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高性能低VOC汽车修补漆2K清漆的研发,中网信息,ChinaNews360.com
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高性能低VOC汽车修补漆2K清漆的研发
2021年06月17日    阅读量:3616    新闻来源:中网信息 ChinaNews360.com  |  投稿

引言


目前研究得比较多的新型低VOC涂料主要有:辐射固化涂料(UV涂料)、粉末涂料、水性涂料、高固体分涂料等。其中,UV涂料和粉末涂料虽然容易符合环保要求,但固定资产设备需要额外投资,而且耗能巨大。因此,对于汽车修补漆而言,目前的两大主要方向是向水性化和高固体分涂料转型涂料在线coatingol.com

高性能低VOC汽车修补漆2K清漆的研发 中网信息,ChinaNews360.com

水性涂料虽然VOC排放低,但是在施工方面受环境温度和相对湿度的影响较大,需要特殊的施工设备和环境条件控制,终端用户需要投入大量技术改造措施才能勉强达到可接受的程度,这无疑也会造成较多的成本增加。而且,目前水性涂料的综合性能普遍仍然达不到溶剂型涂料的水平。


因此,目前汽车修补漆的水性化推进过程仍然较慢,特别是在2K清漆的光泽、丰满度、鲜映性、耐水性等方面的性能与溶剂型涂料的差距仍然较大。反之,高固体分涂料的综合性能较佳,而且具有便于在旧的涂装线的基础上进行改造、投资成本相对小、后期三废处理难度低等突出优势。因此,由于成本及技术的限制,开发高固体分的2K清漆,是目前较好的选择。


降低汽车修补漆2K清漆VOC的排放,最直接有效的方法就是减少溶剂的使用,提高清漆的施工固含。而树脂作为涂料中的主要成膜物质,其本身的固含和溶剂稀释性对于提高整个涂料的施工固含有重要的影响。因此,研发合适的高固体分汽车修补漆用羟基丙烯酸树脂,是汽车修补漆的发展方向。


目前,开发高固体份低VOC含量的2K清漆,主要通过用小相对分子质量的高固低黏树脂来代替传统的大相对分子质量树脂,从而减少溶剂的使用也能达到合适的施工黏度。但是,由于相对分子质量的降低,高固低黏树脂不可避免存在干性慢的缺点,难以满足汽车修补漆的干性要求。因此,研发一款溶剂稀释性好,同时能兼顾干性、外观的高固低黏树脂,是降低汽车修补漆2K清漆VOC排放的关键,也是目前涂料行业的研究重点之一。同时,固化剂的搭配对于整个涂料的施工固含也有关键的影响。因此,选择合适的固化剂,对于提高涂料的施工固含、降低VOC排放,有重要的作用。


本研究通过对羟基丙烯酸树脂和固化剂对施工固含及漆膜性能的影响进行探究,从而选择合适的树脂和固化剂搭配,成功制得一款应用于汽车修补漆行业的高性能低VOC含量的2K清漆,并对其干性、硬度、光泽、外观、耐候性等性能进行研究。


羟基丙烯酸树脂的影响


羟基丙烯酸树脂作为2K清漆的主要成膜物质,对整个2K清漆的综合性能起关键性的作用。由于不同的羟基丙烯酸树脂本身的溶剂稀释性、干性、硬度、光泽、外观等性能各异,对整个2K清漆的综合性能也必将产生重大的影响。因此,本研究使用某市售固化剂,分别搭配同德化工的几款高固低黏的羟基丙烯酸树脂(ACR6736A、ACR6730、ACR6780)配成2K清漆,先对各款清漆在不同施工黏度下的施工固含进行对比,结果显示,在不同施工黏度下,ACR6780的施工固含最高,ACR6736A次之,ACR6730最低。相对而言,ACR6736A与ACR6780的差别较小。


进一步对3款清漆的干性、硬度、光泽、外观等性能进行研究,结果显示,ACR6736A的表干、可抛光性、摆杆硬度、光泽等性能均在三者中最好。而且,ACR6736A的光泽很高,20o角光泽高达98.2。ACR6780虽然外观最好,但是表干速度很慢,满足不了汽车修补漆行业对干性的要求。同样,ACR6730的表干速度虽快,但可抛光速度很慢,同样也满足不了汽车修补漆行业对干性的要求。


综合以上施工固含及干性、硬度、光泽等性能因素考虑,ACR6736A的综合性能最好。因此,本研究选择ACR6736A作为主体树脂制备2K清漆, 进行下一步的施工固含的优化研究。


固化剂的影响


固化剂作为2K清漆的主要部分,其本身的固含、溶剂稀释性也会对整个2K清漆的施工固含产生重要的影响,最终直接影响VOC含量的高低。因此,本研究选用ACR6736A作为主体树脂,对不同的固化剂制作的2K清漆的施工固含进行对比,结果显示,当ACR6736A搭配市售TMA-100固化剂时,同等施工黏度下,其施工固含较搭配其他固化剂的高。在常规施工黏度18s(25℃,涂-4杯)时,施工固含高达53.60%。用BYK密度杯测得,该条件下清漆的密度为0.993 g/mL。根据国标GB/T 23985-2009《色漆和清漆挥发性有机物(VOC)含量的测定》中的8.3方法2的规定,可得出此时的VOC含量为460.75g/L,可满足当前国标GB 24409-2020《车辆涂料中有害物质限量》中规定的汽车修补漆清漆的VOC排放标准(≤480 g/L)。 


优化2K清漆的性能研究


综上所述,本研究选择ACR6736A作为主体树脂,搭配TMA-100固化剂,可制得高固体分低VOC排放的2K清漆。进而,对其性能进行研究,并与常规固化剂制得的2K清漆对比,结果显示,用ACR6736A树脂搭配TMA-100固化剂制得的2K清漆,是一款高固体分低VOC排放,而且兼顾干性、光泽、外观的高性能汽车修补漆2K清漆。其不仅具有较快的表干和可抛光速度、很高的光泽,而且摆杆硬度、外观、活化期都比常规固化剂制得的2K清漆好,耐候性方面两者则基本一致。


标签:工业涂料原材料今日头条涂装应用技术中心汽车漆树脂
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