醇基涂料涂刷性能影响因素研究

曹世俊，陈学更

(宁夏共享化工有限公司，宁夏银川 750021)

醇基涂料涂刷性能影响因素研究

曹世俊，陈学更

(宁夏共享化工有限公司，宁夏银川 750021)

配制了醇基刷涂涂料，通过正交试验，测试了凹凸棒土、锂基膨润土、聚乙烯醇羧丁醛（PVB）、酚醛树脂、有机硅表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚的加入量不同时醇基涂料的涂刷指数，分析凹凸棒土、锂基膨润土、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、酚醛树脂、有机硅表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚对涂刷指数的影响，为进一步改善涂料的涂刷性能做好重要的工作。

醇基涂料；涂刷指数；PVB；凹凸棒土

一般来说，铸造涂料的组分包括耐火骨料、悬浮剂、粘结剂、分散剂、表面活性剂、消泡剂等组分。涂料的理化性能主要有密度、黏度、固含量、悬浮性等，工艺性能主要有涂刷性、渗透性、流平性、流淌性等。当采用刷涂工艺时，涂料好不好刷，与涂料的涂刷性有关。涂刷性好的涂料操作工人感觉到滑爽、省力，一次可刷涂较长的距离。一般来说，触变性好的涂料都具有较好的涂刷性。涂刷指数能在一定程度上客观的反映涂料的涂刷性，在涂料的制备和检测中具有重要的参考意义。

涂刷指数可以在一定程度上反映涂料的涂刷性能，涂刷指数越大，涂料的触变性越好，刷涂的时候使用性能较好。悬浮剂，粘结剂，表面活性剂 、消泡剂等都对涂刷性有一定的影响，我们在单因素实验和现有部分工艺的基础上设计正交试验，分析涂料的几个组分对涂刷性的影响，进一步提升涂刷指数，改善涂料的涂刷性能。

1 实验部分

1.1 实验材料及检测仪器

实验原料主要有：凹凸棒土（涂料含固量≥65% ，24 ≥98%）、锂基膨润土（蒙脱石≥68%，信阳鑫富）、PVB（固含量＞98%，广东粤美），酚醛树脂（水分≤3.5-6.5，济宁恒泰）、松香（含量＞99%，济南昌英达），325目M45（Al2O3 42-45%,新密正阳）、400目M45(Al2O3 42-45%,新密正阳)、325目石英(SiO2＞99%，广东恒美)，工业乙醇（乙醇含量95%），有机硅表面活性剂（固含量＞90%，广州润宏）、脂肪醇聚氧乙烯醚（天津中和）、DF200消泡剂（PH7-8，广东中联邦）。 部分涂料组分的性能指标如表1~3。

表1 松香的性能指标

表2 PVB的性能指标

表3 凹凸棒土的性能指标

实验仪器：ZMD550实验室分散砂磨机、NDJ-5s旋转粘度计、烧杯。

1.2 测量涂刷指数的步骤和计算方式

涂刷指数的测定步骤。将涂料稀释到检测波美度75 Be，置于直径大于6 cm的烧杯中；将转子保护架装在旋转粘度计上，调整好仪器水平，将配好的转子旋入连接螺杆；恒温结束后，测量并记录涂料的温度；将涂料充分搅拌均匀后，旋转升降旋钮，直至液面标志和液面相平为止，计时静置2 min；选用合适的转子，设定旋转速度为6 r/min，静置时间结束后开始测量，20 s后读取粘度值，记为Φ1；复位后，设定转速为60 r/min，测量并读数，记为Φ2。

涂刷指数的计算方式：涂刷指数=Φ1/Φ2,重复测量多次取平均值。

1.3 涂料的制备

涂料的制备步骤：①粘结剂预处理：将松香、酚醛树脂分别用工业乙醇溶解；②向不锈钢分散罐中加入工业乙醇，开启搅拌，依次加入悬浮剂凹凸棒土、锂基膨润土、PVB，1 500 r/min分散10 min后，依次添加松香、酚醛树脂的乙醇预处理溶液以及有机硅表面活性剂、DF200消泡剂和脂肪醇聚氧乙烯醚等其他助剂，分散10 min后，加入325目M45、400目M45和325目石英，1 500 r/min分散25 min，制备结束。

表4 醇基涂料的工艺配方

1.4 实验设计

正交方案设计。其中凹凸棒土选取40、50两个水平；锂基膨润土选取1、3两个水平；PVB选取2.5、4两个水平；酚醛树脂选取2、5两个水平；有机硅表面活性剂选取0、5两个水平；脂肪醇聚氧乙烯醚选取0、35两个水平。

正交因素的水平见表 5 ，采用L8（26）直交表，表头设计见表6。

表5 正交因素水平表

表6 正交因素表头

2 结果及分析讨论

每个实验测了4组数据，取其平均值，测量结果如表7所示。

表7 实验测量数据

对表7的实验数据结果进行处理，得到涂刷指数累积分布图和不同实验样平均涂刷指数对比图，如图1、2所示。

由图1和图2可得，1#-8#8个实验样的涂刷指数大小排序为：7#＞5#＞8#＞6#＞2#＞1#＞3#＞4#；由图上可知，5#-8#的涂刷指数显著高于1#-4#，说明凹凸棒土对涂料的涂刷指数最为显著。

图1 涂刷指数累积分布图

图2 不同实验样平均涂刷指数对比

表8 涂刷指数的均值响应表

从图3主效应图和表8均值响应表中可以看出，对涂料涂刷指数影响的因素分别为凹凸棒土＞PVB＞有机硅表面活性剂＞酚醛树脂＞脂肪醇聚氧乙烯醚＞锂基膨润土。由于凹凸棒土在涂料中搅拌分散后形成杂乱的网格结构，网格束缚液体，使涂料体系的黏度增加，同时具有较好的触变性，使得涂刷指数较好。

图3 涂刷指数均值的主效应图

3 结语

对所配置的醇基涂料的涂刷性影响最大的是凹凸棒土，其次是PVB, 脂肪醇聚氧乙烯醚和锂基膨润土对涂料的涂刷性影响不是很大。在其他条件相同时，涂刷指数随着凹凸棒土含量的增加而增大，呈正相关趋势；涂刷指数随着PVB含量的增大而减小，呈负相关趋势。

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Study on infl uencing factors of brushability of alcohol - based coatings

CAO ShiJun,CHEN XueGeng
(Ningxia Kocel Chemicals Co., Ltd., Yinchuan 750021, Ningxia, China)

The contents of different materials to the alcohol-based brush coating were tested by orthogonal test. The effects of attapulgite, lithium bentonite, PVB, phenolic resin, 8030 substrate wetting agent and fatty alcohol polyoxyethylene ether on the brushing index was analyzed. It was important to further research of the coating brushing performance.

alcohol based paint; brushing index; PVB; attapulgite

TG221；

A；

1006-9658（2017）04-0038-03

10.3969/j.issn.1006-9658.2017.04.011

2017-03-15

稿件编号:1703-1698

曹世俊（1969—），男，工程师，主要从事铸造工艺及材料的研究工作.