸漆测试的过程中,一般首先会测稀释比,树脂在添加多少水的情况下,可以达到喷涂粘度,一般是30秒左右的喷涂粘度,稀释比也是在配方设计的时候非常重要的一点。建议添加5%-10%的稀水情况下,喷涂粘度在拐点以后迅速可以降到30秒,对于终端客户来讲是非常重要的一个指标,要控制加水量,还要保证非常好的水稀释性。

加水量的方面来讲就是仁者见仁,智者见智。我们一般建议加水比例不超过40%,但是也有客户通过增稠剂把油漆做到粘度很大的情况下,添加比较多的水量,那么要保证在水添加量较多的情况下,还要控制流挂,露底,缩边和镜框不良的发生。

水性醇酸漆在做成配方以后要重点测试低温高湿,还有就是连续冷凝下的漆膜状态,特别是讲到在北方环境下,要测试昼夜冷热温差交替的情况下,由于昼夜露水导致表面起泡和起皱的情况。

因为长期的梅雨季节,包括低温高湿,这是在南方是比较多的情况,那么要保证在低温高湿的情况下,特别是由于工件的堆叠,导致的钢结构的闪锈,包括说连续冷凝的漆膜破坏情况下,长期的低温高湿要观察漆膜表面的状态,这个也是非常重要的,特别是要适应户外的使用。

以我们现有的树脂的重涂性还是非常不错的,基本上可以做到湿碰湿,不太会出现咬底的情况。铁红底漆喷油性的面漆或者是喷水性的面漆,湿碰湿喷也好,干喷也好,但是大家在使用过程中要筛选特定树脂,特别是要考虑在辊涂,大家知道滚个铁红底,滚个中黄面情况下,连续滚出两道底漆,然后再连续滚涂两到面漆的情况下,一定要注意重涂性,这个是非常重要的。

水性漆的早期耐水性,针对水性醇酸漆目前来讲早期耐水性还是劣于传统油漆。当然一般要求在24小时以内的严禁淋雨。当然在实验室测试的情况下,一般是表干以后就扔到水龙头下面去雨淋,但是方面的早期耐水性还是大家重点要去关注的指标。

再一个就是水处理方面,因为有些水溶性的醇酸漆涉及到水处理,这也是非常要注意的环节。特别是在用水箱的时候,可以看到有很多种脱漆剂,针对喷房的内壁,尤其是很多水性漆有很多方式。比如说在表面涂一层甘油,常用的甘油涂了以后再去喷水性漆,喷完以后就涉及到处理,不要拿铲刀去铲直接拿水去冲,把甘油一冲把表面这些废漆全部给溶解下来,这样算是帮助处理喷漆车间的废漆的回收吧。

所以要保证绿色涂装的情况下,还要考虑到方方面面。还有就是水性漆和油性漆切换的时候要注意管路的清洗和循环。

大家思考下刚才讲到的一些问题,比如高湿度情况下水性自干涂料的挥发速度,一些单组分自干漆在铸铁表面的闪锈,包括单组分自干漆室外三十分钟以后室外存放淋雨发白,单涂层水性漆的耐盐雾,这方面我们可以大家可以一起讨论一下。

我的分享就到此结束,希望和大家多多拍砖,多多交流。也希望大家有时间的可以来长木(宁波)新材料科技有限公司参观,不管是从成漆设计也好,包括从树脂的技术合作也好,很多方面,我们都可以进行非常多有益的探索和交流,谢谢大家。

 问答环节: 

▶ 问答环节是每期技术沙龙中,金色摇篮群友对本期嘉宾的问答记录。

1.问:想问下乳液型醇酸树脂和水溶性醇酸树脂的差异和优劣,还有目前市场的情况

1答:实际上在国外水性醇酸漆和水性乳饼干溶液体系,其实是平分秋色的大概各一半,但是在国内,目前坦白的讲水性乳液还是占据很大的份额。前段时间我去佐敦跟他们的技术团队进行技术交流,他们也是思考他们的技术路线主要是以水性乳液为主还是以水性醇酸漆为主。上面我也提到了很多对比,从储存稳定性,冻融稳定性,干燥速度,早期耐水性来讲的话,我个人认为各方面来讲水性醇酸漆通过各种改性已经逐渐达到了乳液的性能。

逐渐达到乳液性能的情况下,从闪锈抑制性也好,成本也好,储存稳定性也好,埋弧焊的带锈涂装,带油涂装,埋弧焊的表面应力释放这些环节来讲,我个人认为水性醇酸漆特别是在新的一年内是会有一个大的突破。

我目前合作的一个年产大概销售额在一万吨水性乳液为主的厂家,他们也计划明年大概要拿百分之五十的产品出来去切换水性醇酸漆。

2.问:溶剂型alkyd的Voc好像比现在水中和型的voc也差不太多?

2.答:目前水综合的树脂的voc,在底漆和底面合一的情况下一般不会超过50,高光面漆的voc一般也不会超过100。可以看到就是从成漆配方里面,大概算一算就知道voc是在什么范围内。溶剂型的水或醇酸漆,目前voc含量还是很高,大家都知道传统的溶剂型醇酸漆voc应该是会超过400的。

而且水性的醇酸漆在使用过程是加水的,溶剂型在使用过程中是加稀料的,这样的voc也会提高的。

3.问:请问据您了解,目前水性醇酸涂料做盐雾试验最长多久?

3.答:水性醇酸涂料盐雾时间,首先跟膜厚有关,一般要求37℃45°,50μm膜厚封板封边封背,不添加防锈颜填料的情况下,大概是做到90小时。如果添加防锈颜填料,特别是进行一些改性的情况下,我个人认为应该200小时没有什么太大问题,指的是冷轧板底材。

而且在实际使用过程中,特别是在户外暴晒的情况下,水性醇酸漆的耐盐雾效果表现还是非常不错的,特别是在tdi改性的情况下。

4.问:你们水性醇酸抗回粘效果如何了?特别是气温较高情况下。

4.答:这个主要取决于树脂干燥后的玻璃化温度,相比较环氧改性和丙烯酸改性  长油醇酸实际上最终硬度和回粘最好

5.问:丙烯酸改性醇酸为什么实干慢

5.答:化学交联的链段少了,物理干燥的链段多,夏天容易反粘  高光面漆,TDI改性醇酸还是保留了足够的双键。

6.问:水性醇酸能否改型到苯丙乳液的干燥速度的。表实干。

6.答:现在的0077A可以做到短油的12h到B,当然也牺牲了其他性能,表干了就雨淋72h  2个小时指压干。

7.问:请问你家醇酸树脂漆遇到大雾小雨天气表面会出现什么变化

7.答:还是回归树脂的本质,如果是长油醇酸树脂,比如0075树脂,虽然早期性能差,但是后期有足够的交联密度,基本表面变化不大 。  

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