卓耀文 吴建军
岳阳凯门水性助剂有限公司
摘要：通过流平剂凯门DFS与炔醇多功能表面活性剂的结合使用，展现其在水性汽车涂料中的应用优势，特别是水性汽车烤漆，不仅可有效解决体系的润湿性能同时可控制体系的泡沫，还可提高涂膜的耐水性能，改善涂料的重涂性，消除水性汽车涂料在涂装过程中的缩孔、针孔、橘皮等漆膜表面缺陷。
关键词：水性汽车烤漆、流平、缩孔、针孔、橘皮
Abstract:Through the combination of leveling agent CHEM-DFS and propargyl alcohol polyfunctional surfactant used in conjunction, To eliminate waterborne automotive coatings in painting of shrinkage hole, pinhole, orange peel, etc. the film surface defects in the process of bubble show its advantages applied in waterborne automotive coatings.
Keywords: Waterborne automobile paint、 leveling、shrinkage and pinhole, orange peel.
前言
汽车涂料的配方设计，不管是原始设备生产（OEM）还是汽车修补漆，对于涂料配方设计师来说都是一项严峻的挑战。在汽车展示大厅内，视觉外观是重要的卖点，汽车涂料必须能够保护车辆免受环境的损害以及和驾驶有关的其他的意外，比如擦伤和撞击等等。因此必须极其仔细地选择涂料系统，以确保同时拥有良好的防护性能和持久的美观。新车的涂装是在受控制的工厂条件（OEM）下采用多级工艺进行的。第一层采用电泳涂料，涂布在经过清洗和预处理的金属表面上；然后涂一层底漆和一层色漆，最后涂一层防护性的罩光漆。这些涂层通常在高温下烘干，以达到所有性能要求。由于高温的烘烤条件，那么溶剂的挥发速度等因素极易使漆膜产生针孔的弊端。
涂层表面缺陷的存在会持续损坏外观和防护性能。造成表面缺陷的原因很多，其中包括灰尘和施工条件，但是最常见的一些缺陷是缩孔和表面张力引起的其他缺陷，以及可能与流动和气体夹带有关的爆孔和针孔。通常可通过选择添加剂来控制这些表面缺陷，但是在水性系统，由于水的表面张力很高，水性体系的表面张力和蒸发潜热高，这使得水性涂料除了在干燥速度方面与溶剂型涂料不同之外，在涂料配制以及实际涂装过程中更易出现润湿不佳、流平不好、缩孔、缩边等问题。日益扩大的市场需求，对水性汽车涂料的配方和施工工艺的进步和发展提出了更高的要求，也使得汽车涂料的生产厂商不得不面对更多的挑战。这些挑战包括：如何保证水性汽车涂料对低表面能基材的良好快速润湿？如何消除由于表面活性剂的使用而造成的气泡、缩孔、针孔等表面缺陷？选择优质高效的表面活性剂常常是水性汽车涂料的生产厂商用来应对这些挑战的关键因素之一。表面活性剂不仅要为水性汽车涂料体系提供有效的润湿流平，还必须与其他组分兼容良好。与此同时，表面活性剂还要不易发泡稳泡，对产品的综合效能不产生不良影响。只有通过对表面活性剂进行综合的性能评估，才可以保证配方的最佳性能。不同类型的流平剂的相容性和迁移行为不同，会直接影响漆膜的表面张力梯度，合理地选择流平剂对有效地改善漆膜外观很重要。
1.实验部分
本文通过炔二醇类润湿剂与流平剂DFS的结合使用，使得它们能够提供无缺陷润湿的同时提供良好的泡沫控制，防止烘烤过程中由于涂膜的厚度而引起爆泡针孔的弊端，大大提高了水性汽车涂料的性能和特性。
本文测试选择在OEM单组份中涂烤漆单色漆中使用的有代表性的标准配方：黑色中涂烤漆（空白油漆由客户提供）以及自制清漆，对本公司的DFS及BYK-WS与Greesol®系列的表面活性剂的结合应用，对其防暴泡以及流平性能进行了评估测试。
2.实验过程
2.1仪器设备：
搅拌多用机：上海普申；空压机、马口铁、HY970-265三角度光泽仪、JA31002电子天平、铁丝架、铁丝钳、喷枪、烘箱、涂-4杯
2.2实验方法：
取客户黑色中涂漆100g,向其中滴加0.5gDFS，0.4gGreesol®F04，在分散机下以500r/min分散15min。封口后过夜观察是否有浮油等不良现象。如无异常进行喷涂。同期做竞争品对比测试。
喷涂时，每喷2次要等气泵充一次气，等全部喷完后一起放进烘箱中烘烤。烘箱温度设置为160℃，烘烤60min。烘烤前后均用铁丝钳取放喷涂用的马口铁，防止带入杂质，施工粘度控制在18—25s。
3.测试结果
3.1流平剂对漆膜光泽雾影 的外观影响
通过清漆测试Greesol DFS与竞争品对漆膜光泽、雾影的影响见下表1：
表1：流平剂对漆膜光泽，雾影的影响
通过表1可以看出，在清漆上，光泽和雾影均有较好的效果。
3.2流平剂对漆膜橘皮、针孔等外观的影响
为了使得双方的添加剂效果表现的更加明显，所以做了3个不一样的实验板：客户中涂黑色烤漆，板的倾斜角度均为120°±10°（同批角度一致）
左边的板：喷2次，斜流2min15s，干膜膜厚：25um；中间的板：喷4次，斜流1min15s，干膜膜厚：50um；右边的板：喷4次，斜流15s，干膜膜厚：50um；
其表面效果如图所示：
图1：不同流平剂对漆膜外观的影响图
从上图烘烤好的样板进行分析，得出双方流平助剂的优缺点，及可能的影响因素。这种表征效果的展示可以得出：在完全覆盖住基材的涂膜稍薄会使得涂层的外观更好，经过一段时间流平的样板也比喷完更少时间流平的样板表现的更加好，所以涂膜厚度应该适中。在同样膜厚的情况下，凯门-DFS的漆膜的橘皮以及针孔效果明显优异于竞争品。特别是针对于水性汽车中涂，其膜厚一般要达到50um以上，那么，漆膜弊端减少，对于下一道工序的面漆的施工简化了很多工艺，从而进一步的提高面漆的漆膜外观。
4.结语
（1）随着汽车涂料行业的发展和对漆膜外观要求的提高，需要借助流平剂与润湿剂的搭配使用来避免漆膜出现橘皮、缩孔、针孔、浮色、发花等缺陷，提高漆膜表面的平整度。
（2）有机硅类流平剂因其独特的结构，在降低涂膜表面张力和提高漆膜滑爽度的方面具有优势。
（3）特别是针对与水性汽车烤漆，在要求缩短工时，提高烘烤温度，同时还要保证一定膜厚的汽车中涂漆里面，极容易出现针孔的漆膜弊病，凯门-DFS很好的解决了此问题。而且没有添加APEO，是符合现下的环保政策的。
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