軍用汽車啞光軍綠色面漆的研制

周榮華

（深圳市天健涂料科技開發(fā)有限公司，廣東 深圳 518122）

軍用汽車啞光軍綠色面漆的研制

周榮華

（深圳市天健涂料科技開發(fā)有限公司，廣東 深圳 518122）

介紹了軍用汽車啞光軍綠色面漆及其稀釋劑的配制，著重探討了軍用汽車啞光軍綠色面漆的施工工藝，分析了熱固性丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂和聚酯樹脂，氨基比、消光粉、分散劑、防沉劑和稀釋劑對(duì)軍用汽車啞光軍綠色面漆性能的影響。結(jié)果表明，選用丁醚化三聚氰胺甲醛樹脂作交聯(lián)劑，氨基比為28.24∶10.44時(shí)，面漆的綜合性能最佳，滿足技術(shù)指標(biāo)要求。

軍用汽車漆；啞光；軍綠色面漆；消光粉；氨基比

Author’s address: Shenzhen Tonge Coating Technology Development Co., Ltd., Shenzhen 518122, China

1 前言

軍用汽車涂料是指平時(shí)涂裝在軍用車輛上，用來(lái)保護(hù)、裝飾、偽裝軍用車輛的覆蓋涂料。我國(guó)地域遼闊，軍用汽車必須適應(yīng)國(guó)內(nèi)不同的地理、氣候、環(huán)境等條件的要求，如南方、北方，高原、沙漠、海島等不同的地理?xiàng)l件。部隊(duì)車輛不少存放在露天，嚴(yán)寒、高低溫及氣候條件差異大，尤其是在濕熱地區(qū)(如南方及沿海島嶼)，常年遭受日曬、風(fēng)吹、雨淋以及風(fēng)沙、鹽霧等化學(xué)腐蝕環(huán)境的侵蝕，行駛條件惡劣，容易使車輛涂層脫落、鋼板腐蝕。因此，軍用汽車涂料要求嚴(yán)格。

筆者以熱固性丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂和聚酯樹脂為主要成膜物，開發(fā)出具有優(yōu)良常規(guī)性能、耐化學(xué)腐蝕性、耐候性和貯存穩(wěn)定性的軍用汽車啞光軍綠面漆，并研究了樹脂、氨基比、消光粉、分散劑、防沉劑和稀釋劑對(duì)軍用汽車啞光軍綠面漆性能的影響。

2 試驗(yàn)

2. 1 原材料

樹脂：AB1熱固性丙烯酸樹脂、BS-965熱固性丙烯酸樹脂和75% 601環(huán)氧樹脂，國(guó)產(chǎn)；CYMEL683氨基樹脂、670聚酯樹脂，進(jìn)口。

助劑：T-3250分散劑、T-963通用分散劑、D-05分散劑、BYK-163分散劑、98C分散劑、602分散劑及CIMA/240-20防沉劑，國(guó)產(chǎn)。

溶劑：100#重芳烴、二甲苯、防白水、醋酸丁酯和150#重芳烴，國(guó)產(chǎn)。

顏料：6#色素碳黑、H130M氧化鐵紅、G5319酞菁綠、G313氧化鐵黃和204消光粉，國(guó)產(chǎn)；R930鈦白粉，進(jìn)口。

2. 2 儀器及設(shè)備

VFS-230高速分散機(jī)，廣州市奧星化工機(jī)械廠；比重計(jì)、黑白格板、涂-4杯、QXP ISO刮板細(xì)度計(jì)、QCJ漆膜沖擊試驗(yàn)儀、SK-2立式砂磨機(jī)和303A-2電熱鼓風(fēng)干燥箱，深圳科興儀器設(shè)備有限公司；WGG60光澤度計(jì)，東莞市航文精密儀器有限公司；高溫高濕機(jī)，東莞宏展儀器有限公司；QUV耐候測(cè)試儀和PIG-10膜厚儀，美國(guó)。

2. 3 主要成膜樹脂的性能指標(biāo)

以AB1和BS-965熱固性丙烯酸樹脂、601環(huán)氧樹脂(雙酚A型固體環(huán)氧樹脂)、CYMEL683氨基樹脂(丁醚化三聚氰胺甲醛樹脂)和 670聚酯樹脂為主要成膜物制備軍用汽車用啞光軍綠面漆。各種樹脂的性能指標(biāo)見表1。

表1 主要成膜樹脂的性能指標(biāo)Table 1 Performance indexes of main film forming resins

2. 4 半成品色漿的制備

表2是幾種常用色漿的配方。

表2 啞光軍綠色面漆的常用色漿參考配方Table 2 Reference formula of common color slurries used for matte army green topcoat

由于色漿種類不一致，所以要使用與之對(duì)應(yīng)的分散劑調(diào)配，才能獲得符合要求的色漿細(xì)度。

工藝：潤(rùn)濕分散劑先用溶劑分散均勻，然后投入相應(yīng)的熱固性丙烯酸樹脂、炭黑、鈦白粉、氧化鐵紅、氧化鐵黃、酞菁綠等色粉以及剩余溶劑，低速攪拌30 min后加蓋靜置12 h以上，上砂磨機(jī)研磨，細(xì)度要求≤15 μm，下機(jī)過(guò)濾。

2. 5 啞光軍綠色面漆參考配方

BS-965熱固性丙烯酸樹脂 32.0%

CYMEL683氨基樹脂 18.0%

75% 601環(huán)氧樹脂 4.0%

670聚酯樹脂 5.0%

A白色漿 0.2%

B黑色漿 1.9%

C鐵黃漿 24.4%

D鐵紅漿 2.0%

E綠色漿 3.0%

204消光粉 5.0%

CIMA/240-20防沉劑 1.5%

二甲苯 3.0%

按上述配方將各類樹脂、消光粉、防沉劑加入制漆缸中，高速分散至細(xì)度達(dá)到20 μm，之后將各個(gè)半成品色漿投入其中進(jìn)行調(diào)色，充分?jǐn)嚢瑁詈糜玫螖嚢铏C(jī)使其充分混合，用二甲苯調(diào)整黏度，檢驗(yàn)、過(guò)濾后包裝。

2. 6 稀釋劑參考配方

100#重芳烴 26.0%

150#重芳烴 40.0%

二甲苯 14.0%

醋酸丁酯 20.0%

2. 7 施工工藝

將以上制備的汽車啞光軍綠面漆用稀釋劑稀釋到黏度為18 ～ 22 s，用空氣噴槍噴涂，底材為已噴涂電泳灰底漆的普通冷軋鋼板(厚度0.8 ～ 1.5 mm)，流平10 min后放入烘箱烘烤(140 °C/20 min)，取出靜置，冷卻后測(cè)試性能。

2. 8 涂料性能指標(biāo)

啞光軍綠色涂料性能指標(biāo)見表3。

表3 軍用汽車啞光軍綠色面漆性能測(cè)試結(jié)果Table 3 Test results of the property of matte army green topcoat used for military vehicle

3 結(jié)果與討論

3. 1 樹脂品種對(duì)涂膜性能的影響

3. 1. 1 交聯(lián)劑氨基樹脂的選擇

涂料用氨基樹脂按母體化合物可分為脲醛樹脂、苯代三聚氰胺甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂和共縮聚樹脂。脲醛樹脂通常與不干性醇酸樹脂配制醇酸氨基烘漆，所得漆膜硬度較高，柔韌性較好，且使用酸性催干劑，可室溫固化；但其酸值較高，所得油漆貯存穩(wěn)定性較差，耐候、耐水性也不好，故多用作內(nèi)用漆和底漆。苯代三聚氰胺甲醛樹脂由于在分子中引入了苯環(huán)，故分子極性較低，從而提高了其在有機(jī)溶劑中的溶解性，使其與基體樹脂的混容性大為改善。以苯代三聚氰胺甲醛樹脂交聯(lián)的涂料，其柔韌性好，初期光澤高，耐堿、耐水和耐熱性較好；但是，由于引入了苯環(huán)，降低了官能度，因而涂料的固化速率比三聚氰胺甲醛樹脂慢，涂膜的硬度也較低，耐候性較差。因此，苯代三聚氰胺甲醛樹脂多用于內(nèi)用漆、底漆和中涂漆等。三聚氰胺甲醛樹脂是氨基烘漆中應(yīng)用最廣泛的交聯(lián)劑，按醚化劑不同，可分為丁醚化、甲醚化及混合醚化3種。其中，以丁醚化三聚氰胺甲醛樹脂應(yīng)用最多。由于三聚氰胺甲醛樹脂的交聯(lián)度較大，因此與脲醛樹脂相比，其熱固化速率、硬度、光澤以及耐水、耐化學(xué)、耐熱和電絕緣等性能都較好，過(guò)度烘烤時(shí)能保持較好的保光保色性，用其制漆不會(huì)影響基體樹脂的耐候性。三聚氰胺甲醛樹脂與不干性醇酸樹脂、熱固性丙烯酸樹脂、聚酯樹脂等均有良好的相容性，多用于外用漆、面漆、罩光清漆等，共縮聚樹脂應(yīng)用較少。故本文選用丁醚化三聚氰胺甲醛樹脂作為交聯(lián)劑。

3. 1. 2 熱固性丙烯酸樹脂對(duì)漆膜性能的影響

選用熱固性丙烯酸樹脂作為主要成膜物，加入丁醚化三聚氰胺甲醛樹脂作為交聯(lián)劑，可與熱固性丙烯酸樹脂反應(yīng)，在烘烤時(shí)固化成膜。然而，在用氨基樹脂作為交聯(lián)劑的烘烤型涂料配方中，氨基比決定了該配方的性能，氨基比過(guò)高或過(guò)低，對(duì)其性能都有不利影響。氨基比指的是配方中所有成膜樹脂的固體含量與所有氨基樹脂的固體含量之比。其中，色漿中的樹脂一般也屬于成膜樹脂，也要包括進(jìn)去。

氨基比對(duì)面漆性能的影響見表4。

表4 氨基比對(duì)面漆性能的影響Table 4 Influence of amino ratio on property of topcoat

從表4可以看出，隨著配方中熱固性丙烯酸樹脂添加量的增加(相應(yīng)的丁醚化三聚氰胺樹脂添加量減少)，面漆的光澤和耐沖擊性均有所提高，但是鉛筆硬度、耐溶劑性和耐鹽水性卻變差了。相對(duì)而言，當(dāng)熱固性丙烯酸樹脂和丁醚化三聚氰胺甲醛樹脂的質(zhì)量比為28.24∶10.44時(shí)，面漆的綜合性能最佳，滿足技術(shù)指標(biāo)要求。

3. 1. 3 聚酯樹脂對(duì)漆膜性能的影響

汽車啞光軍綠面漆配方中用了少量的聚酯樹脂，主要是為了改善漆膜的耐沖擊性和柔韌性。聚酯樹脂作為主要成膜物與氨基樹脂配合，在漆膜中發(fā)揮增塑作用，并通過(guò)樹脂上羧基的催化，使其所含官能團(tuán)(羥基和羧基)與氨基樹脂進(jìn)行共縮聚反應(yīng)，形成強(qiáng)韌的三維結(jié)構(gòu)涂層。隨著聚酯樹脂用量的提高，漆膜的光澤、耐沖擊性和柔韌性得到改善，但鉛筆硬度和耐水性則變差。

3. 1. 4 環(huán)氧樹脂對(duì)漆膜性能的影響

環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間，或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，這類樹脂可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成不溶、不熔的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。配方中采用的是雙酚A型固體環(huán)氧樹脂，是含有兩個(gè)環(huán)氧基端的線型結(jié)構(gòu)。加入部分環(huán)氧樹脂，可以提高漆膜的附著力、柔韌性和耐化學(xué)性。

3. 2 助劑對(duì)涂膜性能的影響

3. 2. 1 分散劑的影響

在色漿研磨的過(guò)程中，分散劑使用得當(dāng)，不但能防止顏料的沉淀，使涂料具有良好的貯存穩(wěn)定性，而且能改善流平，防止涂料浮色發(fā)花，提高遮蓋力和著色力，降低色漿的黏度，提高研磨效率，增加研磨色漿中顏料的含量。試驗(yàn)中選擇 T-3250分散劑、T-963通用分散劑、D-05分散劑、BYK-163分散劑、98C分散劑和602分散劑，均可滿足色漿研磨的要求。

3. 2. 2 消光粉的選擇

在汽車啞光軍綠面漆中，消光粉的選擇很重要。不同的消光粉具有不同的消光效果。試驗(yàn)表明，204消光粉在汽車啞光軍綠面漆中添加量為5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，可達(dá)到半啞的效果。另外，消光粉的分散也是一個(gè)重要的過(guò)程。分散是解聚、潤(rùn)濕、均勻分布和穩(wěn)定顆粒的過(guò)程，一般分散可用高速攪拌裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。用樹脂加少量溶劑，在適宜的黏度下高速分散15 ～ 25 min即可。避免分散溫度超過(guò)50 °C。為達(dá)到理想的分散效果，應(yīng)使容器中液體保持適當(dāng)?shù)男郎u狀。正確的分散狀態(tài)是漿體呈漩渦狀，并剛好能看到攪拌葉的中心部位(攪拌葉不應(yīng)在容器的正中心部位)，調(diào)節(jié)漿葉周邊速度至5 ～ 6 m/s。

3. 2. 3 防沉劑的影響

在汽車啞光軍綠面漆中，含有近 5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的消光粉。為防止其形成積塊，必須在涂料中加入一定量的防沉劑。防沉劑的主要成分是聚乙烯蠟漿或聚酰胺蠟漿。選擇中山金團(tuán)的CIMA/240-20防沉劑，添加量為1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，可以比較好地防止啞粉發(fā)生沉降。

3. 3 稀釋劑的影響

汽車啞光軍綠面漆用稀釋劑由多種有機(jī)溶劑配制而成。有機(jī)溶劑選擇不當(dāng)，會(huì)引起漆膜的多項(xiàng)弊病，如稀釋劑揮發(fā)太快，造成漆膜流平性不好，甚至漆膜起泡、發(fā)白等。通過(guò)調(diào)節(jié)稀釋劑中各成分的配比，控制其揮發(fā)速率，可以改進(jìn)涂料的流動(dòng)性。同時(shí)，選用合適的有機(jī)溶劑也可以改進(jìn)漆膜對(duì)底漆的潤(rùn)濕而增強(qiáng)漆膜的附著力。因此，在選擇有機(jī)溶劑時(shí)，必須平衡下列各項(xiàng)要求：揮發(fā)速率合適，流平性好，無(wú)縮孔、無(wú)起泡等。汽車啞光軍綠面漆屬于氨基烘漆，可適當(dāng)多加些醇類溶劑以利于貯存穩(wěn)定性的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

用熱固性丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂和聚酯樹脂制備了汽車啞光軍綠色面漆。當(dāng)樹脂的氨基比為28.24∶10.44時(shí)，所得漆膜硬度適中，涂層附著力好，具有良好的耐水、耐濕熱及貯存穩(wěn)定性，其抗沖擊強(qiáng)度、柔韌性、耐化學(xué)性、耐腐蝕性和耐候性符合汽車涂層要求。

[ 編輯：韋鳳仙 ]

Preparation of matte army green topcoat used for military vehicle //

ZHOU Rong-hua

The preparation of thinner and matte army green topcoat used for military vehicle was introduced and the construction process was emphatically discussed. The influence of thermosetting acrylic resin, epoxy resin, amino resin and polyester resin, amino ratio, matting agent, dispersant, anti-sediment agent and thinner on performance of the matte army green topcoat used for military vehicle were analyzed. The results indicated that the topcoat has good comprehensive properties and meets the requirements of technological index when butyl-etherified melamineformaldehyde resin is chosen as crosslinking agent and amino ratio is 28.24 : 10.44.

paint used for military vehicle; matte; army green topcoat; matting agent; amino ratio

TQ630.1

A

1004 – 227X (2010) 08 – 0054 – 05

2010–03–24

周榮華（1979–），男，江西新余人，工程師，主要從事工業(yè)漆、耐高溫漆、橘紋漆、塑膠漆、皮紋漆、水性漆、摩托車漆、汽車漆、UV漆等涂料的研究開發(fā)工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) zhouronghua@sina.com。