军用汽车哑光军绿色面漆的研制 – 涂料配方网

1 前言 军用汽车涂料是指平时涂装在军用车辆上，用来保护、装饰、伪装军用车辆的覆盖涂料。我国地域辽阔，军用汽车必须适应国内不同的地理、气候、环境等条件的要求，如南方、北方，高原、沙漠、海岛等不同的地理条件。部队车辆不少存放在露天，严寒、高低温及气候条件差异大，尤其是在湿热地区(如南方及沿海岛屿)，常年遭受日晒、风吹、雨淋以及风沙、盐雾等化学腐蚀环境的侵蚀，行驶条件恶劣，容易使车辆涂层脱落、钢板腐蚀。因此，军用汽车涂料要求严格。 笔者以热固性丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂和聚酯树脂为主要成膜物，开发出具有优良常规性能、耐化学腐蚀性、耐候性和贮存稳定性的军用汽车哑光军绿面漆，并研究了树脂、氨基比、消光粉、分散剂、防沉剂和稀释剂对军用汽车哑光军绿面漆性能的影响。

2 试验 2. 1 原材料 树脂：AB1 热固性丙烯酸树脂、BS-965 热固性丙烯酸树脂和75% 601 环氧树脂，国产；CYMEL683 氨基树脂、670 聚酯树脂，进口。 助剂：T-3250 分散剂、T-963 通用分散剂、D-05分散剂、BYK-163 分散剂、98C 分散剂、602 分散剂及CIMA/240-20 防沉剂，国产。 溶剂：100#重芳烃、二甲苯、防白水、醋酸丁酯和150#重芳烃，国产。 颜料：6#色素碳黑、H130M 氧化铁红、G5319 酞菁绿、G313 氧化铁黄和204 消光粉，国产；R930 钛白粉，进口。 2. 2 仪器及设备 VFS-230 高速分散机，广州市奥星化工机械厂；比重计、黑白格板、涂-4 杯、QXP ISO 刮板细度计、QCJ 漆膜冲击试验仪、SK-2 立式砂磨机和303A-2 电热鼓风干燥箱，深圳科兴仪器设备有限公司；WGG60光泽度计，东莞市航文精密仪器有限公司；高温高湿机，东莞宏展仪器有限公司；QUV 耐候测试仪和PIG-10 膜厚仪，美国。

2. 3 主要成膜树脂的性能指标 以AB1 和BS-965 热固性丙烯酸树脂、601 环氧树脂(双酚A型固体环氧树脂)、CYMEL683 氨基树脂(丁醚化三聚氰胺甲醛树脂)和670 聚酯树脂为主要成膜物制备军用汽车用哑光军绿面漆。各种树脂的性能指标见表1。 表1 主要成膜树脂的性能指标 1) 1 P = 0.1 Pa·s。 2. 4 半成品色浆的制备 表2 是几种常用色浆的配方。 表2 哑光军绿色面漆的常用色浆参考配方 由于色浆种类不一致，所以要使用与之对应的分散剂调配，才能获得符合要求的色浆细度。工艺：润湿分散剂先用溶剂分散均匀，然后投入相应的热固性丙烯酸树脂、炭黑、钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、酞菁绿等色粉以及剩余溶剂，低速搅拌30 min后加盖静置12 h以上，上砂磨机研磨，细度要求≤15 μm，下机过滤。

2. 5 哑光军绿色面漆参考配方 BS-965 热固性丙烯酸树脂 32.0% CYMEL683 氨基树脂 18.0% 75% 601 环氧树脂 4.0% 670 聚酯树脂 5.0% A 白色浆 0.2% B 黑色浆 1.9% C 铁黄浆 24.4% D 铁红浆 2.0% E 绿色浆 3.0% 204 消光粉 5.0% CIMA/240-20 防沉剂 1.5% 二甲苯 3.0% 按上述配方将各类树脂、消光粉、防沉剂加入制漆缸中，高速分散至细度达到20 μm，之后将各个半成品色浆投入其中进行调色，充分搅拌，最好用蝶形搅拌机使其充分混合，用二甲苯调整黏度，检验、过滤后包装。 2. 6 稀释剂参考配方 100#重芳烃 26.0% 150#重芳烃 40.0% 二甲苯 14.0% 醋酸丁酯 20.0%

2. 7 施工工艺 将以上制备的汽车哑光军绿面漆用稀释剂稀释到黏度为18 ~ 22 s，用空气喷枪喷涂，底材为已喷涂电泳灰底漆的普通冷轧钢板(厚度0.8 ~ 1.5 mm)，流平10 min 后放入烘箱烘烤(140 °C/20 min)，取出静置，冷却后测试性能。

2. 8 涂料性能指标 哑光军绿色涂料性能指标见表3。

3 结果与讨论 3. 1 树脂品种对涂膜性能的影响 3. 1. 1 交联剂氨基树脂的选择 涂料用氨基树脂按母体化合物可分为脲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和共缩聚树脂。脲醛树脂通常与不干性醇酸树脂配制醇酸氨基烘漆，所得漆膜硬度较高，柔韧性较好，且使用酸性催干剂，可室温固化；但其酸值较高，所得油漆贮存稳定性较差，耐候、耐水性也不好，故多用作内用漆和底漆。苯代三聚氰胺甲醛树脂由于在分子中引入了苯环，故分子极性较低，从而提高了其在有机溶剂中的溶解性，使其与基体树脂的混容性大为改善。以苯代三聚氰胺甲醛树脂交联的涂料，其柔韧性好，初期光泽高，耐碱、耐水和耐热性较好；但是，由于引入了苯环，降低了官能度，因而涂料的固化速率比三聚氰胺甲醛树脂慢，涂膜的硬度也较低，耐候性较差。因此，苯代三聚氰胺甲醛树脂多用于内用漆、底漆和中涂漆等。三聚氰胺甲醛树脂是氨基烘漆中应最广泛的交联剂，按醚化剂不同，可分为丁醚化、甲醚化及混合醚化3 种。其中，以丁醚化三聚氰胺甲醛树脂应用最多。由于三聚氰胺甲醛树脂的交联度较大，因此与脲醛树脂相比，其热固化速率、硬度、光泽以及耐水、耐化学、耐热和电绝缘等性能都较好，过度烘烤时能保持较好的保光保色性，用其制漆不会影响基体树脂的耐候性。三聚氰胺甲醛树脂与不干性醇酸树脂、热固性丙烯酸树脂、聚酯树脂等均有良好的相容性，多用于外用漆、面漆、罩光清漆等，共缩聚树脂应用较少。故本文选用丁醚化三聚氰胺甲醛树脂作为交联剂。

3. 1. 2 热固性丙烯酸树脂对漆膜性能的影响 选用热固性丙烯酸树脂作为主要成膜物，加入丁醚化三聚氰胺甲醛树脂作为交联剂，可与热固性丙烯酸树脂反应，在烘烤时固化成膜。然而，在用氨基树脂作为交联剂的烘烤型涂料配方中，氨基比决定了该配方的性能，氨基比过高或过低，对其性能都有不利影响。氨基比指的是配方中所有成膜树脂的固体含量与所有氨基树脂的固体含量之比。其中，色浆中的树脂一般也属于成膜树脂，也要包括进去。氨基比对面漆性能的影响见表4。 1) 丙酮，(25 ± 1) °C，24 h；2) 5% NaCl 水溶液，(25 ± 1) °C，48 h。 从表4 可以看出，随着配方中热固性丙烯酸树脂添加量的增加(相应的丁醚化三聚氰胺树脂添加量减少)，面漆的光泽和耐冲击性均有所提高，但是铅笔硬度、耐溶剂性和耐盐水性却变差了。相对而言，当热固性丙烯酸树脂和丁醚化三聚氰胺甲醛树脂的质量比为28.24∶10.44 时，面漆的综合性能最佳，满足技术指标要求。

3. 1. 3 聚酯树脂对漆膜性能的影响 汽车哑光军绿面漆配方中用了少量的聚酯树脂，主要是为了改善漆膜的耐冲击性和柔韧性。聚酯树脂作为主要成膜物与氨基树脂配合，在漆膜中发挥增塑作用，并通过树脂上羧基的催化，使其所含官能团(羟基和羧基)与氨基树脂进行共缩聚反应，形成强韧的三维结构涂层。随着聚酯树脂用量的提高，漆膜的光泽、耐冲击性和柔韧性得到改善，但铅笔硬度和耐水性则变差。 3. 1. 4 环氧树脂对漆膜性能的影响 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间，或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，这类树脂可与多种类型的固化剂发生交联反应，形成不溶、不熔的具有三维网状结构的高聚物。配方中采用的是双酚A 型固体环氧树脂，是含有两个环氧基端的线型结构。加入部分环氧树脂，可以提高漆膜的附着力、柔韧性和耐化学性。

3. 2 助剂对涂膜性能的影响 3. 2. 1 分散剂的影响 在色浆研磨的过程中，分散剂使用得当，不但能防止颜料的沉淀，使涂料具有良好的贮存稳定性，而且能改善流平，防止涂料浮色发花，提高遮盖力和着色力，降低色浆的黏度，提高研磨效率，增加研磨色浆中颜料的含量。试验中选择T-3250 分散剂、T-963通用分散剂、D-05 分散剂、BYK-163 分散剂、98C 分散剂和602 分散剂，均可满足色浆研磨的要求。 3. 2. 2 消光粉的选择 在汽车哑光军绿面漆中，消光粉的选择很重要。不同的消光粉具有不同的消光效果。试验表明，204消光粉在汽车哑光军绿面漆中添加量为5%(质量分数)时，可达到半哑的效果。另外，消光粉的分散也是一个重要的过程。分散是解聚﹑润湿﹑均匀分布和稳定颗粒的过程，一般分散可用高速搅拌装置来实现。用树脂加少量溶剂，在适宜的黏度下高速分散15 ~ 25 min即可。避免分散温度超过50 °C。为达到理想的分散效果，应使容器中液体保持适当的旋涡状。正确的分散状态是浆体呈漩涡状，并刚好能看到搅拌叶的中心部位(搅拌叶不应在容器的正中心部位)，调节浆叶周边速度至5 ~ 6 m/s。 3. 2. 3 防沉剂的影响 在汽车哑光军绿面漆中，含有近5%(质量分数)的消光粉。为防止其形成积块，必须在涂料中加入一定量的防沉剂。防沉剂的主要成分是聚乙烯蜡浆或聚酰胺蜡浆。选择中山金团的CIMA/240-20 防沉剂，添加量为1.5%(质量分数)时，可以比较好地防止哑粉发生沉降。

3. 3 稀释剂的影响 汽车哑光军绿面漆用稀释剂由多种有机溶剂配制而成。有机溶剂选择不当，会引起漆膜的多项弊病，如稀释剂挥发太快，造成漆膜流平性不好，甚至漆膜起泡、发白等。通过调节稀释剂中各成分的配比，控制其挥发速率，可以改进涂料的流动性。同时，选用合适的有机溶剂也可以改进漆膜对底漆的润湿而增强漆膜的附着力。因此，在选择有机溶剂时，必须平衡下列各项要求：挥发速率合适，流平性好，无缩孔、无起泡等。汽车哑光军绿面漆属于氨基烘漆，可适当多加些醇类溶剂以利于贮存稳定性的提高。

4 结语 用热固性丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂和聚酯树脂制备了汽车哑光军绿色面漆。当树脂的氨基比为28.24∶10.44 时，所得漆膜硬度适中，涂层附着力好，具有良好的耐水、耐湿热及贮存稳定性，其抗冲击强度、柔韧性、耐化学性、耐腐蚀性和耐候性符合汽车涂层要求。