淋涂用涂料的制备

刘 平，邓长福，高 鹏，孟昭辉

(天津科瑞达涂料化工有限公司 天津300456)

淋涂用涂料的制备

刘 平，邓长福，高 鹏，孟昭辉

(天津科瑞达涂料化工有限公司 天津300456)

针对淋涂工艺中易造成上薄下厚的涂膜，以及涂料曲泵辅助循环、流动及撞击均会产生大量气泡的问题，对淋涂涂料中的流平剂、消泡剂、流变助剂进行筛选并合理搭配，制得满足淋涂要求的涂料。涂料在用户使用过程中反馈效果良好，气泡少且表面平整。

淋涂 消泡剂 流变助剂 流平剂

0 引 言

淋涂法，也称为流涂或浇涂，是使涂料喷淋或流淌过工件表面的涂装方式。施工时涂料经过喷嘴即淋刀，从上方淋下，形成一定宽度的水帘状涂幕，被涂物从下方经过，被涂面、涂幕平铺式覆盖，完成涂装过程。该方法非常适用于大型物件、长管件和结构复杂的物件涂覆。在淋涂法中，涂料从上而下流动覆盖被涂物表面，易形成上薄下厚的涂膜；并且涂料需由泵辅助循环，流动及撞击均会产生大量气泡。

本研究主要针对此种涂装工艺，对消泡剂、流变助剂进行筛选及优化，使配方适用于淋涂工艺。消泡剂的使用考虑从研磨开始就防止气泡产生，制漆过程中搅动产生的气泡快速消除，淋涂时气泡在表面干燥之前浮到漆膜表面破裂，形成均一平整的漆膜。流变助剂的使用考虑流平与流挂平衡，即达到可一次成膜40～50,µm，上下膜厚差控制在 5,µm 以内，形成平整的漆膜。

1 实 验

1.1 原材料

羟基丙烯酸树脂、颜料、填料、分散剂、消泡剂、流变助剂、流平剂、异氰酸酯等。

1.2 原材料试验实验设备

砂磨机、振荡机、高速分散机等。

1.3 参考配方(见表1)

表1 灰丙烯酸聚氨酯面漆的参考配方Tab1.Reference formula of gray acrylic polyurethane coating

1.4 制备工艺

按配方先将丙烯酸树脂、分散剂加入容器中混合均匀，再加入颜填料、气相二氧化硅(流变助剂)、前添加消泡剂和溶剂混合均匀，装入一个密封的容器，放入振荡机中分散。分散至合格后，再加入剩余原料搅拌均匀，最后使用高速搅拌加入聚酰胺蜡调整粘度及流挂。

1.5 检测结果

按照用户技术指标检测，结果见表2。

表2 灰丙烯酸聚氨酯面漆的检测结果Tab2. Test results of gray acrylic polyurethane coating

2 分析与讨论

2.1 消泡

在涂料的研磨阶段和高速分散阶段都可以将气泡引入涂料中。而在涂料的施工过程，尤其是本文讨论的淋涂施工过程，由于泵的辅助循环，连续在涂料中卷入空气，形成气泡。所以在配方设计中如果不能很好地防止气泡产生和迅速消除气泡，就会给漆膜留下气泡，造成表面缺陷，既有损外观，又影响漆膜的防腐性和耐候性。

消泡剂通过渗透到气泡的薄层，造成气泡表面张力不平衡而破泡。按照其作用形式，可分为破泡剂、抑泡剂、脱泡剂 3种类型。选择消泡剂的原则是与配方体系有一定的不相容性，既达到很好的消泡能力，又不会使漆膜形成缺陷。

2.1.1 制漆过程中的消泡

颜填料的研磨分散过程使用颜料润湿分散剂，不仅能提高生产效率、降低制造成本，还会提高涂料贮存的稳定性，改善涂膜状态。分散剂同时也是降低体系表面张力的物质，有助于泡沫的产生及稳定。所以在研磨过程加入抑泡作用能力强的消泡剂，它与液体起泡物质一同吸附于气泡上，降低其表面张力，泡膜变薄，导致破损，预防起泡现象。

高速分散聚酰胺蜡时，由于快速搅拌将大量气泡带入，所以选择脱泡能力强的消泡剂，其在涂料液体中吸附于气泡，聚集泡中的空气，气泡相互吸附后，在吸附界面破损而形成一个大气泡，因浮力增大加快了上升速度，促进脱泡，从而消除气泡。

使用振荡机研磨分散至细度合格，打开密封盖观察气泡产生的多少及气泡大小。筛选出气泡少而大的配方。在此配方中将不同型号的流平剂、后添加消泡剂(与前添加配合使用)、后添加流变助剂加入，用分散盘在 1,200,r/min下高速分散 30,min取出，立即观察罐内漆浆气泡产生的多少及气泡是否破裂，24,h后再观察泡沫的多少，判定流平剂的稳泡性及消泡剂的抑泡破泡性。

2.1.2 施工过程中的消泡

将主剂与硬化剂按配比混合均匀，用稀释剂调整至工作液粘度，在混合过程中尽量多地带入空气形成气泡，将混合物淋涂在玻璃板上按用户要求干燥。观察湿膜时消泡剂的破泡速度以及干燥后漆膜的表面状态，是否有起泡、爆孔、针孔等漆病，判定消泡剂的抑泡破泡性和消泡剂的强弱(即其与体系的相容性)。有起泡现象，说明气泡上升到漆膜表面而能量达不到使之破裂，此种消泡剂破泡能力差；而爆孔、针孔的形成是当气泡上升到漆膜表面时，表层粘度已经足够高，气泡可破裂但漆膜已不能流平，所以要提高消泡剂的破泡速度或者增加慢干真溶剂，将表层粘度保持足够低，使气泡在表层粘度不太高时脱出，并且有漆膜流平的时间。

2.2 流变性

流变助剂的作用是在低剪切的情况下赋予涂料较高的粘度，防止颜填料的沉降，从而使涂料保持良好的状态。而在施工时，在适当的剪切力下涂料粘度降低，易于流动，容易施工；当剪切力撤掉后随时间的延长而粘度增加，使涂料有充分的时间流动和流平，又能使粘度增长足以使涂料不会流挂。

2.3 模拟现场施工

模仿实际施工现场，涂料经过喷嘴，从上方淋下到被涂面，多余涂料返回收容器中，由泵辅助循环使用。这是与现场更接近的情形，空气更容易被带入漆中形成气泡；漆浆从低剪切情况下变成高剪切力，涂料粘度降低。观察湿、干漆膜的气泡多少、漆膜外观，判定流平剂的稳泡性及消泡剂的抑泡、破泡性。测上下漆膜厚度差，判定流变助剂的作用。

3 结 论

在配方中选择了不稳泡且有破泡功能的硅类流平剂BYK-320和丙烯酸类流平剂BYK-354搭配。而消泡剂在研磨过程中选择了帝司巴隆1933及后添加的P420。使用这种搭配后，在制漆过程中产生的气泡少，在施工中产生的气泡淋涂到物件后迅速从漆膜脱出且漆膜可快速流平，干燥后漆膜无起泡、爆孔、针孔等漆病。

聚酰胺蜡在涂料系统中可形成强大的网络结构，优异的触变性能，以及优异的防流挂能力、防沉降能力。但本体系的粘度影响大，在达到同样防流挂性能时，全部使用聚酰胺蜡，湿膜表面粘度上升快虽可以满足最终的漆膜厚度，但气泡脱出形成孔隙后无法流平，影响了最终漆膜外观。所以在研磨过程中加入了低吸湿性、分散性好、有流变调节能力而对体系粘度影响很小的气相白碳黑 R972。两者配合使用，使淋涂漆膜厚度达到了 40～50,µm，且上下漆膜厚度差控制在5,µm。漆膜外观平整，无漆病。

4 结 语

本实验根据市场的需求，调整了消泡剂、流平剂、流平助剂的种类及用量，得到用户的认可。

［1］ 林宣益. 涂料助剂(2版)[M]. 北京：化学工业出版社，2006.

［2］ Zeno W. 威克斯. 有机涂料科学和技术[M]. 北京：化学工业出版社，2002.

Preparation of Coatings for the Curtain Coating Process

LIU Ping，DENG Changfu，GAO Peng，MENG Zhaohui
(Tianjin Colouroad Coating & Chemicals Co.，LTD.，Tianjin 300457，China)

The selection and rational combination of flowing agents，defoamers and rheological additives in the process of curtain coating were discussed. The acquired coating could satisfy the requirements of showering.

curtain coating；defoaming agent；rheological additives；flowing agent

TQ639.2

A

1006-8945(2014)06-0009-03

2014-05-09