摩托车用PU罩光清漆
周荣华 （深圳市天健涂料科技研发有限机构，518122）
摘要：选择合适的羟基丙烯酸树脂为主体，协同助剂和固化剂设计出拥有良好饱满度、硬度、优异流平性等的摩托车用PU罩光清漆配方。
关键词 PU罩光清漆；摩托车漆；涂覆
中图归类号：TQ 631.2 文献标识码：A 文案编号：1006-2556(2006)04-0028-03
各样区别塑料（ABS、PC和PA等）海量应用于摩托车和汽车部件，家电制品亦海量运用了塑料制品。然而绝大都数的塑料硬度较低，易磨损和擦伤，耐污性较差，易产生静电吸尘，为了充分发挥塑料的功能，有必要对塑料表面进行适当的涂装 [2] 。在通常塑料件喷涂上一层底色漆，产生华丽的质感，但常常达不到理想的硬度和饱满度，耐溶剂和耐磨性能亦不睬想。涂覆一层罩光清漆，可显著地改善涂膜性能。本文经过对区别的树脂、助剂、固化剂的优化选取，针对摩托车上的塑料部件，设计了优良的摩托车用PU罩光清漆配方。
1 实验部分
1．1．原料的选取
（1）树脂：丙烯酸树脂拥有耐紫外光、耐碱、不会氧化或脆化等优点。用于PU罩光清漆的丙烯酸树脂通常为室温固化型（AC），即在聚合物中引入与热固型树脂类似的官能团如羟基与异氰酸树脂混合得到双组分室温固化型聚氨酯体系，一般能够暗示为多元醇/异氰酸酯涂料。选的树脂类别列于表1。
表1 树脂类别
（2）流平剂：涂料在干燥的过程中，随着溶剂的蒸发，涂膜表层的表面张力提高、粘度增多、温度下降，导致表层与底层间表面张力、粘度与温度的差异使涂料从底层经表层移动，而表层涂料则因重力功效下沉，形成对流，这种对流在涂膜表面形成不规则形状的纹路，叫作之为贝纳德涡流（Benard Cells）[6]，当涂膜干燥后，这些纹路仍没法消除，即形成通常常说的橘皮现象。
采用的流平剂本身表面张力较低，且与涂料树脂的混溶性有限，能够在短期内迁移到涂层表面形成单分子层，保证涂层表层的表面张力均匀化，减少贝纳德漩涡效应，加强涂料流平性。表2为流平剂种类。
表2 流平剂种类
（3）消泡剂：消泡剂在双组分聚氨酯涂料中，重点消除反应生成的气泡、改善流动性、增多涂膜的光泽与流平性，并且消除涂膜的鱼眼、针孔、火山口等缺陷。本实验中采用的是Deuchem机构的5500聚氨酯专用消泡剂。
（4）催干剂：催干剂在配方中重点是加速反应有效地缩短涂料成膜的固化时间，在本实验中重点了三种催干剂见表3。
表3 三种催干剂
1．2．固化要求
含羟基的丙烯酸树脂与异氰酸酯交联，由―OH与―N=C=O之间出现交联反应，形成丙烯酸聚氨酯，此反应可在常温下进行[1]。固化剂种类如表4所示。
表4 固化剂种类
1．3 测试办法
（1）粘度：涂料在25℃保温，用涂－4杯测绘。
（2）饱满度及树脂状态：目测。
（3）硬度：将配好的涂料喷涂在经打磨过的铁板上，低温烘烤至其完全固化后,用标准铅笔测试硬度。
（4）附着力：将配好的涂料喷涂在ABS板上，低温烘烤至其完全固化后,用刀片划格测试附着力。
（5）耐冲击性：将配好的涂料喷涂在经打磨过的铁板上，低温烘烤至其完全固化后,用落球式涂膜冲击实验器测试漆膜的耐冲击性能。
2．结果与讨论
2．1．区别羟基丙烯酸树脂对涂膜性能的影响
实验配方如表5所示。
表5 实验配方
经过表（5）的实验配方比较区别的丙烯酸树脂所做PU罩光清漆的饱满度、硬度及附着力、流平性，实验结果如表6所示。
表6 区别羟基丙烯酸树脂对涂膜性能的影响
注：表中A表率优，B表率良，C表率通常。
从表6结果显示：BS-9570C、 BS-9570 、U7003C、BS-8170 和U7003h都拥有很好的饱满度。BS-8170 、BS-9570、 U7003C、U7003h拥有良好的流平性，达到了羟基丙烯酸树脂饱满、鲜映、施工性好的需求，而2009、BS-8270的饱满度、流平性较差。另一，所有的树脂在硬度、附着力和耐冲击性能方面区别不大。虽然以上树脂都是低粘高固型树脂，但详细固含量和粘度都稍有差别。
2．2．助剂的影响
（1）流平剂：可有效降低涂料表面及组分之间的张力，使涂料混溶性好，增多流动性，便于施工，使涂膜表面光滑、平整、无针孔、缩孔、刷痕和橘皮等表面缺陷。流平剂应与混合溶剂相协同。实验中对比BYK-331、BYKetol-Special、TSP、466、CFC-54、CFC-46运用状况显示，BYK-331与BYKetol-Special搭配运用能够达到不错的运用效果。
（2）消泡剂：涂料中所添加的大都数助剂都属于表面活性剂，能改变涂料的表面张力，使涂料本身存在着容易起泡或使泡泡稳定的功效。生产过程施工过程亦可能引起泡泡的产生，操作困难，影响质量，因此呢消泡剂是涂料配方中不可缺少的助剂品种[5]。
5500消泡剂适用于双组分聚氨酯涂料，因反应生成的气泡的消泡效果极为明显，且拥有改善流动的性能，增进涂膜的平坦与光泽性，可消除涂膜的鱼眼、针孔、火山口等缺陷。
（3）催干剂：催干剂的功效是加速涂膜的氧化、聚合、干燥达到快干的目的。实验中采用的T-12、TIN-18、T-18A均为有机锡类聚氨酯固化促进剂。实验配方如表7。
表7 催干剂在罩光清漆中的配比
经过实验测试1＃～6＃样品的胶化时间及喷板后漆膜的表干、实干时间得出：T-12、T-18A相近，且都显著快于TIN-18。当浓度1%的催干剂在清漆配方中含量占到2.5％时，其催干效果显著好于1.5％时的状况。
2．3．溶剂的影响
溶剂不仅用作成膜聚合物的介质，溶解聚合物，调节粘度及流变性以适应涂装，况且对成膜质量，如涂膜性能和外观，都有重要的影响，溶剂的选取重点取决于溶剂的溶解能力、沸点、挥发性、粘度、表面张力、闪点、毒性和价格。溶剂对粘度的影响重点与溶剂的浓度、溶剂与丙烯酸树脂之间的相互功效和溶剂自己的粘度相关。
2．4．固化剂的影响
固化剂拥有极佳的耐候性、保光性、耐化学品性和优良的机械性能，与多元醇丙烯酸树脂协同配制双组分聚氨酯涂料[4]。实验中对比HTC-1990BA、HTC-75BA、 N3390 和N75在PU罩光漆中的应用，发掘HTC-1990BA与 N3390其外观、粘度和胶化时间区别不大，两者分别与多元醇丙烯酸树脂清漆搭配制板，各项常规指标一致。
HTC-1990BA与 N3390能够互相替代。HTC-75BA和N75两者亦有很相近的运用效果。实验结果亦显示因固含量的区别，用HDI三聚体型做为固化剂，漆膜饱满度稍好于HDI缩二脲和HDI聚异氰酸酯型。
3．结论
采用合适的高性能的羟基丙烯酸树脂为主体，配以优良的流平剂、催干剂和消泡剂制备出拥有良好的饱满度、优异流平性的摩托车PU罩光清漆。该清漆与固化剂配套性能良好，涂层拥有优良的综合性能。
参考文献
[1] 陈顺凉等．耐黄变型UV塑料面漆．涂料工业，2004
[2] 胡志滨、谭亮．我国涂料助剂发展状况．深圳海川化工科技有限机构2005
[3]马庆麟．涂料工业手册．北京：化学工业出版社
[4] 郭淑静，等．国内外涂料助剂品种手册．北京：化学工业出版社
[5] 钱逢麟．涂料助剂．北京：化学工业出版社
