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1、8 2 I 树脂及乳液 水牲聚葑酯在工业漆 由的应用 魏志华张蕾 ( 山东圣光化工集团有限公司山东东营2 5 7 3 0 0 ) 摘 要：介绍了水性聚氯酯在塑胶漆、金属漆、玻 璃漆等行业的应用优势、应用方法及施工工艺，并与 溶剂型的产品作7 性能对比。 关键词：水性聚氨酯；工业漆；塑胶漆；金属漆；玻璃漆 0 引言 随着国家环保法规的制定和人们环保意识的增强传 统溶剂型涂料产品受到越来越多地限制低V O C 的水性 涂料越来越多的应用到各个领域。特别是建筑涂料行业， 环保节能的水性建筑涂料产品已经占了主流而工业漆的 水性化在中国却遇到了很大的阻力。据统计，北美地区水 性工业涂料占了全部生产涂料的
2、4 3 ，溶剂型工业涂料只 占5 1 ：西欧地区水性工业涂料占了3 4 溶剂型工业涂料 只占5 2 ：而在中国水性工业涂料只占1 0 ，溶剂型工业涂 料则高达8 0 5 ，在工业涂料水性化领域我们与发达国家 的差E 巨还很大。主要原因是水性工业涂科性能无法与溶剂 型相比而价格却要高出很多。 近年来，我国涂料行业在水性涂料的研究、生产、使 用方面得到了前所未有的发展特别是各种环境法规的积 极引导进一步规范和促进了水性工业涂料的发展其次 人们生活水平提高环境、健康意识的提高以及欧美国 家对我国出口工业产品的限制，推动了对水性产品的需 求再加上这两年石油产品的涨价国家对环境保护要求 的进一步加强，溶
3、剂型涂料产品的成本不断攀升，而随着 水性涂料技术的成熟产品成本反而有下降的趋势工业 漆的水性化已经成为必然。 作为环保型产品的水性聚氨酯，具有持久的户外耐久 性、优异的物理化学性能、极佳的流动性和施工性能广 泛取代溶剂型聚氯酯广泛用于木器、纺织物油墨、金属、 皮革、橡塑、纸张等基体表面的涂饰在粘合剂方面也得 到广泛地发展和应用。水性聚氨酯最初以其良好的柔韧性 和光泽度被广泛地应用到皮革涂饰、家庭装修等领域。但 随着技术水平的不断提高，水性聚氯酯在附着力耐磨 性、耐温性、耐溶剂性等方面得到了很大的提升能在各 个领域得到了认同。 由于水性聚氨酯具有优异耐磨性、柔韧性、光泽度等 其它树脂无可比拟的性
4、能所以水性聚氨酯材料在欧盟及 北美地区已经广泛地应用于工业涂装领域但水性工业漆 的应用在国内还处于起步阶段虽然存在很多问题但大家 都在努力解决。近几年中国汽车业、电子业的快速发展， 更加快了对水性工业涂料的需求。 1 水性聚氨酯在塑料涂料中的应用 P L D 现在已经被广泛地应用于汽车内饰件及汽车塑料 部件上，如在汽车内部的座椅、装饰和织物上等都已经得 到广泛使用在汽车外部则主要是涂料底漆及中涂漆的应 用。 对于汽车涂料行业，欧美国家对轿车涂装线有机溶剂 树脂及乳液 排放量包括底漆、中涂漆、面漆涂装) 有非常严格的要 求，不得高于4 5 9 m 2 。德国对挥发物的有机物的排放量更 为严格排放
5、标准为不得高于3 5 9 m 2 , 在欧洲汽车工业中， 3 0 的底漆为水性涂料。丰田汽车计划在2 0 1 0 年车内所 有的涂料全部水性化，而在国内至少有5 7 条汽车涂装 生产线已经采用水性中涂漆的涂装技术。上海大众、一汽 大众、北京现代等公司已经开始大面积使用双组份水性聚 氮酯作为内饰件的涂装，汽车涂装水性化已成必然。 1 1 水性塑胶涂料与溶剂性塑胶涂料的性能对比 表1 水性聚氨酯塑胶涂料与溶剂型聚氨酯涂料的对比( A B S 表面) 从整体性能来看，虽然在耐醇性和附着力方面，水性 聚氨酯的产品的附着力要稍差一些，但也基本能够达到塑 胶漆的性能要求。鉴于单组份水性聚氯酯的附着力更佳
6、所以采用单组份水性聚氯酯制作底漆和中涂双组分水性 聚氨酯作面漆和罩光。水性聚氨酯制作的水性塑胶漆完全 可以用于汽车内饰件的涂装。由于水的挥发速度要比普通 的溶剂挥发慢得多，所以应适当延长一下水性塑胶漆未烘 烤前的时问，让水分充分的挥发，待表干后再进行低温烘烤。 1 2 水性塑胶漆参考配方 底漆参考配方 S P - 6 8 0 6 F o a m e x 8 2 2 W e tK 1 2 4 5 W e t 5 0 0 G l i d e4 5 0 ( 1 25 ) R H E O L A T E 一2 8 8 1 0 0 01 O 3 5 0 3 0 5 01 水性铝粉漆参考配方 1 0 0
7、8 0 2 0 3 7 2 0 1 02 1 3 水性塑胶漆在塑料件涂装的施工工艺 P P 塑料件一水洗一干燥一火焰处理一喷涂底漆一喷涂单 组分水性聚氧酯铝粉漆或色漆_ 烘烤干燥 8 0 5 “ C ，4 0 r a i n 】 一喷涂罩光清漆一烘烤固化 8 0 5 “ C ，4 0 m i n 】一成品。 A B S 塑料件一水洗一干燥一喷涂底漆一喷涂单组分水性 聚氨酯铝粉漆或色漆一烘烤干燥 8 0 5 “ C ，4 0 r a i n 卜喷涂罩 光清漆一烘烤固化 B O4 - 5 C ，4 0 r a i n 成品。塑料玩具一水 洗一干燥一喷涂底漆一喷涂单组分水性聚氨酯铝粉漆或色漆 一烘烤
8、干燥 8 0 5 “ C ，4 0 m i n 卜成品。 2 水性聚氨酯在水性金属漆中的应用 随着汽车工业的环保要求不但塑胶件采用水性涂装， 更多的金属表面也采用水性漆如油箱、车桥、车架，散热 器、变速箱、传动轴，减震器等产品的防护和装饰。水性聚 氨酯以其良好的耐温性能、耐溶剂性能得到了大量应用。一 汽大众、北京现代等等公司已经全面使用水性漆应用于上述 产品的涂装。 2 1 水性聚氨酯产品与氨基烤漆在金属漆表面的性能 对比 水性聚氨酯产品与氨基烤漆在金属漆表面的性能对比 见表2 。 从整体性能看水性聚氨酯应用于金属表面时，附着力 和耐冲击性能是非常优秀的尤其是经过环氧改性的水性聚 氯酯，耐；中
9、击性能更优完全可以和溶剂型的产品相媲美。 水性聚氯酯与其它水性树脂相比的特点是能在高温条件下发 生交联明显提高产品性能。 8 3 I l 量 明 啪撕帐W 一水一一一一一 8 4 I 树脂及乳液 表2 水性聚氨酯产品与溶剂型聚氨酯涂料的对比( 马E l 铁表面) 2 。2 水性金属漆参考配方 水性防锈底漆 2 3 水性金属漆的施工工艺 目前欧美普遍采用的水性漆涂装工艺体系是：阴极电 泳漆+ 水性中涂漆+ 水性底色漆+ 高固体分溶剂型罩光清 漆。水性漆的施T Z 艺与溶剂型漆不r e 水性中涂烘干时 需增加红外线升温和保温过程水性底漆喷涂后增加加热 挥发过程。一般的水性漆施工工艺如下： 1 )
10、喷涂水性底色漆。 ( 2 ) 加热挥发，工艺参数如下： 挥发：室内条件下15r a i n ： 升温：红外线1 5m i n 7 0 1 0 ( 车身) ： 保温：循环热空气2 5 m i n 7 0 1 0 车身) ： 冷却：车身温度冷却到小于3 5 ( 约2 m i n ) 。 在加热挥发区必须确保水性漆中9 0 以上的水分挥 发掉。 ( 3 ) 喷涂水性中涂漆。 ( 4 中涂烘干工艺参数如下： 挥发：室内条件下5 m i n ： 红外线升温：2 3r a i n 7 0 1 0 ( 车身) ： 红外线保温：3 5r a i n 7 0 1 0 C ( 车身) ： 循环热空气升温：约5 r
11、 a i n ，1 6 5 17 5 “ C ( 车身) ： 循环热空气保温：15 m i n 16 5 17 5 车身) ： 冷却：车身温度冷却到小于3 5 “ C 。 ( 5 ) 喷双组分清漆。 ( 6 ) 面漆烘干。工艺参数如下： 挥发室内条件下3 m n ： 升温：红外线1 0 m h l2 5 2 0 “ C ( 车身) ： 保温循环热空气，2 0r a i n ，12 5 1 0 C ( 车身) ： 冷却车身温度冷却到小于3 5 “ C 。 3 水性聚氨酯在玻璃漆中的应用 随着玻璃制品在装饰材料中的大量应用玻璃表面的 装饰需求也是千变万化，玻璃漆就应运而生而且玻璃漆 的水性化也成必
12、然。水性玻璃漆特别是彩色玻璃漆具有装 饰效果好、漆膜色彩绚丽、隔热保温、防眩舒适、吸收紫 外线、易于清洗等特点。玻璃漆要求在玻璃表面的附着力 要好、耐水性要好、高温不返粘，而且特殊用途的对耐 热水蒸煮的要求很高。玻璃漆涂装线一般都采用烘烤的方 式成膜，非常有利于双组分水性聚氨酯和自交联型水性聚 氯酯的使用可以充分发挥环氧基团和羧基以及胺基的交 联作用大大提高漆膜的耐化学品性能。与常用的环氧树 脂、丙烯酸树脂来说具有柔韧性好和高温不回粘的优点， 能提高玻璃的抗压强度、安生性和易清洁性等性能。 树脂及乳液 3 1 水性聚氨酯产品与环氧改性丙烯酸树脂在玻璃 表面的性能对比 水性聚氯酯产品与环氧改性丙
13、烯酸树脂在玻璃表面的 性能对比 表3 水性聚氯酯产品与环氧改性丙烯酸树脂的对比( 玻璃表面) 从整体性能看，水性聚氨酯应用于玻璃表面时，附着 力和硬度和抗压强度性能是非常优秀的尤其是经过环氧 改性的水性聚氧酯附着力更优，完全可以和溶剂型的产 品相媲美。但水性聚氨酯的耐水性能和耐醇性虽然已经非 常好但与溶剂型产品还存在差距，所以对于玻璃容器和餐 具的处理仍然不能使用水性聚氨酯，但产品性能已经完全 满足建筑用玻璃和艺术玻璃的使用要求。 3 2 玻璃漆参考配方 水性铝粉漆参考配方 F o a m e x 8 2 2 W e tK 1 2 4 5 W e t 2 7 0 D S X 一2 0 0 0
14、水性铝浆W 0 8 0 D S X 一2 0 0 0 0 1 0 2 5 0 3 0 1 2 02 3 3 水性玻璃漆施工工艺 玻璃制品一水洗_ 干燥一喷涂水性聚氯酯铝粉漆或色 漆- 烘烤干燥( 1 0 0 5 “ C ，3 0 - 6 0 r a i n ) 一成品 4 总结 水性聚氨酯在水性工业漆领域拥有许多优势。完全可 以在木器漆、塑胶漆、玻璃漆金属漆等方面代替溶剂型 树脂。现在水性聚氨酯在工业漆中的应用还刚刚开始还 有很有领域需要涂料技术人员进行开发。水性聚氨酯所拥 有的硬度、柔韧性、耐水性、耐醇性、光泽度的优势是其 它水性树脂所不具备的，水性聚氨酯的应用一定会越来越 广。 参考文献 【1 】刘波现代汽车塑料件的涂装 J 】橡塑资源利用2 0 0 70 3 【2 】许戈文水性聚氯酯材料【J 】北京化学工业出版社，2 0 0 6 8 5 I
