醇酸底漆、过氯乙烯底漆、酚醛防锈漆、环氧酯底漆在干燥速度、耐水、耐油、耐盐雾、耐湿热、耐酸等方面存在着许多不足, 满足不了较高防腐性能的要求。因此, 高防腐速干底漆的问世, 不仅对于满足社会需求, 提高社会效益和经济效益有重大意义, 而且对于改善我国涂料产品结构, 填补一般底漆与重防腐底漆之间的空白, 使涂料产品高档化, 有着很大积极的推进作用。
1 高防腐速干底漆的组成和特点
1. 1 高防腐速干底漆的组成
聚氨酯改性聚酯树脂( 自制) 30% ~ 45%; 硬树脂( 工业品) 5%~ 20% ; 颜料、填料( 工业品)40%~ 50% ; 防沉剂和其它助剂( 工业品) 适量; 二甲苯溶剂( 工业品) 10%~ 20% 中国建材网cnprofit.com。
1. 2 特点
(1)该漆常温可快速干燥固化成膜, 低温烘烤可加快干燥速度, 漆膜平整。(2) 该漆能与金属底材牢固结合, 漆膜附盖力好, 不易脱落。(3)该漆硬度较高, 柔韧性好, 其打磨性能优良。(4)该漆的耐水、耐
盐水、耐油、耐盐雾、耐湿热、耐酸、耐碱等综合防腐性能优良。(5) 价格便宜, 应用广泛。
2 聚氨酯改性聚酯树脂的研制
2. 1 原料名称及规格
植物油单漂; 三羟甲基丙烷OH >36%; 甲基硅油1% ; 苯酐>99%; TDI 20/ 80; 丁醇工业品; 二甲苯工业品。
2. 2 合成反应机理
聚氨酯改性聚酯树脂的关键是将NCO 基团引入到聚酯树脂链中, 从而增加了分子间力, 形成尽可能大的分子, 使树脂具有良好的性能。
2. 2. 1 醇解反应
三羟甲基丙烷有三个伯羟基, 一个烃基支链, 增加了树脂在烃类溶剂中的溶解度, 而且漆膜硬度较大, 漆膜耐碱性、保光性、保色性好。
2. 2. 2 酯化反应
选用芳香酯为主链可提供刚性, 增加最终产品的坚硬度。
2. 2. 3 异氰酸酯的反应
NCO 基团的存在, 使树脂中的分子形成尽可能大的分子, 分子间力增加, 从而形成立体的网状结构。该种结构的树脂干率、机械性能、耐化学品腐蚀等都非常优异。
2. 2. 4 封端反应
在接近反应终点, 丁醇的加入将NCO 基团全部封端, 也进而终止了反应。
2. 3 最佳配方、工艺的筛选
2. 3. 1 酯化终点的控制
酯化终点的选择合适与否与树脂合成后期的控制密切相关。酯化终点酸价高, 不仅会对后期合成粘度造成影响, 而且会影响树脂的各项防护性能。酸价过低, 又会造成后期粘度不易控制, 易胶锅。酯化终点一般控制在15 mg KOH/ g 以上。
2. 3. 2 聚合反应终点的控制
聚合反应的终点直接影响树脂的性能。终点粘度控制过低, 树脂的交联密度不够, 各项耐化学品、耐油等性能达不到要求, 干燥速度也较慢; 终点粘度一但高过一定范围, 不仅不好控制, 而且树脂的贮存稳定性也不好。生产中粘度一般控制在180~ 300 s( 涂- 4 号杯) 。
2. 3. 3 单元醇的选择及用量的确定
单元醇的加入, 对整个树脂的意义是非常大的,它不仅能够反应掉多余的NCO 基团, 起到封端作用, 而且消除了树脂中游离的NCO 基团, 使树脂不再存在太大毒性。适量的单元醇可使树脂具有良好
的贮存稳定性。
3 高防腐速干底漆的研制
3. 1 原材料的筛选
3. 1. 1 硬树脂的筛选
在高防腐速干底漆中添加适量的硬树脂, 可增加硬度, 提高耐水性、耐碱性、耐溶剂及耐化学品性。硬树脂的加入量对漆膜的影响很大, 加量小漆膜达不到足够的硬度, 耐化学品性差; 加量太大, 漆膜会变脆, 从而造成机械性能变差。所以, 硬树脂的加入量是经过多次试验确定下来的, 在试生产中又经多次调整, 才达到现在的最佳用量。硬树脂的用量大约占5%~ 20% 。
3. 1. 2 颜料、填料的选择
氧化铁红是惰性颜料, 具有很高的化学稳定性,耐碱、耐稀酸、耐热性很稳定, 可强烈吸收紫外线, 因而能强有力地把保护涂料基料及被覆盖物品免受紫外线的破坏。其次, 耐溶剂、耐水、耐化学品性好, 同时还具有一定的防锈能力。所以, 颜料应以氧化铁红为主。
填料可给予漆膜增加厚度和硬度, 并能降低成本。填料加入的适当, 可提高漆膜的耐冲击强度和附着力以及增强底漆对部件表面的沉积性和渗透性, 并能增强防腐性。常用的防锈填料有磷酸锌、三聚磷酸铝和偏硼酸钡, 但是颜料、填料匹配不当会事得其反。所以要根据用户使用环境决定选用颜料或填料的品种。
3. 1. 3 助剂及防沉剂的选择
由于底漆必须具备良好的机械性能, 所以在制漆时也需要加入一定的助剂, 以增加其附着力和防护性能。助剂的用量一般为1%~ 5% 。底漆的颜、填料份额比较高, 所以底漆的贮存稳定性好坏, 也是考察底漆性能好坏的一项重要指标。而防沉剂的加入, 正是防止颜料、填料沉淀, 提高贮存稳定性的一个重要手段。防沉剂的品种很多, 如: 气相二氧化硅、有机膨润土、改性氢化蓖麻油和硬脂酸盐类等等。一般用量为0. 1% ~ 2% 。
3. 2 研制过程
(1) 首先将聚氨酯改性聚酯树脂及颜、填料准确称量, 加入配料罐, 经高速搅拌分散均匀。
(2)将配好的漆浆料在砂磨机上轧浆, 细度轧至合格后抽入兑稀罐中。
(3)在兑稀罐中将剩余物料及助剂称量后加入,搅拌均匀, 调整粘度至合格, 经过滤, 按照规定重量装桶入库。
4 经济效益分析
依据生产配方和实际消耗及工时费用, 参考市场上原材料现行价格, 计算了该产品的成本及利税情况: 销售成本为9 060 元/ t , 不含税售价为10 070元/ t , 税金为604. 2 元/ t , 利润为1 010 元/ t。按年产销500 t 计, 每年可实现利税80. 7 万元。