溶劑型涂料助劑性能比較

1、溶劑型涂料助劑性能比較胡志濱 劉為 張濤 海川化工公司 深圳 518040 摘要 通過選取在中國有代表性的涂料類別和部分國內(nèi)不同區(qū)域暢銷的國產(chǎn) 樹脂 利用國外專業(yè)涂料實(shí)驗(yàn)室 對(duì)目前國內(nèi)涂料市場(chǎng)常用的溶劑型分散 消泡流平助劑的性能作了較為詳盡的比較關(guān)鍵詞 溶劑型助劑 性能比較 THE PERFORMANCES COMPARISON OF THE ADDITIVES USED IN SOLVENT BASED COATINGS HUZhibin LiuWei ZhangTao OceanPower Chemical Co.Ltd. Shenzhen 518040 Abstract Based th

2、e test that selecting representative coatings sort and salesble resin product of different inland towns, author compares the performances of solvent additives often used in domestic coatings market and provides the beneficial reference for the researchers of coatings who select and use the additives

3、. Key wordssolvent additivesperformance comparison1前言 針對(duì)近些年中國溶劑型涂料發(fā)展的特色 筆者帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)小組 使用國外先 進(jìn)的綜合性涂料實(shí)驗(yàn)室 選取國內(nèi)最多使用的 Cognis BYK EFKA Deuchem 四家知名供應(yīng)商的助劑產(chǎn)品 盡可能地使用不同區(qū)域暢銷的國產(chǎn)樹脂 在多種類 油漆中 平行對(duì)比其分散 消泡 流平劑性能 因中國傳流油漆行業(yè)有幾十年的發(fā)展歷程 近十幾年來 又有許多國外不同 公司的基礎(chǔ)配方引進(jìn)國內(nèi) 經(jīng)過不斷的國產(chǎn)化演變 呈現(xiàn)了目前中國溶劑型涂料 市場(chǎng)門類眾多 原材料各異的紛繁局面 筆者期望選取在中國最具有代表性的漆 種 配方

4、設(shè)計(jì)思路 樹脂 客觀評(píng)價(jià)不同供應(yīng)商 不同類別的涂料助劑 所帶來 的涂料性能的差異 從而為國內(nèi)行業(yè)同仁選取助劑 提供一定的借鑒作用 2 實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)一 雙組分 PU 高光面漆Part A 原料名稱 質(zhì)量分?jǐn)?shù)G-Cure 868PWF60 丙烯酸樹脂 44.08甲基異丁酮3.05乙酸乙酯3.95 二甲苯2.58 CaCO 3X310.26 分散劑 0.26 T i O 2 R90232.04 碳黑 FW200 (Degussa0.32 Part B Solvermol 100.00 其中碳黑 鈦白 =1100分散劑分別采用 Cognis 公司的 963S3241T.S. 31123061進(jìn)行

5、等量平行實(shí)驗(yàn) 加料結(jié)束后 加入總漆量 1/2重量比的玻璃珠研磨 使用 FM 公司 SKANDEX S-7雙軸向高速轉(zhuǎn)動(dòng) 20min 4支分散劑均未能達(dá)到很好分散 僅 3061較為均勻 但 細(xì)度依然超過 25m單獨(dú)采用 3061進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn) 用高速分散機(jī) 2000轉(zhuǎn) 1/2重量比玻璃珠砂 磨 170min 分散效果較好 刮板細(xì)度達(dá)到 7m 可 不加溶劑進(jìn)行刮板及揉碾實(shí)驗(yàn) 3061展色性非常好 刮板漆膜較平滑 但光 澤較噴漆差結(jié)論 1 分散時(shí)間對(duì)分散效果影響很大 2應(yīng)用于丙烯酸 PU 中 3061較 Cognis 的其他分散劑 較易分散碳黑 且展色性好2.2 實(shí)驗(yàn)二 雙組分醇酸樹脂漆 (500gP

6、art A原料名稱 質(zhì)量分?jǐn)?shù)醇酸樹脂220.4 甲基異丁酮15.25 乙酸乙酯19.85+10 二甲苯0+12.9 CaCO 3(X31 1.3分散劑963Cognis1.3 T i O 2(R902 161.8 此實(shí)驗(yàn)分別采用兩種國產(chǎn)醇酸樹脂 用仕全興 SW-316對(duì)比分析流平劑 性能; 用三木 33TOD 對(duì)比分析消泡劑性能 將 Part A僅加部分溶劑 1500轉(zhuǎn)高速分散 15min 測(cè)得細(xì)度 >50m 加入 重量比 80%玻璃珠及剩余溶劑 1500轉(zhuǎn)砂磨 40min 測(cè)得細(xì)度 15m按 Part APart B=6.431計(jì)算 Part B Solvemol1043的添加量 過濾

7、后 Part A重量為 328.55g 分為 10份 30g 添加樣板 和 1份 15g 空 白樣板 其中 10份添加樣板 按以下量比加入不同對(duì)比流平劑與固化劑流平劑 漆總量的 0.2% 0.07g固化劑 漆總量的 13.45% 4.67g空白樣板僅按相同比例加入固化劑1000轉(zhuǎn)高攪 3min 后 查看瓶?jī)?nèi)泡沫狀態(tài) 及 100m 刮板后干膜效果 結(jié)果 見表 1表 1 醇酸樹脂體系中流平劑性能比較編號(hào) 流平劑 流平性 瓶?jī)?nèi)泡沫1 F40 細(xì)刮痕 表面不夠平滑 無2 F60 好 表面平滑 無3 F45 細(xì)刮痕 較多細(xì)泡4 F3 刮痕嚴(yán)重 不相溶 較少細(xì)泡5 S43 好 表面非常平滑 較少細(xì)泡6 S

8、4 細(xì)刮痕 表面平滑 較多泡7 SkonZ 細(xì)刮痕 表面平滑 較多泡8 Deuchem466 較多細(xì)泡 無刮痕 很多泡9 BYK306 較多泡 無刮痕 很多泡10 EFKA3777 少量細(xì)泡 無刮痕 多泡11 空白 很多細(xì)泡 細(xì)刮痕 較多細(xì)泡 結(jié)論在四個(gè)公司的產(chǎn)品中 Cognis 公司的產(chǎn)品普遍具有較好的消泡性能 S 系列 增滑性能好 F 系列除 F60外都不適合該體系 S43和 F60是此體系中表現(xiàn)最好 的產(chǎn)品 EFKA3777 表面平滑性很好 但無消泡作用注 因刮板后實(shí)際上干膜差別很小 憑肉眼仔細(xì)觀察 僅有很小很小的區(qū)別 且很難杜絕在刮板時(shí)的相異性 因此結(jié)果不具有結(jié)論性 為進(jìn)一步判斷 重新

9、進(jìn) 行刮板 但已距加入固化劑 30min 漆粘度上升 刮板后遮蓋力增加 所有樣板 幾乎沒有區(qū)別 因此評(píng)價(jià)流平劑應(yīng)使用 50m 進(jìn)行刮板 過濾后 Part B重量為 237.10g 分為 10份各 20g 添加樣板 1份 20g 空 白樣板 按以下量比加入固化劑和不同消泡劑 其中空白樣板僅按比例加入固化 劑消泡劑 漆總量的 0.2% 0.05g固化劑 漆總量的 13.45% 3.11g1000轉(zhuǎn)高攪 3min 看瓶?jī)?nèi)及 100m 刮板后濕膜與干膜泡沫狀態(tài) 結(jié)果見表 2表 2 醇酸樹脂體系中消泡劑性能比較編號(hào) 消泡劑 瓶?jī)?nèi)泡沫 濕膜泡沫 干膜泡沫 1 E8 少量細(xì)泡 極少量泡 較多泡2 E1 部分

10、細(xì)泡嚴(yán)重不相溶 嚴(yán)重不相溶 3 1208 較多細(xì)泡較多縮孔 相溶性不好 4 AMH2 部分細(xì)泡較少縮孔 部分氣泡 較少縮孔 5 BYK141 少量細(xì)泡多氣泡 非常多氣泡 6 BYK052 較多細(xì)泡嚴(yán)重不相溶 嚴(yán)重不相溶 7 EFKA2018 無泡少量縮孔 少量縮孔 8 EFKA2020 少量氣泡嚴(yán)重不相溶 嚴(yán)重不相溶 9 Deuchem6500 無泡少量縮孔 少量縮孔 多氣泡 10 Deuchem5300 無泡較多氣泡 多氣泡 11 空白 少量氣泡 多縮孔 多縮孔 結(jié)論 1消泡效果都不理想 E1BYK052EFKA2020嚴(yán)重不相溶 不能適用 于這個(gè)體系當(dāng)中 1208相溶性也不好2由于較多樣板

11、干膜既有縮孔又有較多未脫出的氣泡 說明分散時(shí)間 太短 3濕膜 干膜的表面差別較大 說明固化時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多氣泡 4在該體系中 AMH2和 EFKA2018是兩個(gè)可選用的產(chǎn)品 2.3實(shí)驗(yàn)三 丙烯酸汽車烤漆底漆 Part A原料名稱 質(zhì)量分?jǐn)?shù)Solvesso 150 4.4去丙酮乙醇 6.8SW-733仕全興 9.6T i O2Tiona 575 25.5碳黑或酞菁蘭 2.8 分散劑 0.56Part BSW-733 49三聚氰胺 (Eternal 922S3.6 12%Cobalt NEX-CEM(Co10% 0.1一縮乙二醇單丁醚15.2 Solvesso 150 13.5 81.4 其中 A+B

12、=131.06A/B=0.61 所用丙烯酸樹脂是仕全興用于木器 汽車漆的含羥基丙烯酸樹脂 其基礎(chǔ)性 質(zhì)見表3 表 3 仕全興丙烯酸樹脂基礎(chǔ)性質(zhì) 固體份 652%羥值90 酸值 < 9mgKOH/g 溶劑 二甲苯 /醋酸丁酯實(shí)驗(yàn)分為三部分 一 評(píng)價(jià)分散劑 二 評(píng)價(jià)消泡劑 三 評(píng)價(jià)流平劑 一 分別選用 Cabot 的碳黑與 Cappelle 的酞菁蘭 PB15-1這兩個(gè)非常難分散 的顏料 分別選用不同的對(duì)比分散劑 其中分散劑的用量按黑 /蘭顏料全量的 2%計(jì)算 加入 Part A全量比的 80%的玻璃珠用 Sharker 多軸向高速混勻 40min 測(cè) Part A 的刮板細(xì)度及展色性 結(jié)果

13、見表 4表 5表 4 不同分散劑對(duì)碳黑分散效果對(duì)比編號(hào) 分散劑 細(xì)度 m 展色性1 T-3241 4 最好 少許浮色2 T-3112 4 好3 T-3250 15 最差4 T-963S >25 差5 BYK104S >25 一般表 5 不同分散劑酞菁蘭分散效果對(duì)比編號(hào) 分散劑 細(xì)度 m 展色性1 T-3241 5 最差 少許浮色2 T-3112 7 好3 T-3250 >25 最好4 T-963S 23 差5 BYK104S >25 一般結(jié)論1對(duì)于碳黑 聚合型分散劑明顯具有優(yōu)勢(shì) T-3250盡管在分散效果較好 但展色性卻非常差 因此在分散碳黑時(shí)應(yīng)選用 T-3112 T-

14、32412對(duì)于酞菁顏料 聚合型分散劑也同樣可將顏料分散至理想細(xì)度 T-3250 雖不能將顏料細(xì)度分散好 其展色性卻是最好的 T-3241盡管有很好的分散效 果 但展色性卻是最差的 因此在分散酞菁系列顏料時(shí) 應(yīng)選用 T-31123T-3112性能全面 無論對(duì)于碳黑 還是酞菁系列顏料都是很好的分散 劑二 選用 T-3112作分散劑 酞菁蘭作顏料 按配方將 Part A與 Part B混合 好后 放置 19h 分別獨(dú)立添加 0.3%的不同消泡劑和流平劑 混勻分散 3min 用 100m 絲棒在馬口鐵皮上刮板 150烘烤 13min 結(jié)果見表 6表 6 丙烯酸烤漆體系中消泡劑性能比較編號(hào) 消泡劑 瓶?jī)?nèi)

15、泡沫 成膜泡沫1 E1少量氣泡 嚴(yán)重不相溶2 E8 多氣泡 多氣泡3 AMH2少量氣泡 較多縮孔4 1208較多氣泡 嚴(yán)重不相溶5 BYK141少量氣泡 少量縮孔 少量氣泡海納百川 6 7 8 9 10 BYK052 EFKA2018 EFKA2020 Deuchem6500 Deuchem5300 少量氣泡 無泡 較多氣泡 少量氣泡 多氣泡 推陳出新 嚴(yán)重不相溶 少量縮孔 嚴(yán)重不相溶 多氣泡 多縮孔 較多氣泡 縮孔 結(jié)論 在這個(gè)丙烯酸配方中 E1 1208 BYK052 EFKA2020 是不相溶的 Cognis 公司的產(chǎn)品試驗(yàn)效果不好 EFKA2018 BYK141 效果尚可 三 通過涂膜

16、刮板及烘烤后表觀對(duì)比測(cè)試不同流平劑的性能 試驗(yàn)如下產(chǎn)品 F40 F60 S4 BYK306 EFKA3777 F45 F3 S43 P3245 效果非常類似 其中前 5 個(gè)產(chǎn)品稍稍出色些 2.4 實(shí)驗(yàn)四 Part A 原料名稱 Photoner 聚丙烯酸 UV 固化清漆 質(zhì)量 4039 70g Photoner 4028 140g Photoner 4035 42g Photoner 4127 70g Photoner 6173 300g Photoner 3016 70g Part B Photomer 51 28.8g 把 Part A 和 Part B 混合分散后 平均分成 5 份 加入

17、固化劑及按漆總量 0.2% 的 4 種對(duì)比消泡劑 分別用 50m 25m 絲棒刮板 紫外光固化后 對(duì)比消泡性 能 結(jié)果見表 7 表7 光固化樹脂體系中消泡性能比較 編號(hào) 1 2 3 4 5 消泡劑 Dehydran 4210 Dehydran 4100 Dehydran 4200 Dehydran 1293 空白 瓶?jī)?nèi)狀態(tài) 較多泡 有一些泡 較多泡 幾乎無泡 很多泡 25m 刮板 有細(xì)長(zhǎng)油液 針孔 少量油液 針孔 針孔 油液縮小 油液 針孔 嚴(yán)重縮孔 針孔 50m 刮板 針孔多 少量油液及針孔 針孔 無油液 油液 針孔 嚴(yán)重縮孔 針孔 結(jié)論 刮于板上無法區(qū)分消泡效果 從罐內(nèi)消泡效果來看 Deh

18、ydran 1293 應(yīng)較理想 2.5 實(shí)驗(yàn)五 高固體分低 Voc 漆 一 流平劑性能比較實(shí)驗(yàn) Part A 原料名稱 液體環(huán)氧樹脂 EEW180-190(75% 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 176 6 海納百川 推陳出新 TiO2 (2300 108 HT 2.8 Tenlo 70 0.4 高速分散 30min 到 15m 細(xì)度 加入 Part B 攪拌 15min 1000 轉(zhuǎn)/分 Part B 原料名稱 質(zhì)量分?jǐn)?shù) Genanid 490 (Cognis 91.6 丁醇 7.6 異丙醇 17.2 把 Part A Part B 攪拌均勻后 分成 11 份 添加 0.2%的不同流平劑比較流 平性 用 50m

19、刮板 比較結(jié)果見表 8 表8 環(huán)氧樹脂體系中流平劑性能比較 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 流平劑 F40 F60 F45 F3 3245 S4 S43 BYK 306 EFKA 777 Deuchem 466 空白 流平性 有較多刷痕 流平不理想 有少量刷痕 較 F40 略好 比 F60 稍好 仍可見刷痕 表面較光滑 幾乎無刷痕 與 F60 相當(dāng) 表面不太平滑 流平較好 表面光滑 流平較好 表面平滑 比 S4 略差 表面也很平滑 較 BYK306 略差 也不錯(cuò) 嚴(yán)重刷痕 流平很差 無法流平 結(jié)論 比較幾種流平劑 雙組份環(huán)氧體系中中 Cognis 公司的 S4 S43 F

20、3 效果較 理想 考慮到重涂性問題 應(yīng)選用 F3 產(chǎn)品 二 消泡劑性能比較實(shí)驗(yàn) 同樣的體系 分成 10 份 加 0.2%的消泡劑比較消泡效果 刮板 100m 結(jié) 果見表 9 表9 編號(hào) 1 2 3 4 5 消泡劑 E1 E8 AMH2 1208 EFKA 2018 環(huán)氧樹脂體系中消泡劑性能比較 瓶?jī)?nèi)泡沫 少量泡沫 有微泡 有幾個(gè)小氣泡 較少泡沫 有部分泡沫 少量細(xì)泡 7 干膜泡沫 有少量小泡 效果較好 有一些小針孔 幾乎無泡沫 效果理想 無氣泡 但表面不夠平滑 有少量針孔 海納百川 6 7 8 9 10 EFKA2020 BYK 052 BYK 141 Deuchem 6500 Deuchem

21、 5300 少量細(xì)泡 有一些小泡 很少泡 泡較少 泡較少 推陳出新 無泡 有少量泡 表面平滑 有小氣泡 表面粗糙 有一些泡及小針孔 幾乎無泡 效果較好 Cognis 結(jié)論 從消泡劑來看 在雙組份環(huán)氧體系中 各公司的消泡劑無太大差別 公司的 E1 及 AMH2 于該體系效果較理想 2.6 實(shí)驗(yàn)六 Part A: 雙組分 PU 木器清漆 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 241 16 原料名稱 丙烯酸樹脂(65% 二甲苯 Part B: Mendur CB60 82.8 1000 轉(zhuǎn)高速攪拌 Part A 15min 加入 Part B 及 0.2 %消泡劑 再攪 3min 比 較各消泡劑消泡效果及透明性 并刮于 100

22、m 厚的漆膜于板上 結(jié)果見表 10 表 10 丙烯酸清漆體系中消泡劑性能比較 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 消泡劑 E8 E1 S43 BYK 141 EFKA 2020 Deuchem 5300 Deuchem 6500 Deuchem 3200 透明相溶性 相溶性好 很透明 嚴(yán)重混濁 嚴(yán)重混濁 透明性很好 混濁 透明性好 透明性好 嚴(yán)重混濁 消泡效果 效果較好 有少量針孔 效果理想 效果理想 效果理想 效果理想 效果理想 有小針孔 流平效果 較好 較好 較好 好 好 一般 好 好 結(jié)論 通過觀察發(fā)現(xiàn)各類消泡劑的消泡效果相差不大 若從透明及消泡性雙重效果 來考慮 Cognis 公司的 E8 于透明漆中應(yīng)是首選 E1 嚴(yán)重混濁 2.7 實(shí)驗(yàn)七 Part A: 啞光 PU 木器漆 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 60.4 3.4 60 原料名稱 長(zhǎng)油醇酸樹脂 二甲苯 啞粉 天津產(chǎn) Part B 8 海納百川 推陳出新 CB 60 20.7 PartA 高速分散 30 min 加入 Pa