用于卷材的涂料除了對(duì)涂料的常規(guī)性能有要求外,對(duì)制成的彩涂板也必須要經(jīng)得住從加工到制成品無(wú)漆膜問(wèn)題以及要適應(yīng)快速運(yùn)轉(zhuǎn)的卷涂流水線上的涂裝要求,包括底漆和面漆以及背面漆等,由于對(duì)這些涂料的要求各有不同,現(xiàn)在就此對(duì)底、面漆作一淺顯的論述以供讀者鑒評(píng)。
卷材底漆
卷材底漆里用得最多的品種是環(huán)氧底漆和聚酯底漆(聚酯-氨基底漆和聚酯-聚氨酯底漆),此外還有水溶性丙烯酸底漆,這些底漆的特色如下:
(1)環(huán)氧底漆:與底材的附著力良好,耐水、耐堿、耐化學(xué)腐蝕性能佳,但其柔韌性不及其它底漆。
(2)聚酯-氨基底漆:與底材的附著力好,柔韌性優(yōu),但對(duì)潮濕環(huán)境較敏感,耐化學(xué)腐蝕性不及環(huán)氧底漆。
(3)水溶性丙烯酸底漆:對(duì)底材的附著力良好,很好的柔韌性,含有機(jī)溶劑少,低溫固化,但不宜在潮濕環(huán)境下貯存,預(yù)處理要求高。
(4)聚氨酯(聚酯-聚氨酯)底漆:耐化學(xué)腐蝕性、耐摩擦性、耐久性和柔韌性均好。
卷材面漆
在卷材涂料用面漆中,聚酯樹(shù)脂涂料是用量最大的品種,其一般所用固化劑為三聚氰胺樹(shù)脂。近年來(lái),人們利用這類樹(shù)脂在漆膜中的不均一性技術(shù)以提高其性能。如對(duì)低羥基的聚酯樹(shù)脂,采用甲醚化程度高的低相對(duì)分子質(zhì)量甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂,通過(guò)胺揮發(fā)并由酸觸媒中和經(jīng)烘烤成涂層。在烘烤過(guò)程中,三聚氰胺樹(shù)脂在涂膜表面附近產(chǎn)生選擇性自縮合反應(yīng),結(jié)果在烘烤后涂膜中三聚氰胺樹(shù)脂的濃度從內(nèi)部向表面急劇升高,導(dǎo)致涂層中甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂由表及里的濃度分布差,即在涂層表面濃度高,而內(nèi)部低,造成涂層表面硬度或耐污染性高,內(nèi)部加工性優(yōu)良,由此制成的卷鋼板可廣泛用于冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)裝置室外機(jī)座等方面。對(duì)聚酯樹(shù)脂與丁醚化三聚氰胺樹(shù)脂混合體系來(lái)說(shuō),則會(huì)因表面能低的丁醚化三聚氰胺樹(shù)脂在涂層表面上形成高濃度區(qū),造成耐污染性提高而粘結(jié)性降低。如果將分子內(nèi)有剛性成分和柔性成分并存的特殊樹(shù)脂與聚酯樹(shù)脂混合的話則同時(shí)能提高伸長(zhǎng)率和抗張強(qiáng)度,由此可開(kāi)發(fā)出涂層加工性好和硬度高的卷材涂料。漆膜的形態(tài)學(xué)控制技術(shù),如控制漆膜表面的形狀可獲得光澤低的亞光外觀。作為具有圖案花紋感的技術(shù),往往在涂膜中添加樹(shù)脂球或無(wú)機(jī)拌合料,從而使漆膜形成物理性凹凸結(jié)構(gòu)。但在涂料中添加硬質(zhì)材料會(huì)使其加工性降低,其表面細(xì)小的凹凸形狀易藏垢納污,降低了耐污染性。為此,在涂層表面上進(jìn)行過(guò)分交聯(lián)而造成漆膜收縮,在不降低加工性或耐污染性的前提下產(chǎn)生亞光感或軟觸感觀,不用拌合料樣的助劑可使漆膜形成凹凸而不會(huì)降低加工性。最近開(kāi)發(fā)成功的涂料在烘烤過(guò)程中通過(guò)控制涂料的流動(dòng)可形成mm等級(jí)的凹凸形狀。如在底漆涂料烘烤時(shí)配以熔融的拌合料,則在底漆涂層里由于大多數(shù)樹(shù)脂的表面自由能差而產(chǎn)生mm等級(jí)的凹凸,在其上涂裝面漆時(shí)就能獲得桔皮狀外觀,其凹凸的高度和峰可自由控制,可模擬與粉末涂裝或電泳涂裝同樣的外觀。還有在面漆涂料烘烤過(guò)程中配以熔融的特殊結(jié)晶性樹(shù)脂球,由于表面張力的作用就會(huì)形成凹凸,這樣樹(shù)脂球直接涂布后由于其低表面張力就浮在涂層表面,在此球的周圍就形成隆起0.1mm等級(jí)的凸部,在烘烤過(guò)程中球熔融而失去結(jié)晶性,由于表面張力上升而沉于涂層中,同時(shí)0.1mm等級(jí)的凸部融合成mm等級(jí)的凹凸。采用此技術(shù)制作成的鋼板可廣泛用于冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)裝置的室外機(jī)座等方面,用該技術(shù)所制成的涂層顏色或凹凸程度、峰的變化及其外觀變化能有千變?nèi)f化無(wú)數(shù)種。
聚酯面漆以外,卷材涂料面漆系統(tǒng)用得最多的是PVC塑溶膠,聚偏氟乙烯居次,而聚氨酯/聚酯系統(tǒng)卻在與年俱增,是這些系統(tǒng)里增長(zhǎng)最快的品種,這是基于:
(1)當(dāng)聚氨酯/聚酯系統(tǒng)與顆粒狀聚酰胺相結(jié)合時(shí)可產(chǎn)生有立體花紋的、高度耐磨性涂層(其單道涂層和2道涂層系統(tǒng)具有20~25μm厚度)。
(2)作為厚涂層或多道涂層系統(tǒng)時(shí)可產(chǎn)生堅(jiān)韌和柔性系統(tǒng),可代替pvc和聚偏氟乙烯多道系統(tǒng)(50~100μm總厚度)。
(3)系包覆金屬和屋面用卷材的高耐久性面漆(一般厚度為20~30μm)。
(4)鑒于其堅(jiān)韌、耐磨,在20μm厚度時(shí)可替代淺色聚偏氟乙烯。
(5)在家用電器產(chǎn)品中能提供可加工性、硬度和水解穩(wěn)定性之間的優(yōu)異平衡。
(6)在用于汽車領(lǐng)域時(shí),其優(yōu)點(diǎn)是深沖適應(yīng)性和高膜厚。
(7)對(duì)于商用車輛、旅行拖車用包覆金屬和家電來(lái)說(shuō),其優(yōu)異的印刷適應(yīng)性和吸墨性有助于作標(biāo)志漆。
然而,封閉型聚氨酯系卷材涂料也存在著若干不足。當(dāng)流水線烘烤過(guò)程中在達(dá)到脫封溫度時(shí),裂解的封閉劑揮發(fā)并冷凝就會(huì)留在流水線上。由于流水線速度快,無(wú)法清理,日積月久,沾污在流水線上的封閉劑之類物質(zhì)就會(huì)跌落在涂裝線上而造成產(chǎn)品質(zhì)量和外觀受損,對(duì)此現(xiàn)在還沒(méi)有拿出好的解決辦法。聚氨酯涂料還有一個(gè)問(wèn)題是,如果在烘房里溫度沒(méi)有加以嚴(yán)格控制,就會(huì)在過(guò)度的烘烤溫度下相當(dāng)迅速地變色(甚至出黑煙)并分解。
用于聚氨酯面漆的多異氰酸酯類型有H12MDI預(yù)聚體、IPDI異氰脲酸酯、HDI縮二脲和HDI異氰脲酸酯等。而所使用的封閉劑有ε-己內(nèi)酰胺、丁酮肟、二甲基吡唑、丙二酸二乙酯等。多異氰酸酯的反應(yīng)對(duì)象中,二元或多元醇類用得最多,這包括飽和聚酯、丙烯酸類、酚醛類類型,這樣的多元醇類結(jié)構(gòu)對(duì)確定最終涂料的特性起著重要作用。其線型低Tg系統(tǒng)呈現(xiàn)出高柔韌性,但耐久性和耐化學(xué)品性不良;高Tg多元醇類,其含有較多芳香族二元酸,且?guī)еф溄Y(jié)構(gòu),則有助于提高硬度和堅(jiān)韌性,盡管柔韌性不足,但更耐久。羥基官能團(tuán)對(duì)漆膜性能也有影響:低羥值附著力好,高羥值則有較好的耐沾污性。而用脂環(huán)族類及氫化二元酸之類可提高耐久性。多元醇與多異氰酸酯的比例在l:1左右,在此比例以上或以下均對(duì)漆膜性能不利。
熱塑性聚酰胺與聚氨酯拼用有助于提高涂層的柔韌性和耐磨性。
目前的聚酯樹(shù)脂卷材面漆多采用三聚氰胺樹(shù)脂為交聯(lián)劑,但其在交聯(lián)反應(yīng)中所構(gòu)成的結(jié)合部具有堿性性能,所以易受酸類的侵襲。為此人們采用新的交聯(lián)方式以取代三聚氰胺交聯(lián),即所謂的HCT(超交聯(lián)技術(shù))。該體系含有熱潛在性催化的封閉型羥基酸/環(huán)氧基及丙烯酸樹(shù)脂系的材料,所形成的涂料耐污染性、耐候性及耐酸雨性均很優(yōu)異。它是將羥基酸用乙烯基醚進(jìn)行酯化而封閉,單組分,貯存穩(wěn)定性優(yōu),一旦在受熱下催化而產(chǎn)生離解,從而發(fā)生2-羥基酯/乙烯基醚的加成反應(yīng),依此形成涂層。