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嘉峪檢測網(wǎng) 2025-02-15 10:41
引 言
隨著汽車后市場的進一步發(fā)展,車主對汽車修補后漆膜的后期質(zhì)量、性能要求也隨之提高。這就要求汽車修補漆中的面漆,尤其清漆具有媲美原廠高溫漆的耐久性能。相比原廠車漆,目前汽車修補清漆普遍存在硬度偏低、容易有劃痕、容易變色失光的問題;加之國內(nèi)修補漆已廣銷國外,尤其東南亞、拉美、非洲等日照時間長、紫外線強的熱帶、亞熱帶地區(qū),這對汽車修補漆的耐候性能來說是極大的考驗。所以修補清漆層不僅應(yīng)具有良好的附著力、防腐蝕性和高豐滿度、高光澤特性,而且應(yīng)具有抗劃傷、高耐候等性能,讓漆膜保光保色更耐久。目前市面上的修補清漆普遍以常規(guī)的羥基丙烯酸樹脂為主體,UVB老化最多2000h左右漆膜失光、粉化、色差△E 達到10以上;而且清漆容易被劃傷,或者只是表面的抗劃傷。因此本研究開發(fā)一種高耐候并且持久抗劃傷的汽車修補清漆。
在前期的研究中,清漆組分選擇一種全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯為功能單體合成的氟改性羥基丙烯酸樹脂為主體樹脂 ,拼入一種3F型FEVE氟碳樹脂 。本研究在前期研究基礎(chǔ)上,探究不同紫外光吸收劑對漆膜耐候性能的影響;拼入一種有機硅改性羥基丙烯酸添加樹脂,探究不同有機硅聚合物對漆膜抗劃傷性能滑爽度的影響。制備的清漆與HDI固化 劑按比例混合、施工后,得到的漆膜性能優(yōu)異,滿足常規(guī)修補要求,并且具有優(yōu)異的耐候性能和持久抗劃傷性能。
1、實驗部分
1.1 原料
氟改性羥基丙烯酸樹脂 A:東莞市迪艾高化工有限公司;羥基丙烯酸樹脂 B:氰特;羥基丙烯酸樹脂 C:廣州本恒;羥基丙烯酸樹脂 D:清遠波特;3F 型 FEVE 氟碳樹脂:常熟市東環(huán)化工有限公司;有機硅 改性羥基丙烯酸樹脂E:廣州柯麗 ;流平劑(BYK358N)、消泡劑(BYK141)、手感流平劑 (BYK333、TEGO410):市售 ;二月桂酸二丁基錫 T- 12:濟南大暉化工科技有限公司;HT-500固化劑:萬華化學(xué);醋酸正丁酯:三木化工;甲基正戊基酮MAK、 乙氧基丙酸乙酯EEP:伊士曼;丁二酸二甲酯 DBE:東莞市聯(lián)合化工 ;紫外光 吸收劑(汽 巴 1130、328、400)、光穩(wěn)定劑(292):汽巴;底色漆:雅圖高新。
1.2 儀器及設(shè)備
電子天秤(JE4002G):梅特勒;高速分散機:杭州齊威儀器有限公 FS-400DTS;擺桿硬度計(REF.707KP):翁開爾;噴槍(德國 SATA1000-111)、打磨機(費斯托ETS 150/3)、拋光機(費斯托 RAP150-14FE/21)、恒溫鼓風(fēng)烤箱(上海葉拓 202/101);橘皮儀DOI(德國BYKWave-scanⅡ)、光澤儀(德國BYK AG4430)、膜厚儀 (翁開爾 PosiTector 6000)、QUV 老化機(翁開爾 UVB- 313)、色差儀(愛色麗 Ci7600):市售。
1.3 性能測試及標準
表干時間、可拋光時間(GB/T 1728—2020);光澤 (GB/T 9754—2007);膜厚(GB/T 13452.2—2008);鮮映性及豐滿度(DOI- Germany);鉛筆硬度(GB/T 6739—2022);擺桿硬度(GB/T 1730—2007);耐候性UVB(GB/T 1865—2009、GB/T 1766—2008);漆面滑爽度(手感)。測試耐候性能、擺桿硬度時用雅圖高新單組分白底色漆,其他都用單組分黑底色漆。
1.4 參考配方
清漆參考配方見表1。將樹脂 、助劑 、溶劑原材料用高速分散機混合均勻,按相近 NCO/OH 配 比(反應(yīng)當量系數(shù)為1.05左右 ,下同)和相近施工固含(下同)測試各項方案的漆膜性能;按 m(清漆): m(HT-500):m(丁酯或MAK)=(4~6):1:(0~1)的 配比制漆。

2、分析與討論
2.1 主體樹脂對漆膜性能的影響
含氟化合物在耐候性、防污、耐洗刮等諸多耐理 化性能方面都有其他化合物不可比擬的優(yōu)勢 。氟改性羥基丙烯酸樹脂在保證羥基丙烯酸樹脂原有性能的基礎(chǔ)上,提高耐候、防污、抗劃等性能 。選擇的氟改性羥基丙烯酸樹脂主體A與市面上耐候性能比較好的羥基丙烯酸樹脂B、C、D做平行比 較,清漆及其涂膜性能如表2所示。
由表2可知,氟改性羥基丙烯酸樹脂A的漆膜外觀、硬度都比較優(yōu)異,尤其耐候性能比羥基丙烯酸樹脂 B、C、D 明顯好,但干燥速度偏慢。

2.2 紫外線吸收劑對耐候性能的影響
分析3種紫外光吸收劑汽巴1130、328、400 對主體樹脂耐候性能的提升效果,從表3數(shù)據(jù)看出,3種紫外光吸收劑在本身耐候性能就已經(jīng)不錯的體系中(尤其保光性)幾乎無提升作用。汽巴400對耐黃變性能 有一定提升,但作用不明顯,添加量在 1%~1.2%時其效果已接近極限。

2.3 3F型FEVE氟碳樹脂對耐候性能的影響
為進一步提升耐候性能,清漆組分在 2.2 的基礎(chǔ)上拼入 3F 型FEVE 氟碳樹脂,考察其拼入量對漆膜性能的影響。隨著FEVE氟碳樹脂量的增加,漆膜耐候性能獲得質(zhì)的提升,硬度也明顯提高,同時伴隨著干速的變慢,外觀也稍有下降,因此其用量必須折中使用。在FEVE 樹脂添加10%~20%這一范圍內(nèi),根據(jù)表4數(shù)據(jù)可知,F(xiàn)EVE添加量20%時,漆膜干燥速度變得很慢,硬度降低,耐候性能提升趨勢也變緩。FEVE添加15%時,漆膜耐候性能已經(jīng)達到比較理想的效果,硬度、外觀都比較優(yōu)秀,但干速偏慢,較難滿足常規(guī)修補漆的要求,需提快干燥速度。

2.4 用T-12提升漆膜干燥速度
T-12對羥基丙烯酸樹脂與異氰酸酯的反應(yīng)速度有明顯的提升作用,同時也有犧牲漆膜外觀、硬度、耐候性能等副作用,需要適量添加 。在0.02%~0.06%范圍內(nèi)分析其作用,根據(jù)表5數(shù)據(jù),隨著T-12的增加,干燥速度明顯提升,漆膜外觀、硬度、耐候性能都有降低趨勢。其 中0.04%的T-12添加量時,在保正漆膜性能無明顯犧牲的情況下,干燥速度可以滿足常規(guī)修補需求。

2.5 有機硅聚合物對漆膜抗劃傷性的影響
有機硅手感流平劑,加入清漆中,施工后上浮于漆膜表面,提升流平性的同時,使漆膜表面變得爽滑,從而有效提升抗劃傷性能 。有機硅改性羥基丙烯酸樹脂,與異氰酸酯反應(yīng)后分布于整個漆膜,使其具有滑爽效果和抗劃傷性能。2.5.1不同種類有機硅的抗劃傷效果為提升漆膜抗劃傷性能,在2.4基礎(chǔ)上分別添加有機硅手感流平劑BYK333、TEGO410 和有機硅改性羥基丙烯酸樹脂 E,研究其對漆膜抗劃傷性能的影響。分別對比初始的和UVB照射5000h后的漆膜滑爽度、鉛筆硬度、擺桿硬度。
根據(jù)表6數(shù)據(jù),有機硅聚合物添加劑對鉛筆硬度無明顯影響。BYK333、TEGO410 明顯提升漆膜初始的滑爽度,從擺桿硬度可知其漆面阻尼明顯降低;但是UVB照射 5000 h 后對漆面滑爽度的提升作用幾乎 消失。1%的有機硅改性羥基丙烯酸樹脂 E 則使漆膜 長期保持較好的滑爽度,維持了良好的抗劃傷性能。2.5.2 樹脂 E 的添加量對漆膜性能的影響 作為有機硅改性的羥基丙烯酸樹脂,由于其與體 系相容性的問題,因此需要探究其用量對漆膜性能(通透度)的影響。在 1%~5%范圍研究,根據(jù)表 7 數(shù)據(jù),隨著樹脂 E 添加量增加,漆膜滑爽度提升,伴隨著漆膜變渾濁的 趨勢;由于添加量小,對耐候性無明顯影響。3%的添加量時,在保證漆膜通透度的前提下,具有長期的滑 爽度(抗劃傷性)。


3、結(jié)語
(1) 本研究得到的最優(yōu)清漆組分與HDI·123固化劑按比例混合、施工,干燥速度可以滿足常規(guī)修補需求,干燥后的漆膜具有優(yōu)異的耐候性能和持久的抗劃傷 性能;UVB照射5000 h后色差 、失光率約 15%,漆面仍然有非常高的滑爽度和較高的光澤;(2)本研究有效解決汽車修補清漆在強日照、強 紫外線輻射地區(qū)易失光、變色、粉化等問題,同時其持久的爽滑性,使漆膜不易被劃傷,更加耐久;(3) 后續(xù)研究方向:在保證漆膜性能的條件下, 探索更理想的漆膜干燥速度;探索氟硅改性丙烯酸樹脂直接在汽車修補漆中的應(yīng)用性等。

來源:涂層與防護