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一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响,中国化工网,okmart.com
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一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响
2019年09月29日    阅读量:348    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

0 前言

在中国汽车市场,传统车型外观颜色单调,而各汽车厂商主要力求改善汽车的功能性及宽敞度,真正涉及汽车外观颜色的改变并不多。伴随国内汽车消费文化的成熟,车主对车身颜色的个性化需求也日益增加,从而使可剥离轮毂改色喷漆得到快速发展。


其原理是将涂料喷涂于轮毂表面,经自然干燥后,会在轮毂表面形成一层高分子材料薄膜,可以有效保护轮毂表面不受擦伤和因处于阳光照射、风、霜、雨、雪等自然环境而产生变色、粉化、老化等缺陷,同时可满足车主对颜色的个性化需求,丰富车身颜色中国化工网okmart.com。在不需要保护时可以手工揭去,使用方便效果理想。


可剥离性表面保护膜兴起于20世纪70年代初的日本,并在80年代进一步发展。此外,美国及欧洲一些国家经过20多年的研究更新,在产品性能、产量、品种等方面有很快的发展,例如:Bernola OA在1970年就曾发表过有关快速干燥可剥离膜在核技术的应用。


目前,我国可剥离性保护涂料的生产立足于环保,保证产品对人体和环境无污染等方面的研究和发展,已经达到了一定的水平。例如胡乃昌等用SBS树脂、滑石粉、酚醛树脂及其他助剂制备出的可剥离性保护涂料,易于手工剥出,具有良好的柔韧性、延伸性、附着稳定性和可剥性,可用于金属幕墙和其他材料的临时保护,并在一些领域得到应用。本文以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,从不同溶剂类型、SEBS含量及料气比等因素对可剥离轮毂改色喷漆各项性能展开研究。

 

1 试验部分

1.1 试验材料

试验所需的原料来源及规格见表1。

一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响 中国化工网,okmart.com

原料和试剂

1.2 试验设备

分散机,SFJ-400,上海现代环境工程技术;旋转黏度计,NDJ-85,上海昌吉地质仪器;邵尔橡胶硬度计,LX-A,浙江乐清市海宝仪器;涂-4杯,深圳三利;灌封充气设备;电子天平,ES4100,精度0.01 g,德安特传感器。

1.3 试验方法

1.3.1 基础配方设计

试验基础配方初步设计如表2。

试验基础配方

一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响 中国化工网,okmart.com

1.3.2 液体SEBS和色浆的制备

称取一定量固体SEBS,边分散边加入至相应溶剂中,调整分散机转速为1 000 r/min,分散5 min,密封放置1 h以上至体系呈透明无明显颗粒为止,得到固含量为25%的液体SEBS,备用。


称取一定量液体SEBS和分散剂D-851,边分散边加入一定量荧光粉,调整分散机转速为1 500 r/min,分散30 min,密封放置,得到色粉含量为20%的色浆,备用。

1.3.3 可剥离轮毂改色喷漆的制备按表2配方称取一定量已制备好的色浆、液体SEBS、其他微量助剂等,边搅拌边加入至相应体系的溶剂中,分散机转速调整为800 r/min,分散15 min即得到基础色漆,过滤后按一定料气比充入DME,进行灌封分装,得到荧光色可剥离轮毂改色喷漆成品。


2 结果与讨论

2.1 成膜物SEBS质量含量的探讨

SEBS是一种多用途的新型热塑性弹性体,在科技界有人将其称之为“第四代橡胶”。SEBS是以聚苯乙烯为末端段,以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。加氢后的SBS的中间聚丁二烯嵌段就转化成了乙烯和1-丁烯的无规共聚段而成为SEBS。


SEBS不含不饱和双键,因此具有良好的稳定性和耐老化性。SEBS与SBS相比,SEBS的耐热性显著提高,使用温度和加工温度分别可达130 ℃和290 ℃,而SBS相应为65 ℃和200 ℃。耐候性好,暴露试验3 000 h后,强度保持率为95%。


SEBS耐无机酸、醇类等化学品,具有良好的溶解性和共混性,能溶于常用的溶剂中,能与许多聚合物共混,能与其他材料如橡胶工业中常用的烷油或环烷油,以及其他聚合物和填料配炼生产特殊用途的制品。


在本研究中,用相同的工艺条件和计算参数,制备出固体SEBS质量分数分别为8%、10%、15%、18%、20%这5类可剥离轮毂改色喷漆,将其喷涂于铁板上。通过检测不同SEBS含量涂料的黏度和涂膜的剥离效果,确定合适的SEBS质量分数。其检测结果见表3。

一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响 中国化工网,okmart.com

不同SEBS质量分数可剥离喷漆涂膜性能检测结果

从表3可知,随着SEBS质量分数的增加,涂料黏度不断增加,黏度过高对喷漆喷出效果影响极大,因此需防止其黏度过高,则SEBS质量分数不宜过高。从剥离效果可知,当SEBS质量分数为15%时,即可整张剥离,黏度为13 s,亦满足喷漆喷出效果。则试验表明,成膜物质SEBS质量分数为15%时,满足设计要求。


2.2 溶剂类型对可剥离涂膜的影响

为满足可剥离喷漆的施工工艺,要求有不同的溶解性和挥发特性的溶剂来配合。使用单一溶剂不能胜任,必须应用混合溶剂,以照顾全面。而混合溶剂又不像单一溶剂那样简单,它除了满足溶解性和挥发特性外,还有溶剂平衡的问题。


本试验以二氯甲烷、6#溶剂油、甲苯、二甲苯和醋酸乙酯按不同比例制备5种不同挥发速度的混合溶剂,分别制备可剥离喷漆,喷涂于铁板上。通过检测可剥离涂膜各方面的性能,确定其合适的溶剂类型。其检测结果如表4所示。

不同溶剂类型对涂膜的影响结果

一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响 中国化工网,okmart.com

由表4可知,随着低挥发性溶剂含量的增加,涂膜出现针孔的状况得到明显改善。溶剂挥发过快,涂膜表面快速干燥,涂膜内缝隙减少,导致内层涂膜内的溶剂无法全部从剩余空隙中挥发,从而突破涂膜,形成气孔或针孔。


增加低挥发性溶剂,延长涂膜表干时间,可以改善出现针孔的状况,但是随着低挥发性溶剂的不断增加,涂膜变软,不易剥离,且表干时间过长。综合考虑可剥离轮毂改色喷漆各方面需求,当低挥发性溶剂质量分数为60%时,符合设计要求。


2.3 增塑剂含量对涂膜可剥离性的影响

增塑剂又称为软化剂,是指能够降低橡胶分子链间的作用力,改善加工工艺性能,并能提高胶料的物理机械性能,降低成本的一类低分子量化合物。石油系增塑剂是橡胶加工中使用最多的增塑剂之一,增塑效果好,来源丰富,成本低廉。本试验选用芳烃油作为SEBS增塑剂,芳烃油也称芳香烃或芳烃,是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物,它是石油化工的基本产品和基础原料之一。


具有良好的橡胶相容性、耐高温、低挥发等特点,能显著改善橡胶的加工性能,可以增强橡胶产品的抗风化、耐氧化、耐磨擦、抗衰老程度,同时能帮助胶料中填充剂的混合和分散,被广泛应用于再生胶及多种橡胶制品等行业。


本试验中,加入增塑剂芳烃油的质量分数分别为1%、1.5%、2%。芳烃油在帮助胶料混合和分散的同时由于自身黏度较高,造成黏度先降低后升高的现象。其邵氏硬度在增塑剂含量为1.5%时有所降低,但基本变化不大,如图1所示。分别将3组液体SEBS做成可剥离喷漆成品,检查涂膜可剥离性,检测结果显示增塑剂质量分数为1.5%时,涂膜可剥离性能好,符合设计要求。

增塑剂用量对成膜物邵氏硬度的影响

一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响 中国化工网,okmart.com

2.4 料气比对涂料喷出状态的影响

本探究试验以DME为抛射剂,DME本身是一种极性化合物,但与许多极性及非极性溶剂均具有良好的相容性,能与大多数树脂相容。试验共设计5种不同料气比,通过分析不同料气比下涂料喷出状态,确定其理想的料气比,结果如表5所示。

不同料气比对涂料喷出状态的影响

一种可剥离轮毂改色喷漆的研究,本探究试验以SEBS热塑性弹性体为主要成膜物质,通过控制变量法,进一步研究SEBS含量、溶剂类型、涂料黏度、料气比等因素对可剥离喷漆性能的影响 中国化工网,okmart.com

不同料气比对漆料喷出状态影响很大,从而间接影响涂膜性能。当充入气体较少时,雾化效果不好,喷出时料液容易出现飞丝的现象。反之,充入气体较多时,雾化过度,影响涂膜可剥离效果。由表5可以看出,当选用料气比为5∶3时,喷出状态能达到设计要求。

 

3 结语

(1)通过初步筛选,配方中成膜物质SEBS质量分数为15%,稀释剂中低挥发性溶剂质量分数为60%,增塑剂质量分数为1.5%,料气比选用5∶3时,可剥离轮毂改色喷漆各方面性能及可剥离效果,均符合设计要求。

(2)利用SEBS为主要成膜物质制备的可剥离轮毂改色喷漆,各项指标满足汽车涂料的性能要求。

(3)本探究试验开发的可剥离轮毂改色喷漆,具有可剥离性好、耐候、耐水、耐摩擦等特点,在保护轮毂的同时满足车主对色彩个性化的要求,具有良好的市场前景。



一种可剥离轮毂改色喷漆的研究

刘家1,张志良1,凌辉1,2,郑义钊1,郑吕凤1(1.广东三和化工科技有限公司,广东中山 528429;2.广东新山禾发展有限公司,广东中山 528429)


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