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不同區(qū)域暢銷的國產 樹脂 利用國外專業(yè)涂料實驗室 對目前國內涂料市場常用的溶劑型分散 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 針對近些年中國溶劑型涂料發(fā)展的特色 筆者帶領的實驗小組 使用國外先 進的綜合性涂料實驗室 選取國內最多使用的 Cognis BYK EFKA Deuchem 四家知名供應商的助劑產品 盡可能地使用不同區(qū)域暢銷的國產樹脂 在多種類 油漆中 平行對比其分散 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 公司的基礎配方引進國內 經(jīng)過不斷的國產化演變 呈現(xiàn)了目前中國溶劑型涂料 市場門類眾多 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、設計思路 樹脂 客觀評價不同供應商 不同類別的涂料助劑 所帶來 的涂料性能的差異 從而為國內行業(yè)同仁選取助劑 提供一定的借鑒作用 2 實驗部分2.1實驗一 雙組分 PU 高光面漆Part A 原料名稱 質量分數(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進行

5、等量平行實驗 加料結束后 加入總漆量 1/2重量比的玻璃珠研磨 使用 FM 公司 SKANDEX S-7雙軸向高速轉動 20min 4支分散劑均未能達到很好分散 僅 3061較為均勻 但 細度依然超過 25m單獨采用 3061進行放大實驗 用高速分散機 2000轉 1/2重量比玻璃珠砂 磨 170min 分散效果較好 刮板細度達到 7m 可 不加溶劑進行刮板及揉碾實驗 3061展色性非常好 刮板漆膜較平滑 但光 澤較噴漆差結論 1 分散時間對分散效果影響很大 2應用于丙烯酸 PU 中 3061較 Cognis 的其他分散劑 較易分散碳黑 且展色性好2.2 實驗二 雙組分醇酸樹脂漆 (500gP

6、art A原料名稱 質量分數(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 此實驗分別采用兩種國產醇酸樹脂 用仕全興 SW-316對比分析流平劑 性能; 用三木 33TOD 對比分析消泡劑性能 將 Part A僅加部分溶劑 1500轉高速分散 15min 測得細度 >50m 加入 重量比 80%玻璃珠及剩余溶劑 1500轉砂磨 40min 測得細度 15m按 Part APart B=6.431計算 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轉高攪 3min 后 查看瓶內泡沫狀態(tài) 及 100m 刮板后干膜效果 結果 見表 1表 1 醇酸樹脂體系中流平劑性能比較編號 流平劑 流平性 瓶內泡沫1 F40 細刮痕 表面不夠平滑 無2 F60 好 表面平滑 無3 F45 細刮痕 較多細泡4 F3 刮痕嚴重 不相溶 較少細泡5 S43 好 表面非常平滑 較少細泡6 S

8、4 細刮痕 表面平滑 較多泡7 SkonZ 細刮痕 表面平滑 較多泡8 Deuchem466 較多細泡 無刮痕 很多泡9 BYK306 較多泡 無刮痕 很多泡10 EFKA3777 少量細泡 無刮痕 多泡11 空白 很多細泡 細刮痕 較多細泡 結論在四個公司的產品中 Cognis 公司的產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 的產品 EFKA3777 表面平滑性很好 但無消泡作用注 因刮板后實際上干膜差別很小 憑肉眼仔細觀察 僅有很小很小的區(qū)別 且很難杜絕在刮板時的相異性 因此結果不具有結論性 為進一步判斷 重新

9、進 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 因此評價流平劑應使用 50m 進行刮板 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轉高攪 3min 看瓶內及 100m 刮板后濕膜與干膜泡沫狀態(tài) 結果見表 2表 2 醇酸樹脂體系中消泡劑性能比較編號 消泡劑 瓶內泡沫 濕膜泡沫 干膜泡沫 1 E8 少量細泡 極少量泡 較多泡2 E1 部分

10、細泡嚴重不相溶 嚴重不相溶 3 1208 較多細泡較多縮孔 相溶性不好 4 AMH2 部分細泡較少縮孔 部分氣泡 較少縮孔 5 BYK141 少量細泡多氣泡 非常多氣泡 6 BYK052 較多細泡嚴重不相溶 嚴重不相溶 7 EFKA2018 無泡少量縮孔 少量縮孔 8 EFKA2020 少量氣泡嚴重不相溶 嚴重不相溶 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 結論 1消泡效果都不理想 E1BYK052EFKA2020嚴重不相溶 不能適用 于這個體系當中 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 說明分散時間 太短 3濕膜 干膜的表面差別較大 說明固化時會產生較多氣泡 4在該體系中 AMH2和 EFKA2018是兩個可選用的產品 2.3實驗三 丙烯酸汽車烤漆底漆 Part A原料名稱 質量分數(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 其基礎性 質見表3 表 3 仕全興丙烯酸樹脂基礎性質 固體份 652%羥值90 酸值 < 9mgKOH/g 溶劑 二甲苯 /醋酸丁酯實驗分為三部分 一 評價分散劑 二 評價消泡劑 三 評價流平劑 一 分別選用 Cabot 的碳黑與 Cappelle 的酞菁蘭 PB15-1這兩個非常難分散 的顏料 分別選用不同的對比分散劑 其中分散劑的用量按黑 /蘭顏料全量的 2%計算 加入 Part A全量比的 80%的玻璃珠用 Sharker 多軸向高速混勻 40min 測 Part A 的刮板細度及展色性 結果

13、見表 4表 5表 4 不同分散劑對碳黑分散效果對比編號 分散劑 細度 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比編號 分散劑 細度 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 一般結論1對于碳黑 聚合型分散劑明顯具有優(yōu)勢 T-3250盡管在分散效果較好 但展色性卻非常差 因此在分散碳黑時應選用 T-3112 T-

14、32412對于酞菁顏料 聚合型分散劑也同樣可將顏料分散至理想細度 T-3250 雖不能將顏料細度分散好 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 應選用 T-31123T-3112性能全面 無論對于碳黑 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 結果見表 6表 6 丙烯酸烤漆體系中消泡劑性能比較編號 消泡劑 瓶內

15、泡沫 成膜泡沫1 E1少量氣泡 嚴重不相溶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 嚴重不相溶 少量縮孔 嚴重不相溶 多氣泡 多縮孔 較多氣泡 縮孔 結論 在這個丙烯酸配方中 E1 1208 BYK052 EFKA2020 是不相溶的 Cognis 公司的產品試驗效果不好 EFKA2018 BYK141 效果尚可 三 通過涂膜

16、刮板及烘烤后表觀對比測試不同流平劑的性能 試驗如下產品 F40 F60 S4 BYK306 EFKA3777 F45 F3 S43 P3245 效果非常類似 其中前 5 個產品稍稍出色些 2.4 實驗四 Part A 原料名稱 Photoner 聚丙烯酸 UV 固化清漆 質量 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 種對比消泡劑 分別用 50m 25m 絲棒刮板 紫外光固化后 對比消泡性 能 結果見表 7 表7 光固化樹脂體系中消泡性能比較 編號 1 2 3 4 5 消泡劑 Dehydran 4210 Dehydran 4100 Dehydran 4200 Dehydran 1293 空白 瓶內狀態(tài) 較多泡 有一些泡 較多泡 幾乎無泡 很多泡 25m 刮板 有細長油液 針孔 少量油液 針孔 針孔 油液縮小 油液 針孔 嚴重縮孔 針孔 50m 刮板 針孔多 少量油液及針孔 針孔 無油液 油液 針孔 嚴重縮孔 針孔 結論 刮于板上無法區(qū)分消泡效果 從罐內消泡效果來看 Deh

18、ydran 1293 應較理想 2.5 實驗五 高固體分低 Voc 漆 一 流平劑性能比較實驗 Part A 原料名稱 液體環(huán)氧樹脂 EEW180-190(75% 質量分數(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 細度 加入 Part B 攪拌 15min 1000 轉/分 Part B 原料名稱 質量分數(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 比較結果見表 8 表8 環(huán)氧樹脂體系中流平劑性能比較 編號 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 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 嚴重刷痕 流平很差 無法流平 結論 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 應選用 F3 產品 二 消泡劑性能比較實驗 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 果見表 9 表9 編號 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 瓶內泡沫 少量泡沫 有微泡 有幾個小氣泡 較少泡沫 有部分泡沫 少量細泡 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 實驗六 Part A: 雙組分 PU 木器清漆 質量分數(shù) 241 16 原料名稱 丙烯酸樹脂(65% 二甲苯 Part B: Mendur CB60 82.8 1000 轉高速攪拌 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 結果見表 10 表 10 丙烯酸清漆體系中消泡劑性能比較 編號 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 嚴重混濁 嚴重混濁 透明性很好 混濁 透明性好 透明性好 嚴重混濁 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 于透明漆中應是首選 E1 嚴重混濁 2.7 實驗七 Part A: 啞光 PU 木器漆 質量分數(shù) 60.4 3.4 60 原料名稱 長油醇酸樹脂 二甲苯 啞粉 天津產 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