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1、中国涂料在线http://www.coatingol.comCMCAB纤维素酯在水性金属闪光涂料中的应用严俊(中化建常州涂料研究院,213016)吴洪福(新疆吐哈油田石油天然气化工厂,哈密838202)摘要:介绍了CMCAB纤维素酯的一些特点和分散使用方法。研究了其在水性金属闪光涂料中的主要影响和作用,包括提高抗流挂性、防沉降性;改善铝粉的取向;改善涂料的的流平性;提高底色漆的抗回溶性等。同时阐述了CMCAB纤维素酯用量过高后发现的一些新问题。关键词:水性金属闪光涂料;防沉降;铝粉取向;流平性;CM
2、CAB0引言水性金属闪光涂料由于其具有较低的VOC含量,减少了涂装过程中的VOC的排放,有利于环境保护,故越来越受到重视。但是由于水性涂料的一些固有特性,使得水性金属闪光涂料出现流挂、铝粉的沉降、铝粉的排列等一系列问题,一直没有得到很好的解决。在CMCAB(分子结构见图1)纤维素酯出现之前,一般只能通过改进基体树脂的特性,如:提供触变性、增加内交联等手段来改善水性金属闪光涂料的的一些性能,实施难度较大,效果也不是太理想。图1CMCAB的分子结构示意图当CMCAB纤维素酯出现后,通过外加的CM2CAB
3、纤维素酯,可以很方便地控制涂料的流挂、流平、铝粉的沉降、取向、排列等问题,对基体树脂的要求也不再特殊,大大增强了涂料的可施工性,直接缩小了和溶剂型金属闪光涂料的差距,为水性金属闪光涂料的广泛应用奠定了基础。CMCAB纤维素酯是一种羧基化的纤维素树脂,酸值约60mgKOH/g,通过碱中和(如:二甲基乙醇胺),可预制成水分散体或溶液,在低VOC的水性涂料中用作添加剂或成膜物。生产的产品为白色粉末状态,类似于其他纤维素酯状态。这种水分散体或溶液,既保持了纤维素树脂的特性,又可很方便地添加到各种水性涂料中,
4、通过涂膜中水和溶剂的挥发,又变成不溶于水的高相对分子质量、高Tg的刚性涂膜[1]。1CMCAB纤维素酯的预分散CMCAB纤维素酯预分散的好坏直接影响它的使用,制备分散体的配方见表1。最简单的分散方法是将其溶解在乙二醇丁醚溶剂中,再用DMEA(二甲基乙醇胺)中和,中和程度控制在10%～15%;然后慢慢加入去离子水,分散均匀即可。注意一定要将固体粉末完全溶解,包括容器壁上粘附的颗粒,否则加水中国涂料在线http://www.coatingol.com之后就很难再分散开。表1制备分散体的配方制备工艺:将乙
5、二醇丁醚加入相应容器中,在低速分散的情况下,缓缓加入CMCAB纤维素酯粉末,要尽量防止粉末到处飞扬,如有粘在容器壁上,应将其刮入分散液中;分散时间尽可能长一些(1h以上),以保证CMCAB纤维素酯粉末全部溶解;然后再加入二甲基乙醇胺中和,分散15min以上,最后缓缓加入去离子水,高速分散30min以上即可,过滤备用。分散体外观为有一定黏度的半透明微乳状液体。2水性金属闪光涂料的制备2.1原料WB-02水性丙烯酸树脂、氨基树脂(HMMM)、助剂(消泡剂、流平剂等)、铝粉(非浮型)、CMCAB纤维素酯分
6、散体(15%)、二甲基乙醇胺、乙二醇丁醚、去离子水。2.2涂料配方水性金属闪光漆的配方见表2。表2水性金属闪光涂料配方2.3配制工艺按表2的配方将铝粉用乙二醇丁醚预分散好备用,用二甲基乙醇胺中和WB-02水性丙烯酸树脂,再加入HMMM、助剂、去离子水以及上述铝粉浆分散液,最后加入CMCAB纤维素酯分散体(15%),分散均匀即可。中国涂料在线http://www.coatingol.com2.4施工工艺将上述漆液用去离子水调节黏度,采用空气喷涂涂装在电泳+水性中涂的钢板上,在80～100℃烘烤15mi
7、n,然后罩上水性清漆,再在80～100℃烘烤15min,升温至140℃烘烤30min,即制得水性金属闪光涂膜。2.5试验仪器爱色丽(X-Rite)分光光度计(M68型多角度,美国);数字型测厚仪(进口);雾影光泽计(Byk-Gardener,德国);QCj型漆膜冲击器(天津材料试验机厂);手用漆膜划格器(天津光电通信公司仪器设备模具厂);QTX-1型漆膜弹性测定器(天津材料试验机厂)。2.6涂膜性能指标涂膜的性能指标见表3。表3涂膜性能指标3结果与讨论水性金属闪光涂料的配制,关键是铝粉的稳定,并且要
8、在成膜时有良好的排列取向。本试验采用了CMCAB纤维素酯,使涂料的流挂、流平,铝粉的沉降、取向、排列等问题得到了有效地控制。通过和未加CMCAB纤维素酯的配方的对比(表4),可以很明显地看到各种性能的提高。表4未加和加4%CMCAB纤维素酯的水性金属闪光涂料的性能对比中国涂料在线http://www.coatingol.com3.1对铝粉的沉降性的控制水性金属闪光涂料的稳定性非常重要,主要表现在贮存过程中,铝粉是否发生腐蚀,铝粉是否沉淀不易再分散。由于铝粉的相对密度远
