从表3可以看出树脂A有很好的丰满度和硬度,搭配固化剂D有相对较好的光泽稳定性;树脂B的光泽非常高,搭配固化剂D的光泽稳定性也较好,但涂膜的丰满度稍差,最终硬度只有HB。两种树脂配不同的固化剂,涂膜表面都难免有痱子,涂膜有微小波浪。综合性能来看,选择树脂A搭配固化剂D继续进行实验。
成膜助剂在水性涂料成膜过程中起着重要作用,一方面,成膜助剂挥发,乳胶粒子慢慢融合交联成膜;另一方面,成膜助剂不同沸点的搭配使用,可以调节涂料梯度干燥,延长涂膜开放时间。本实验研究表明,在使用羟基丙烯酸树脂A的水性双组分高光清漆体系中,相比DPM、DPnB、BCS有助于减少痱子的产生。
消泡剂是涂料配方体系不可或缺的成分之一,消泡剂适当的搭配,能赋予涂料良好的状态和施工性,减少涂膜弊病的产生。本实验研究表明,添加消泡剂3,能有效减少痱子的产生。消泡剂3相比普通类型的消泡剂,不仅具有较强的消泡性,在涂膜干燥阶段,也有助于消除反应时产生的泡沫。
2.4.3 n(—NCO)∶n(—OH)因素
如前所述,在水性双组分涂料中,—NCO分别会与水、—COOH生成CO2,一般在设计配比时,会让固化剂适当过量,若固化剂加量过多,反倒会产生副作用。实验研究表明,n(—NCO)∶n(—OH)高于2.0时,易起痱子;n(—NCO)∶n(—OH)约为1.5,痱子能得到比较好的控制。
2.4.4 环境因素
水性涂料的干燥极易受到环境因素的影响,其中温度和湿度是两大关键因素。高温高湿、天气闷热,不利于水分的挥发,这种环境下水性高光涂料最容易产生痱子;低温高湿,水分难挥发,同时—NCO与—OH的反应活性降低,成膜效率降低,容易起痱子;高温低湿,水分挥发快,反应相对剧烈,涂膜表干快,表干里不干,也易起痱子;低温低湿,—NCO与—OH的反应活性降低,表干相对快,也不利于形成理想的涂膜。
本实验研究表明,温度15~25 ℃,湿度50%~65%,有轻微的空气流动,不易起痱子,有助于形成理想的涂膜。
2.4.5 喷涂厚度因素
喷涂厚度也是影响水性双组分高光涂料是否易起痱子的重要因素,涂膜太薄,不利于流平,涂膜丰满度不够;喷涂太厚,不利于涂料干燥,在高光体系中,特别容易起痱子。本实验以树脂A体系搭配固化剂D,n(—NCO)∶n(—OH)=1.5,在25 ℃、湿度70%条件下,分别制得湿膜为80 μm、100 μm、120 μm、150 μm、180μm、200 μm的涂膜,干燥后发现180 μm、200 μm的样品严重起痱子。
2.5 影响水性高光清漆流平的因素探讨
高光涂料涂膜表面的缺陷都容易被察觉,水性高光涂料涂膜流平相对不易控制,在前述实验中,涂膜流平效果都不是很理想。本实验经过多次测试,对比了大量市售产品,成功寻找到一款流平剂,应用到羟基丙烯酸树脂A的体系中,能大大改善涂膜的长波流平,最终制得理想涂膜。
3 结 语
经过研究,可以从以下方面进行筛选、控制,实现水性双组分高光清漆的制备。
(1)选择羟基含量在3.0%的水性羟基树脂;
(2)选择合适的水性异氰酸酯固化剂,能与树脂体系有较好的配伍性;
(3)n(—NCO)∶n(—OH)的比例控制在约等于1.5;
(4)配方中可以从成膜助剂、消泡剂方面调整,减少痱子的产生;
(5)配方中可以从流平剂方面调整,实现涂膜流平;
(6)喷涂湿膜厚度在120 μm以下,晾干环境控制温度15~25 ℃,湿度50%~65%,有轻微的空气流动为宜。