新式第5类水性环氧树脂系统为基料，增加无毒无污染防锈颜、填料，挑选适合的助剂，制备了环保型双组分低温烘干型轿车用底漆。研讨了水性环氧系统的成膜功能，环氧基与胺氢的摩尔比和颜料体积浓度(PVC)对漆膜耐盐雾功能的影响。

　　0·前语

　　自2003年1月1日《中华人民共和国清洁出产促进法》施行以来，2006年1月1日《环境标志产品技能要求——水性涂料》法规又相继施行，轿车涂装职业也从2006年12月1日起施行《清洁出产标准轿车制造业(涂装)》职业标准。一系列环保法律、法规的施行，加快了涂料朝高固体分、无有害溶剂、无毒、无污染、水性化方向的发展。本文结合轿车制造业现阶段涂装工艺的特色，研讨了第5类水性环氧系统中环氧树脂与环氧固化剂的成膜功能，环氧基与胺氢的摩尔比和颜料体积浓度(PVC)对漆膜耐盐雾功能的影响，开发了环保型轿车用水性环氧树脂底漆。

　　1·实验部分

　　1.1原资料

　　水性环氧树脂乳液：克己。

　　水性环氧固化剂：克己。

　　颜、填料：钛白粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、复合磷

　　钛粉、云母、硫酸钡等，均为工业品。

　　助剂：潮湿剂、涣散剂、消泡剂、流平剂、闪蚀按捺剂、防霉剂、偶联剂、防沉剂、增稠剂、pH值调节剂等。

　　溶剂：去离子水。

　　1.2底漆的制备工艺

　　甲组分：首先用高速涣散机在低速拌和下，将潮湿剂、涣散剂、部分消泡剂参加到水性环氧固化剂中涣散充沛;再渐渐投入颜、填料，混合均匀后高速涣散充沛;然后用砂磨机研磨至细度符合要求;*后补加消泡剂(部分)、闪蚀按捺剂、防霉剂、流平剂、偶联剂、防沉剂、增稠剂、pH值调节剂等，用去离子水调整到适合的粘度。

　　乙组分：水性环氧树脂乳液(克己)。

　　1.3功能检测及首要仪器、设备

　　查验总依据：GB/T13493—92《轿车用底漆》。附着力：用QFZ-Ⅱ型漆膜附着力测定仪(天津科联资料实验机厂)，按GB1720—79测定。

　　柔韧性：用漆膜柔韧性测定仪(上海现代环境工程技能有限公司)，按GB1731—79测定。耐冲击性：用QCJ型漆膜冲击器(天津中环实验机厂)，按GB1732—79测定。

　　硬度：用QHQ型涂膜铅笔划痕硬度测定仪(天津科联资料实验机厂)，按GB6739测定。耐盐雾性：用盐雾腐蚀实验箱(金坛市金鹰环境实验设备有限公司)，按GB1771—92测定。

　　1.4底漆的首要功能目标

　　底漆的首要功能目标见表1。

　　

 

　　2·配方设计

　　2.1水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂的挑选

　　2.1.1对去离子水的容忍度实验

　　水性环氧树脂和水性环氧固化剂对去离子水的容忍度是决定制漆功能的要害之一，别离按4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2份额与水混合静置。不呈现破乳、分层现象，静置时刻越长，标明对去离子水的容忍度越高。经过实验，挑选1∶1份额(按固体计约占25%)、静置3d以上不呈现异常现象的环氧乳液或环氧固化剂制漆。

　　2.1.2清漆漆膜功能实验

　　按环氧基/胺氢的摩尔比在(0.8~1.2)∶1规模将不同份额的水性环氧树脂乳液和环氧固化剂混合，可增加适量助剂。喷涂在马口铁板上，枯燥后调查漆膜的通明性、检测漆膜的附着力、硬度、柔韧性、耐冲击性等目标。挑选外观通明、漆膜功能目标高的水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂制漆。

　　2.2颜、填料的挑选

　　依据《环境标志产品——水性涂料》要求，不挑选红丹、锌铬黄、锶铬黄、中铬黄等防锈功能突出但有毒的防锈颜料。挑选磷酸锌、三聚磷酸铝、复合磷钛粉等环保型化学防锈功能好的颜料，首要是在涂层内离解出磷酸根离子或三聚磷酸根离子，与基材金属离子构成细密附着膜，然后按捺腐蚀;挑选云母等物理防锈好的片状填料，有用减缓空气中的水、氧气对漆膜的透过性然后减缓腐蚀。

　　2.3助剂的挑选

　　2.3.1潮湿、涣散剂依据颜填料的品种、粒径、涣散难易程度，首要从成膜物阴、阳离子视点考虑，挑选非离子型潮湿、涣散剂。

　　2.3.2消泡剂

　　首要从与基料的相容性、抑泡、破泡作用等几方面比照挑选。部分消泡剂研磨时参加，部分消泡剂调漆时补加，以发挥消泡剂的全体抑泡、破泡才干。

　　2.3.3流平剂

　　甲、乙两组分按份额制造好后喷涂于底材上，调查漆膜是否呈现桔皮、缩孔等异常现象，流平剂用量以不呈现桔皮、缩孔等异常现象的*小用量为宜。

　　2.3.4抗闪蚀剂

　　水的外表张力大，在空气中的蒸发速度相对溶剂型涂料慢，漆膜表干时刻长，钢铁外表极易发作闪锈，在低温(5℃以下)或高湿(80%以上)条件下更是如此，严重影响漆膜外观和耐腐蚀功能。常参加亚硝酸盐、苯甲酸盐加以避免，考虑到会影响耐水性等，没有选用，选用了外表活性剂类型的胺类高分子助剂。在低温文高湿度环境条件下都能到达抱负的作用。

　　2.3.5pH值调节剂

　　因为水性环氧固化剂与颜、填料一同研磨制得的甲组分系统自身呈碱性，挑选了醇胺类高分子pH值调节剂，以确保漆浆系统的长时刻储存稳定性。一起还有助于潮湿和涣散。

　　2.3.6增稠剂

　　依据现阶段轿车制造业底漆涂装工艺的特色，大部分是选用湿碰湿一次喷涂、喷涂时刻距离短、湿漆膜比较厚，水性涂料相对溶剂型涂料蒸发慢，更易呈现流坠、流挂等涂膜弊端，尤其是低温高湿环境条件下施工更是如此。考虑到常用的纤维素等碱溶胀型增稠剂对漆膜的耐腐蚀功能有影响而没有选用，选用了聚氨酯缔合型增稠剂以改进湿漆膜表干之前的抗流挂性，一起也增强了施工喷涂时的可厚涂性。

　　2.3.7·偶联剂

　　为了增强水性环氧轿车底漆对底材的附着力，可考虑增加硅烷类偶联剂，*好选用带环氧或者氨基等活性反响基团的，仍需要比照空白与增加后对漆膜耐腐蚀功能的影响。

　　2.4·颜料体积浓度(PVC)对漆膜功能的影响

　　经过调整颜基比制造不同颜料体积浓度(PVC)的产品，比照耐盐雾功能的改变：PVC太低，成膜系统中基料粒子包覆颜料粒子后有很多的剩下;PVC太高，成膜系统中基料粒子不能彻底包覆颜料粒子，都会影响漆膜的细密性然后影响漆膜的耐腐蚀功能。依据GB/T13496—92《轿车用底漆》的要求、权衡漆膜的归纳功能，配方PVC控制在21.7%~37%为*佳。漆膜耐盐雾性随PVC的改变趋势见图1。

　　

2.5环氧基与胺氢的摩尔比对漆膜功能的影响

 

　　理论上，按环氧基与胺氢的摩尔比1∶1刚好彻底固化反响。但经过调整不同环氧基与胺氢的摩尔比，比照漆膜耐盐雾功能的改变，结果发现：环氧基略微过量，漆膜耐盐雾等功能进步，相反，胺氢略微过量，漆膜耐盐雾功能等下降，不管哪种组分过量太多，漆膜耐盐雾性均发作急剧改变。依据GB/T13493—92《轿车用底漆》的要求、权衡漆膜的归纳功能，配方中环氧基与胺氢的摩尔比控制在0.87~1.15规模*佳。漆膜耐盐雾性随环氧基与胺氢摩尔比的改变见图2。

　　

 

　　3·结语

　　研发水性环氧轿车涂料与研发溶剂型涂料相同，与配方系统的基料、颜填料、助剂、溶剂等密切相关，更要留意水性涂料的固化机理和施工工艺的特殊性，经过多方面反复实验验证，才干更好地满意使用要求。