新型水性铝粉涂料的应用研究研究了新型水性铝粉涂料的应用性能

新型水性铝粉涂料的应用研究，研究了新型水性铝粉涂料的应用性能

0 引言

铝粉类涂料应用广泛，但是普遍存在辊涂或高压无气喷涂后涂膜接痕严重、发黑、发花等弊病，而且在大面积施工后涂料中的有机溶剂会对大气造成污染。为了改善这一问题，李利君等用硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅包覆铝粉，并研究了改性后铝粉的防腐性，效果良好。

另外，周丽琼等也对铝粉进行了改性研究，使铝粉在水性涂料中得到良好的应用本文主要对树脂、铝粉颜料、助剂及溶剂的合理配用进行研究，解决了铝粉类涂料在辊涂及高压无气喷涂后涂膜存在接痕、发黑以及气泡等问题。另外，在涂料中加入适量的去离子水，使涂料的VOC排放至少减少了20%，且不影响涂料的贮存稳定性和施工性。

1 实验部分

1.1 原材料

石油树脂、新型厚油、PTA树脂、改性长油度醇酸树脂、去离子水：西北永新涂料有限公司；XY-303 铝粉浆：浮型，旭阳；ZNAl 铝粉浆：非浮型，章丘；硅烷偶联剂/Al2O3 改性铝粉浆、硬脂酸包覆改性铝粉浆及所有助剂，均为进口产品；120# 溶剂油：工业级，兰州石化公司。

1.2 树脂的选用

石油树脂、新型厚油及PTA 树脂分别用乳化剂充分乳化后，与改性长油度醇酸树脂拼用，考察树脂的贮存稳定性和施工性，试验结果见表1。

不同树脂与改性长油度醇酸树脂拼用的试验结果

由表1 可见：将石油树脂和改性长油度醇酸树脂拼用，漆膜银白、平整，曝晒后漆膜无起皱、龟裂等问题，而且产品的贮存稳定性良好。

1.3 铝粉颜料的选用

考虑到铝粉颜料在树脂中的分散性，以及防腐性和装饰性，分别选用不同类型的铝粉进行试验，其中铝粉1、铝粉2 未经改性；铝粉3 经过硅烷偶联剂/Al2O3 改性；铝粉4 经硬酯酸包覆改性。通过对涂膜的外观、光泽和涂料贮存稳定性的检测，考察铝粉产品的优劣，试验结果见表2。

不同铝粉的试验结果

由表2 可见：不论曝晒还是热贮存后，铝粉3 的涂膜外观银白、平整，没有发黑、发花等现象，而且曝晒一段时间后的光泽较其他铝粉要好。

1.4 助剂、溶剂的选用

在涂料中加入一定量的去离子水和低毒、低挥发速率的120# 溶剂油为主要溶剂，以降低VOC 的排放和毒性，通过喷涂，观察涂膜外观状态，研究不同乳化剂和表面助剂的配用情况。试验结果表明：使用非离子型乳化剂YX-68 和表面助剂DQ-55，可使涂膜达到技术标准要求。

1.5 配方的确定

根据上述一系列实验研究，最终确定了新型水性铝粉涂料的配方，见表3。

新型水性铝粉涂料的基础配方

2 结果与讨论

2.1 树脂的影响

通过对石油树脂进行研究发现：石油树脂是由苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基茚、茚类等单体合成。因此，该树脂的黏结性差、脆性大，厚涂后涂膜容易龟裂、起皱；而改性长油度醇酸树脂的相对分子质量适中，油度较长，与石油树脂拼用后不仅可以改善涂膜脆性大、黏结性差等问题，还可提高涂膜的附着力。

2.2 铝粉的影响

铝粉对涂料性能的影响很大，硅烷偶联剂/Al2O3改性铝粉由于存在—O—Si—O—键，可以提高铝粉在树脂中的分散性，且具有很好的亲水性。另外，铝粉在有水环境中贮存稳定性会变差，且容易氧化、发黑，影响涂料的装饰性。而经过硅烷偶联剂/Al2O3改性的铝粉经薄膜包覆后形成的钝化层可以对铝粉起到很好的保护作用，不会使铝粉氧化，且不影响铝粉的反射效果［5-6］。不同铝粉对光泽的影响见图1。

不同铝粉对光泽的影响

2.3 涂料性能指标

按照Q/YXTL 0101—2012 标准对研制的涂料进行检测，各项性能指标均可达到要求。

新型水性铝粉涂料的性能指标

2.4 施工性

对研制的涂料分别进行刷涂、辊涂和高压无气喷涂等施工性验证，试验结果见表5。

新型水性铝粉涂料的施工性

由表5 可见：研制的新型水性铝粉涂料的水性化结果良好，经刷涂、辊涂以及高压无气喷涂后，漆膜均匀、银白，没有接痕、气泡等弊病，而且经曝晒1 a 后外观良好，无龟裂、不起皱。这充分表明了改性长油度醇酸树脂优良的柔韧性对石油树脂黏结性差、脆性大的问题起到了很好的改善作用，而且所用的硅烷偶联剂/Al2O3 改性铝粉颜料对涂料的装饰性和防腐性起到了很好的作用。

2.5 贮存稳定性

研制的新型水性铝粉涂料中含有部分去离子水，而涂料中的铝粉颜料如果未经改性，则难以在水环境中贮存。涂料贮存稳定性的试验结果见表6。

新型水性铝粉涂料的贮存稳定性

由表6 可见：研制的新型水性铝粉涂料经常温贮存和热贮存后，其性能均稳定；经过喷涂后，涂膜外观银白、平整；涂料贮存1 a 后仍可使用，不影响涂膜外观和性能。这是由于经改性长油度醇酸树脂配用后的石油树脂具有很好的稳定性，而且所用的铝粉颜料具有性质稳定的致密氧化铝包覆膜，对铝粉颜料起到了很好的保护作用，且不影响铝粉的光反射效果。

3 结语

采用相对分子质量适中的改性长油度醇酸树脂与石油树脂拼用。利用改性长油度醇酸树脂优良的柔韧性，改善石油树脂黏结性差、脆性大及附着力差等问题。另外，选用经硅烷偶联剂/Al2O3 改性的铝粉，增强铝粉在去离子水环境中的贮存稳定性。

对涂料分别使用刷涂、辊涂及高压无气喷涂并考察其外观状态表明，研制的新型水性铝粉涂料可满足各种施工要求，尤其是在高压无气喷涂中可以提高施工效率，应用性良好。

新型水性铝粉涂料的应用研究

赵红梅，甘遵云

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