溶剂型涂料助剂性能比较

1、溶剂型涂料助剂性能比较胡志滨 刘为 张涛 海川化工公司 深圳 518040 摘要 通过选取在中国有代表性的涂料类别和部分国内不同区域畅销的国产 树脂 利用国外专业涂料实验室 对目前国内涂料市场常用的溶剂型分散 消泡流平助剂的性能作了较为详尽的比较关键词 溶剂型助剂 性能比较 THE PERFORMANCES COMPARISON OF THE ADDITIVES USED IN SOLVENT BASED COATINGS HUZhibin LiuWei ZhangTao OceanPower Chemical Co.Ltd. Shenzhen 518040 Abstract Based th

2、e test that selecting representative coatings sort and salesble resin product of different inland towns, author compares the performances of solvent additives often used in domestic coatings market and provides the beneficial reference for the researchers of coatings who select and use the additives

3、. Key wordssolvent additivesperformance comparison1前言 针对近些年中国溶剂型涂料发展的特色 笔者带领的实验小组 使用国外先 进的综合性涂料实验室 选取国内最多使用的 Cognis BYK EFKA Deuchem 四家知名供应商的助剂产品 尽可能地使用不同区域畅销的国产树脂 在多种类 油漆中 平行对比其分散 消泡 流平剂性能 因中国传流油漆行业有几十年的发展历程 近十几年来 又有许多国外不同 公司的基础配方引进国内 经过不断的国产化演变 呈现了目前中国溶剂型涂料 市场门类众多 原材料各异的纷繁局面 笔者期望选取在中国最具有代表性的漆 种 配方

4、设计思路 树脂 客观评价不同供应商 不同类别的涂料助剂 所带来 的涂料性能的差异 从而为国内行业同仁选取助剂 提供一定的借鉴作用 2 实验部分2.1实验一 双组分 PU 高光面漆Part A 原料名称 质量分数G-Cure 868PWF60 丙烯酸树脂 44.08甲基异丁酮3.05乙酸乙酯3.95 二甲苯2.58 CaCO 3X310.26 分散剂 0.26 T i O 2 R90232.04 碳黑 FW200 (Degussa0.32 Part B Solvermol 100.00 其中碳黑 钛白 =1100分散剂分别采用 Cognis 公司的 963S3241T.S. 31123061进行

5、等量平行实验 加料结束后 加入总漆量 1/2重量比的玻璃珠研磨 使用 FM 公司 SKANDEX S-7双轴向高速转动 20min 4支分散剂均未能达到很好分散 仅 3061较为均匀 但 细度依然超过 25m单独采用 3061进行放大实验 用高速分散机 2000转 1/2重量比玻璃珠砂 磨 170min 分散效果较好 刮板细度达到 7m 可 不加溶剂进行刮板及揉碾实验 3061展色性非常好 刮板漆膜较平滑 但光 泽较喷漆差结论 1 分散时间对分散效果影响很大 2应用于丙烯酸 PU 中 3061较 Cognis 的其他分散剂 较易分散碳黑 且展色性好2.2 实验二 双组分醇酸树脂漆 (500gP

6、art A原料名称 质量分数醇酸树脂220.4 甲基异丁酮15.25 乙酸乙酯19.85+10 二甲苯0+12.9 CaCO 3(X31 1.3分散剂963Cognis1.3 T i O 2(R902 161.8 此实验分别采用两种国产醇酸树脂 用仕全兴 SW-316对比分析流平剂 性能; 用三木 33TOD 对比分析消泡剂性能 将 Part A仅加部分溶剂 1500转高速分散 15min 测得细度 >50m 加入 重量比 80%玻璃珠及剩余溶剂 1500转砂磨 40min 测得细度 15m按 Part APart B=6.431计算 Part B Solvemol1043的添加量 过滤

7、后 Part A重量为 328.55g 分为 10份 30g 添加样板 和 1份 15g 空 白样板 其中 10份添加样板 按以下量比加入不同对比流平剂与固化剂流平剂 漆总量的 0.2% 0.07g固化剂 漆总量的 13.45% 4.67g空白样板仅按相同比例加入固化剂1000转高搅 3min 后 查看瓶内泡沫状态 及 100m 刮板后干膜效果 结果 见表 1表 1 醇酸树脂体系中流平剂性能比较编号 流平剂 流平性 瓶内泡沫1 F40 细刮痕 表面不够平滑 无2 F60 好 表面平滑 无3 F45 细刮痕 较多细泡4 F3 刮痕严重 不相溶 较少细泡5 S43 好 表面非常平滑 较少细泡6 S

8、4 细刮痕 表面平滑 较多泡7 SkonZ 细刮痕 表面平滑 较多泡8 Deuchem466 较多细泡 无刮痕 很多泡9 BYK306 较多泡 无刮痕 很多泡10 EFKA3777 少量细泡 无刮痕 多泡11 空白 很多细泡 细刮痕 较多细泡 结论在四个公司的产品中 Cognis 公司的产品普遍具有较好的消泡性能 S 系列 增滑性能好 F 系列除 F60外都不适合该体系 S43和 F60是此体系中表现最好 的产品 EFKA3777 表面平滑性很好 但无消泡作用注 因刮板后实际上干膜差别很小 凭肉眼仔细观察 仅有很小很小的区别 且很难杜绝在刮板时的相异性 因此结果不具有结论性 为进一步判断 重新

9、进 行刮板 但已距加入固化剂 30min 漆粘度上升 刮板后遮盖力增加 所有样板 几乎没有区别 因此评价流平剂应使用 50m 进行刮板 过滤后 Part B重量为 237.10g 分为 10份各 20g 添加样板 1份 20g 空 白样板 按以下量比加入固化剂和不同消泡剂 其中空白样板仅按比例加入固化 剂消泡剂 漆总量的 0.2% 0.05g固化剂 漆总量的 13.45% 3.11g1000转高搅 3min 看瓶内及 100m 刮板后湿膜与干膜泡沫状态 结果见表 2表 2 醇酸树脂体系中消泡剂性能比较编号 消泡剂 瓶内泡沫 湿膜泡沫 干膜泡沫 1 E8 少量细泡 极少量泡 较多泡2 E1 部分

10、细泡严重不相溶 严重不相溶 3 1208 较多细泡较多缩孔 相溶性不好 4 AMH2 部分细泡较少缩孔 部分气泡 较少缩孔 5 BYK141 少量细泡多气泡 非常多气泡 6 BYK052 较多细泡严重不相溶 严重不相溶 7 EFKA2018 无泡少量缩孔 少量缩孔 8 EFKA2020 少量气泡严重不相溶 严重不相溶 9 Deuchem6500 无泡少量缩孔 少量缩孔 多气泡 10 Deuchem5300 无泡较多气泡 多气泡 11 空白 少量气泡 多缩孔 多缩孔 结论 1消泡效果都不理想 E1BYK052EFKA2020严重不相溶 不能适用 于这个体系当中 1208相溶性也不好2由于较多样板

11、干膜既有缩孔又有较多未脱出的气泡 说明分散时间 太短 3湿膜 干膜的表面差别较大 说明固化时会产生较多气泡 4在该体系中 AMH2和 EFKA2018是两个可选用的产品 2.3实验三 丙烯酸汽车烤漆底漆 Part A原料名称 质量分数Solvesso 150 4.4去丙酮乙醇 6.8SW-733仕全兴 9.6T i O2Tiona 575 25.5碳黑或酞菁兰 2.8 分散剂 0.56Part BSW-733 49三聚氰胺 (Eternal 922S3.6 12%Cobalt NEX-CEM(Co10% 0.1一缩乙二醇单丁醚15.2 Solvesso 150 13.5 81.4 其中 A+B

12、=131.06A/B=0.61 所用丙烯酸树脂是仕全兴用于木器 汽车漆的含羟基丙烯酸树脂 其基础性 质见表3 表 3 仕全兴丙烯酸树脂基础性质 固体份 652%羟值90 酸值 < 9mgKOH/g 溶剂 二甲苯 /醋酸丁酯实验分为三部分 一 评价分散剂 二 评价消泡剂 三 评价流平剂 一 分别选用 Cabot 的碳黑与 Cappelle 的酞菁兰 PB15-1这两个非常难分散 的颜料 分别选用不同的对比分散剂 其中分散剂的用量按黑 /兰颜料全量的 2%计算 加入 Part A全量比的 80%的玻璃珠用 Sharker 多轴向高速混匀 40min 测 Part A 的刮板细度及展色性 结果

13、见表 4表 5表 4 不同分散剂对碳黑分散效果对比编号 分散剂 细度 m 展色性1 T-3241 4 最好 少许浮色2 T-3112 4 好3 T-3250 15 最差4 T-963S >25 差5 BYK104S >25 一般表 5 不同分散剂酞菁兰分散效果对比编号 分散剂 细度 m 展色性1 T-3241 5 最差 少许浮色2 T-3112 7 好3 T-3250 >25 最好4 T-963S 23 差5 BYK104S >25 一般结论1对于碳黑 聚合型分散剂明显具有优势 T-3250尽管在分散效果较好 但展色性却非常差 因此在分散碳黑时应选用 T-3112 T-

14、32412对于酞菁颜料 聚合型分散剂也同样可将颜料分散至理想细度 T-3250 虽不能将颜料细度分散好 其展色性却是最好的 T-3241尽管有很好的分散效 果 但展色性却是最差的 因此在分散酞菁系列颜料时 应选用 T-31123T-3112性能全面 无论对于碳黑 还是酞菁系列颜料都是很好的分散 剂二 选用 T-3112作分散剂 酞菁兰作颜料 按配方将 Part A与 Part B混合 好后 放置 19h 分别独立添加 0.3%的不同消泡剂和流平剂 混匀分散 3min 用 100m 丝棒在马口铁皮上刮板 150烘烤 13min 结果见表 6表 6 丙烯酸烤漆体系中消泡剂性能比较编号 消泡剂 瓶内

15、泡沫 成膜泡沫1 E1少量气泡 严重不相溶2 E8 多气泡 多气泡3 AMH2少量气泡 较多缩孔4 1208较多气泡 严重不相溶5 BYK141少量气泡 少量缩孔 少量气泡海纳百川 6 7 8 9 10 BYK052 EFKA2018 EFKA2020 Deuchem6500 Deuchem5300 少量气泡 无泡 较多气泡 少量气泡 多气泡 推陈出新 严重不相溶 少量缩孔 严重不相溶 多气泡 多缩孔 较多气泡 缩孔 结论 在这个丙烯酸配方中 E1 1208 BYK052 EFKA2020 是不相溶的 Cognis 公司的产品试验效果不好 EFKA2018 BYK141 效果尚可 三 通过涂膜

16、刮板及烘烤后表观对比测试不同流平剂的性能 试验如下产品 F40 F60 S4 BYK306 EFKA3777 F45 F3 S43 P3245 效果非常类似 其中前 5 个产品稍稍出色些 2.4 实验四 Part A 原料名称 Photoner 聚丙烯酸 UV 固化清漆 质量 4039 70g Photoner 4028 140g Photoner 4035 42g Photoner 4127 70g Photoner 6173 300g Photoner 3016 70g Part B Photomer 51 28.8g 把 Part A 和 Part B 混合分散后 平均分成 5 份 加入

17、固化剂及按漆总量 0.2% 的 4 种对比消泡剂 分别用 50m 25m 丝棒刮板 紫外光固化后 对比消泡性 能 结果见表 7 表7 光固化树脂体系中消泡性能比较 编号 1 2 3 4 5 消泡剂 Dehydran 4210 Dehydran 4100 Dehydran 4200 Dehydran 1293 空白 瓶内状态 较多泡 有一些泡 较多泡 几乎无泡 很多泡 25m 刮板 有细长油液 针孔 少量油液 针孔 针孔 油液缩小 油液 针孔 严重缩孔 针孔 50m 刮板 针孔多 少量油液及针孔 针孔 无油液 油液 针孔 严重缩孔 针孔 结论 刮于板上无法区分消泡效果 从罐内消泡效果来看 Deh

18、ydran 1293 应较理想 2.5 实验五 高固体分低 Voc 漆 一 流平剂性能比较实验 Part A 原料名称 液体环氧树脂 EEW180-190(75% 质量分数 176 6 海纳百川 推陈出新 TiO2 (2300 108 HT 2.8 Tenlo 70 0.4 高速分散 30min 到 15m 细度 加入 Part B 搅拌 15min 1000 转/分 Part B 原料名称 质量分数 Genanid 490 (Cognis 91.6 丁醇 7.6 异丙醇 17.2 把 Part A Part B 搅拌均匀后 分成 11 份 添加 0.2%的不同流平剂比较流 平性 用 50m

19、刮板 比较结果见表 8 表8 环氧树脂体系中流平剂性能比较 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 流平剂 F40 F60 F45 F3 3245 S4 S43 BYK 306 EFKA 777 Deuchem 466 空白 流平性 有较多刷痕 流平不理想 有少量刷痕 较 F40 略好 比 F60 稍好 仍可见刷痕 表面较光滑 几乎无刷痕 与 F60 相当 表面不太平滑 流平较好 表面光滑 流平较好 表面平滑 比 S4 略差 表面也很平滑 较 BYK306 略差 也不错 严重刷痕 流平很差 无法流平 结论 比较几种流平剂 双组份环氧体系中中 Cognis 公司的 S4 S43 F

20、3 效果较 理想 考虑到重涂性问题 应选用 F3 产品 二 消泡剂性能比较实验 同样的体系 分成 10 份 加 0.2%的消泡剂比较消泡效果 刮板 100m 结 果见表 9 表9 编号 1 2 3 4 5 消泡剂 E1 E8 AMH2 1208 EFKA 2018 环氧树脂体系中消泡剂性能比较 瓶内泡沫 少量泡沫 有微泡 有几个小气泡 较少泡沫 有部分泡沫 少量细泡 7 干膜泡沫 有少量小泡 效果较好 有一些小针孔 几乎无泡沫 效果理想 无气泡 但表面不够平滑 有少量针孔 海纳百川 6 7 8 9 10 EFKA2020 BYK 052 BYK 141 Deuchem 6500 Deuchem

21、 5300 少量细泡 有一些小泡 很少泡 泡较少 泡较少 推陈出新 无泡 有少量泡 表面平滑 有小气泡 表面粗糙 有一些泡及小针孔 几乎无泡 效果较好 Cognis 结论 从消泡剂来看 在双组份环氧体系中 各公司的消泡剂无太大差别 公司的 E1 及 AMH2 于该体系效果较理想 2.6 实验六 Part A: 双组分 PU 木器清漆 质量分数 241 16 原料名称 丙烯酸树脂(65% 二甲苯 Part B: Mendur CB60 82.8 1000 转高速搅拌 Part A 15min 加入 Part B 及 0.2 %消泡剂 再搅 3min 比 较各消泡剂消泡效果及透明性 并刮于 100

22、m 厚的漆膜于板上 结果见表 10 表 10 丙烯酸清漆体系中消泡剂性能比较 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 消泡剂 E8 E1 S43 BYK 141 EFKA 2020 Deuchem 5300 Deuchem 6500 Deuchem 3200 透明相溶性 相溶性好 很透明 严重混浊 严重混浊 透明性很好 混浊 透明性好 透明性好 严重混浊 消泡效果 效果较好 有少量针孔 效果理想 效果理想 效果理想 效果理想 效果理想 有小针孔 流平效果 较好 较好 较好 好 好 一般 好 好 结论 通过观察发现各类消泡剂的消泡效果相差不大 若从透明及消泡性双重效果 来考虑 Cognis 公司的 E8 于透明漆中应是首选 E1 严重混浊 2.7 实验七 Part A: 哑光 PU 木器漆 质量分数 60.4 3.4 60 原料名称 长油醇酸树脂 二甲苯 哑粉 天津产 Part B 8 海纳百川 推陈出新 CB 60 20.7 PartA 高速分散 30 min 加入 Pa