水性金屬閃光底色漆涂裝工藝探討

【摘 要】水性金屬閃光底色漆是一種采用核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸乳液作為成膜樹脂，與費(fèi)浮型水性鋁粉顏料、各種涂料助劑等制備出一種汽車涂

料[1]。本文介紹了關(guān)于水性金屬閃光底色漆的配方及其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，研究成膜樹脂、鋁粉、助劑及施工工藝等在其制作過程中的作用。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在金屬閃光體系中加入一定量的核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸乳液，能夠在很大程度上減少金屬漆中粒子的沉降量，有效提高金屬閃光體系的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】水性金屬閃光漆；涂裝工藝；底色漆

金屬閃光底色漆能夠隨著人的觀察角度的不同而呈現(xiàn)出不同的明亮效果及色彩。過去的溶劑型金屬閃光漆中含有大量的VOC，是汽車涂裝工業(yè)中VOC排放的主要原因。而現(xiàn)在推廣水性金屬閃光漆，能夠在很大程度上減少汽車涂裝工業(yè)中VOC的排放量，不僅能夠滿足防護(hù)性、抗劃傷性要求，同時(shí)能夠滿足環(huán)保性與個(gè)性化的需要。

一、水性金屬閃光底色漆的閃光原理

水性金屬閃光底色漆之所以具有優(yōu)秀的裝飾效果，其中很重要的原因?yàn)槠渑渲七^程中添加了金屬鋁粉或是珠光粉等具有熒光效果的顏料。像金屬鋁粉及珠光粉這種具有熒光效果的顏料，在涂膜中定向排列，在光線照射后能夠進(jìn)行各種有規(guī)律的反射及透射，因此人們就會(huì)在陽(yáng)光下看到具有金屬光澤、隨角度不同產(chǎn)生各種顏色的閃光效果。

當(dāng)前，能夠發(fā)生角度不同顏色不同效應(yīng)的顏料主要有片狀金屬，如鋁粉，及珠光顏料，如云母鈦和云母氧化物，而能夠產(chǎn)生隨角異色效應(yīng)的顏料大多為片狀結(jié)構(gòu)，這類顏料在涂膜中的排列能夠?qū)ζ涔鈱W(xué)效應(yīng)產(chǎn)生極大的影響。如果出現(xiàn)片狀鋁粉或是珠光粉顏料的排律無規(guī)律時(shí)，光線照射下只會(huì)出現(xiàn)漫反射，而不會(huì)出現(xiàn)理想的光學(xué)效果。但如果在生產(chǎn)配制過程中，通過調(diào)整配方及選擇合適的施工工藝，能夠使片狀鋁粉及珠光粉顏料在涂膜上規(guī)則排列，光照就會(huì)在其表面呈現(xiàn)定向反射，就會(huì)在反射角處的光照強(qiáng)度最強(qiáng)，而在其他觀察角的光照強(qiáng)度較弱，就會(huì)產(chǎn)生不一樣的光學(xué)效果。因此，當(dāng)片狀鋁粉及珠光粉顏料在涂膜上排列規(guī)律時(shí)，隨著觀察角度的不同，涂膜的明亮度就會(huì)產(chǎn)生很大的不同。

水性涂料是靠樹脂結(jié)構(gòu)變化和特定的流變控制劑形成具有構(gòu)造粘性的液體[1]。水性涂料在高剪切力作用下，粘度能夠迅速下降，能夠達(dá)到很好的霧化效果。當(dāng)水性涂料漆霧到工件上后，剪切力消失，水性涂料的濕膜粘度恢復(fù)，就會(huì)促進(jìn)金屬鋁片的不斷移動(dòng)，在干燥的情況下涂膜收縮，鋁片就能有效、有規(guī)律地定位。因此，在水性金屬閃光底色漆配制過程中，最重要的技術(shù)是通過具有一些特殊功能樹脂或是外加具有觸變性的流動(dòng)助劑將流變性控制在一定范圍內(nèi)，使得體系具有一定得假塑性，進(jìn)而促進(jìn)鋁粉的規(guī)則排列。

二、水性金屬閃光底色漆的制備工藝

在制作水性金屬閃光底色漆的過程中，首先要將水、乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚等溶劑按照一定比例緩慢將加入到一定量的水性鋁粉中，同時(shí)，在低剪切速率下進(jìn)行攪拌使其均勻，備用；第二，在水性丙烯酸樹脂中加入一定量的水性消泡劑，同樣在低剪切速率下混合30分鐘，加入10%DMEA，將酸堿度PH調(diào)整為7.5，得到樹脂液。接著，將之前制得的水性鋁粉漿與去離子水混合均勻，低速攪拌5-10分鐘，在漆液充分混合后，加水調(diào)整漆液粘度30-40s，在反復(fù)緩慢攪拌、過濾后，完成水性金屬閃光底色漆的配制。在制作過程中，要注意在配置水性金屬閃光底色漆和水性鋁粉漿時(shí)，要保證在低剪切速率下進(jìn)行。另外，只有在鋁粉顏料分散均勻的情況下，才會(huì)充分出現(xiàn)金屬閃光的效果。

三、水性金屬閃光底色漆的涂裝工藝

水性金屬閃光底色漆與溶劑型涂料相比，無論是在表面張力，還是蒸發(fā)潛熱的能力方面都有很大的不同，因此，在涂裝的過程中，對(duì)工藝條件，如環(huán)境溫度、濕度計(jì)烘干溫度等都有很大的區(qū)別。溶劑型涂料電阻大，蒸發(fā)熱可以自行控制，其表面張力低，氣泡發(fā)生率低且容易控制。而水性金屬閃光底色漆的電阻低，在高壓導(dǎo)電的情況下，如果涂料管出現(xiàn)漏電的情況則無法連接高壓；涂裝溶劑型涂料的靜電噴涂設(shè)備，不能夠在噴涂水性涂料時(shí)使用。一般情況下，水性涂料采用靜電噴涂時(shí)，外部電極荷電式輸漆系統(tǒng)與電噴槍之間主要采取外部電極和內(nèi)部電極兩種絕緣方式。另外，水性金屬閃光底色漆要求在罩光之前必須進(jìn)行熱閃蒸工序，而溶劑型涂料則不需要此道工序，但進(jìn)行熱閃蒸工序的溫度控制范圍較寬，通?？刂圃?0-110攝氏度之間，并持續(xù)3-10分鐘，在這范圍內(nèi)的任何溫度及時(shí)間都能保證熱蒸條件。水性金屬閃光底色漆在罩光清漆噴涂及烘干后，熱閃蒸工藝參數(shù)的不同會(huì)對(duì)復(fù)合涂層光澤、閃光指數(shù)及光學(xué)效應(yīng)等產(chǎn)生非常小的影響。

外界施工環(huán)境的不同對(duì)水性金屬閃光底色漆的施工有較大的影響，其中溫度及濕度對(duì)涂膜外觀及色差影響最大。因此，在水性金屬閃光底色漆的噴涂過程中，要保證外界施工環(huán)境溫度控制在21-27攝氏度，濕度控制在50%-80%。如果想取得更好的噴涂效果，則需要將溫濕度的控制范圍進(jìn)一步縮小，并在施工時(shí)嚴(yán)格控制。

水性金屬閃光底色漆中鋁粉的選擇對(duì)施工技術(shù)產(chǎn)生重要的影響，因此要想獲得質(zhì)量良好的金屬閃光底色漆，就要保證鋁粉片的質(zhì)量，并嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行。在涂料配方相同的情況下，如果配制過程中使用的噴槍不一樣，其出氣量、出漆量和走槍速度也是不同的，就會(huì)造成漆膜的外觀差異。通過一系列的試驗(yàn)證明，能夠生產(chǎn)良好光學(xué)效果的噴漆工藝如下：1、使用噴槍時(shí)適當(dāng)增加壓縮空氣的質(zhì)量，降低漆料的流量；2、在一定合理范圍內(nèi)增加噴槍的距離，增大噴涂的面積；3、一次少量噴涂，共噴涂2-3次，每道噴涂之間相隔約5分鐘；4、噴涂過程中使用的噴槍必須保證能夠控制出漆量、出漆量及漆料的扇形面積。

在進(jìn)行水性金屬閃光底色漆噴涂的過程中，要掌握“不干不濕”的原則，在水性金屬閃光底色漆表面干燥后，罩光清漆涂裝前，體積在最大程度上收縮，對(duì)產(chǎn)生光學(xué)效應(yīng)的顏料產(chǎn)生壓力作用，迫使鋁粉平行取向。噴涂過程中的粘稠度一般控制在25-35s。如果出現(xiàn)粘度高于40s的情況，則會(huì)導(dǎo)致漆膜出現(xiàn)結(jié)皮的問題；如果難度低于25s，則會(huì)出現(xiàn)漆膜不豐滿的情況。漆膜的厚度最好控制在20μm左右，太厚不利于鋁粉定向，造成漆膜發(fā)花，太薄則會(huì)導(dǎo)致鋁粉外露，使得涂膜表面粗糙。噴槍的噴涂壓力最好控制在200-300KPa范圍內(nèi)，壓力過高，導(dǎo)致鋁粉在漆膜內(nèi)聚集，壓力過低則噴出的是漆滴而不是漆霧，在被涂物表面形成顆粒。

最后，由于水性金屬閃光底色漆在進(jìn)行罩光清漆前有熱閃蒸工序，因此，烘干工序相對(duì)簡(jiǎn)單，噴涂環(huán)境的相對(duì)濕度對(duì)水性金屬閃光底色漆水的揮發(fā)量影響較小。

結(jié)束語(yǔ)：

通過對(duì)水性金屬閃光底色漆的研究，并與溶劑型涂料進(jìn)行物理特性與施工工藝的對(duì)比，能夠確定水性金屬閃光底色漆在施工工藝中噴涂粘度、熱閃蒸條件、噴涂環(huán)境的溫濕度等參數(shù)，并了解了助溶劑對(duì)漆膜外觀性能，如光澤、閃光指數(shù)等影響。因此，在對(duì)水性金屬閃光底色漆的開發(fā)過程中，不僅要與溶劑型閃光漆涂料在定向性等性能上一樣，而且要具備更好的光學(xué)效果。因此，在以后的開發(fā)過程中，要注重水性金屬閃光底色漆的色差穩(wěn)定性，涂料施工作業(yè)的范圍可以盡可能放寬，同時(shí)其價(jià)格要與溶劑型涂料相當(dāng)。

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