低毒黑色气雾漆附着力影响因素探讨

谭建辉，陈炳耀,2,3，张志良，宁智勇，郑吕凤

(1 广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429；2 广东顺德三和化工有限公司，广东 佛山 528300；3 广东阜和实业有限公司，广东 中山 528434)



低毒黑色气雾漆附着力影响因素探讨

谭建辉1，陈炳耀1,2,3，张志良1，宁智勇1，郑吕凤1

(1 广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429；2 广东顺德三和化工有限公司，广东 佛山 528300；3 广东阜和实业有限公司，广东 中山 528434)

研究了树脂、分散剂、颜料细度及基材表面处理与否几个因素对低毒黑色气雾漆附着力的影响；应用控制变量法，保持自变量之外其它因素相同，观察自变量的变化而导致实验结果的差异，由此产生结论；发现在生产时树脂、分散剂、颜料细度的选择以及基材表面处理与否都会影响该低毒黑色气雾漆的漆膜附着力，其中颜料细度的影响相较于其它3个影响因素要轻。

附着力；气雾漆；因素

我国作为世界上气雾剂生产大国，随着工艺技术的不断发展和生活水平的进步，气雾剂产品的广泛应用，一些民用气雾剂产品已成为必不可少的部分。气雾漆作为气雾剂产品类型中一个重要分支，经过二十几年的发展，目前无论是在产品产量、质量及用途等方面都得到了飞速发展，已逐渐成为人们生活当中一个不可缺少的组成部分。经过同时由于国外制造商、采购商等纷纷与国内相应生产制造厂家合作，我国气雾漆产品已逐步走向全球化发展。

在气雾漆产品使用当中，漆膜的附着力是考核漆膜性能的重要指标之一，附着力的好与坏直接关系到整个涂层的质量。漆膜只有很好的附着在被涂物件上，才能发挥其应有的保护和装饰作用[1]。

漆膜的附着力是指漆膜与被涂底材表面结合在一起的牢固程度，它产生于涂膜中聚合物的分子极性基团与被涂底材表面极性分子的极性基团之间的相互吸引力和物理结合力，凡是减少这种极性结合的各种因素均将导致漆膜附着力降低。本文采用国家标准GB1720-1989中方法，分别对使用不同细度颜料、分散剂和树脂所制成的低毒黑色喷漆其漆膜附着力进行测试比较，同时也对基材表面是否处理进行了比较。

1 实 验

1.1 主要原材料与仪器

树脂1(工业级)，佛山市高明同德化工科技有限公司；树脂2(工业级)，中山朗玛；树脂3(工业级)，汕头市金森源化工科技有限公司；树脂4(工业级)，江门制漆厂有限公司；分散剂1(BYK-4401，工业级)，广州市华夏奔腾实业有限公司；分散剂2(BYK-103，工业级)，广州市南太化工有限公司；分散剂3(BYK-108，工业级)，深圳市伟梦达贸易有限公司；分散剂4(BYK-104S，工业级)，广州市南太化工有限公司；流平剂(工业级)，广州市华夏奔腾实业有限公司；黑色颜料(工业级)，湖南科勒无机颜料有限公司；天那水，自制；丙二醇甲醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、丙酮：工业级，深圳市江海天化工产品有限公司；抛射剂(DME，工业级)，肇庆市高能达化工。

分析天平(精度0.01 g，ES4100)，德安特电子天平；砂磨、分散、搅拌多用机(SFJ-400)，上海现代化境工程技术有限公司；半自动封口充气设备(CJXH-1600A)，武汉洁瑞仕机电工程有限公司；涂-4#杯粘度计，深圳市科圳仪器设备有限公司；气雾罐，广州赛邦印铁制罐有限公司；阀门及配套按头，中山市联昌喷雾泵有限公司。

1.2 低毒黑色喷漆漆膜的制备

1.2.1 不同细度低毒黑色喷漆漆膜样板的制备

1.2.1.1 色浆的制备

表1 色浆配方

按照表1配方比例，先将树脂和分散剂加入容器之中，将容器放置于多功能搅拌机上，之后边搅拌边将称好的黑色粉料加入于容器之中，将黑色粉料与树脂分散均匀。

分散均匀后，再将混合物分成6等份，将6份混合物分别用容器装好，然后分别将容器进行编号，编号1～6，之后分别使用砂磨机进行研磨，将6份混合物的细度按照表2所示进行研磨，研磨结束后，6份不同细度黑色色浆制备完成。

表2 不同细度对应编号

1.2.1.2 喷漆制备及漆膜附着力测试

表3 料液配方

按照表3配方，先将天那水与树脂加入于容器当中，然后向其中加入助剂，以及分别将1.2.1.1所制备的色浆加入于容器当中，使用多功能搅拌机将上述混合物进行分散，分散均匀得到6种不同细度色浆所制成的料液；将所制成的6种料液分别进行灌装，充入一定量的抛射剂，料液与抛射剂比例为1.2:1，分别对应进行编号。将制备好的喷漆，按照1.3.2所述方法进行漆膜制备，每种类型喷漆制备3块铁片，在铁片背面标注对应编号，待漆膜实干后按照1.3.3所述方法进行漆膜附着力测试，记录测试结果并进行讨论。

1.2.2 不同分散剂低毒黑色喷漆漆膜样板制备

参照1.2.1中表1与表3配方，控制分散剂以外其他因素相同的情况下，分别使用4种不同分散剂制备4种不同喷漆，并将其分别进行喷涂铁板，制备漆膜，进行相应编号，待漆膜实干后测试漆膜附着力，并记录实验结果。

1.2.3 不同树脂低毒黑色喷漆漆膜样板的制备

参照1.2.1中表1与表3配方，控制树脂以外其他因素相

同的情况下，分别使用4种不同树脂制备4种不同喷漆，并将其分别进行喷涂铁板，制备漆膜，进行相应编号,待漆膜实干后测试漆膜附着力，并记录实验结果。

1.2.4 底材表面处理与未处理漆膜附着力测试

取9块铁板分成3等份，每份3块，将其中一份表面沾染一些污渍铁板背面统一编号为1；而其中另外一份使用溶剂将表面擦拭干净编号为2；再将最后剩下的一份将表面擦拭干净后，使用800目砂纸进行打磨，打磨完成后，将其表面擦拭干净编号为3；取一罐性能良好的黑色喷漆，对三份铁板使用相同的手法进行喷涂，喷涂完成后，将铁板放置于晾板架上进行晾干。待漆膜实干后按照1.3.3所述方法进行漆膜附着力测试，记录测试结果并进行讨论。

1.3 测试方法

1.3.1 细度测试方法

细度程度按照国家标准GB/T17-24-79测定，使用刮板细度计，以微水数表示；使用时，将试样滴入沟槽的最深部位，然后用刮刀垂直接触平板，以适宜的速度把漆拉过槽的整个长度，立即用30°角度对光观察沟槽中颗粒均匀显露的位置，即为该试样的细度。

1.3.2 漆膜制备

取马口铁片，将马口铁片剪成8 cm×12 cm大小每片，使用800目砂纸将铁片的其中一面进行打磨，打磨后将铁片表面擦拭干净，将制成的喷漆用相同喷涂手法的喷涂在铁片上，漆膜厚度以均匀喷扫3遍为准，编号，再将喷好的铁片放置于晾板架上等待漆膜实干。

1.3.3 漆膜附着力测试方法

按国家标准GB/T1720-1989中规定采用附着力测试仪。针尖在漆膜上划出一定长度、依次重叠的圆滚线图形，使漆膜分成面积大小不同的7个部位。

2 结果与讨论

2.1 颜料细度对喷漆附着力的影响

颜料是涂料中一个重要的组成部分，它通常是极小的结晶，分散于成膜介质中，颜料和染料不同，染料是可溶的，以分子形式存在于溶液之中，而颜料是不溶的；颜料最重要的是起遮盖和赋予涂层以色彩的作用，但它的作用不只局限于此，可以起到增加强度、增加附着力、改善流变性能、改善耐候性、功能作用、降低光泽、以及降低成本等等作用。在附着力方面主要是由于涂料在固化是常伴随有体积的收缩，产生内应力，影响涂料的附着，而加入颜料可以减少收缩，改善附着力[2]。实验中将颜料的细度做成一个梯度，分别制作成喷漆进行附着力测试，探究颜料的细度差异是否会对喷漆附着力产生影响。

在喷涂的过程中，漆膜与被喷涂物体表面会形成一个接触面，而在这个接触面之间会存在一些坑坑洼洼的空隙，如果颜料颗粒太粗填充不实，空气、水份占据其中，附着面积就会变少，附着力下降；反之颜料颗粒较细，漆膜与被涂物表面之间的填充更实，空隙少，漆膜内聚力减小，附着力增强[3]。从表4实验结果可以看出，随着颜料的细度的减小，喷漆的漆膜附着力呈现增大的趋势，在颜料细度为40～45 μm时，喷漆漆膜附着力最差，在颜料细度为20～25 μm时漆膜附着力表现最好。

表4 不同颜料细度对应漆膜附着力

2.2 分散剂不同对喷漆漆膜的影响

分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机、有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。使用分散剂可以减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜料分散体，改性颜料粒子表面性质，调整颜料粒子的运动性，降低喷漆料液的粘度，从而影响漆膜的附着力。在生产当中使用的分散剂通常是高分子量的润湿分散剂又称超分散剂。

通过表5的实验结果，可以看出使用分散剂1时，喷漆漆膜附着力表现最好；分散剂3次之；使用分散剂2和4时，喷漆漆膜的附着力表现最差达到四级，由此可以得出，分散剂的选用会影响低毒黑色喷漆的附着力。

表5 不同分散剂对应漆膜附着力

2.3 树脂的选用对低毒黑色喷漆漆膜附着力的影响

树脂作为喷漆成分当中，主要的成膜物质，其性能的不同，会对漆膜产生很大的影响[2]。尤其是树脂中本身所带有的活性基团，如氨基、羟基和羧基等，因这些官能团易与基材表面氧原子或是氢氧基团等发生氢键作用，产生的化学键强度要比范德华力强的多，因而可以增强漆膜与底材之间的附着力[4]。同时其上面含有的一些活性基团也可以和金属发生化学反应，增强漆膜在金属底材表面的附着力。因此选用树脂的不同，所制成的喷漆，其漆膜附着力也将不同[5]。

本实验选用了4个不同树脂进行测试最后发现只有一款树脂制成的喷漆，其漆膜附着力可以，其它3款树脂制成的喷漆，其漆膜在附着力方面，表现不理想。如表6所示，只有使用树脂2时，喷漆漆膜附着力达到一级，而使用树脂1时，喷漆漆膜附着力为二级，而使用树脂3和树脂4时，喷漆漆膜附着力均大于三级。

表6 不同树脂对应漆膜附着力

2.4 底材表面是否处理对低毒黑色喷漆漆膜附着力的影响

金属板表面存在污物、油渍、灰尘等会降低金属表面的极性，从而使漆膜与金属板表面之间的结合力降低，减小漆膜附着力[3,6]。基材表面喷砂和砂布打磨或经化学处理都能增加涂膜的附着力，这是由于表面变得粗糙不平，使有效的附着力面积增大；除掉表面的污物，获得极性表面。因此表面处理得越彻底，附着力越好。但是，被处理过的表面必须即时应用，不宜放置过久，否则影响涂膜的附着力[4,7]。

从表7的测试结果可以看出，编号3的漆膜附着力最好，编号2次之，编号1最差；并且从附着力等级可以看出，只有编号3的附着力能达到一级水平，编号1和2附着力均大于三级水平，因此，在使用过程中，底材表面处理与否对该喷漆漆膜的附着力有很大的影响

表7 底材表面处理对漆膜附着力的影响

3 结 论

(1)颜料细度大小对该低毒黑色气雾漆附着力有一定的影响，但影响并不是很大，因而在实际生产当中，要结合实际情况，选择合适的细度，细度不易过小，细度太小的话不但难以研磨，而且容易返粗。

(2)由于分散剂结构的特殊性，因此，分散剂的选择相对比较重要，在选择分散剂时，要考虑分散剂与体系兼容性以及分散剂是否能使得体系稳定。

(3)树脂作为气雾漆的主要成膜物质，因其分子量大且结构复杂，在分子上存在有各种活性基团，这些基团通过与基材表面上的一些极性基团相结合形成化学键，增强漆膜与底材的附着力，因此要提高该气雾漆的附着力，树脂的选择很重要。

(4)在施工过程中，底材表面处理与否，对喷漆漆膜附着力影响很大，从测试中可以看出，未经处理的底材表面，其漆膜的附着力要明显弱于经过处理的底材表面，因此在使用过程中，在喷涂前，最好能对底材表面进行一些必要的处理，这样有利于提高漆膜的附着力。

[1] 张剑飞,曾洁,王进忠,等.影响环氧防锈底漆附着力因素探讨[J].现代涂料与涂装,2012(06):33-36.

[2] 张华东,赵怡丽.粉末涂料与附着力[J].中国涂料,2005(07):9-11.

[3] 王平,严冬.漆膜附着力的检测及其影响因素[J].上海涂料,2000(01):9-11.

[4] 王宗田.附着力测定方法及其影响因素[J].现代涂料与涂装,2010(08):22-24.

[5] 周志虎,范慧俐,郑延军.热塑性丙烯酸树脂快干涂料附着力性能研究[J].现代涂料与涂装,2006(04):42-44.

[6] 郑国娟.漆膜附着力及其测试方法[J].涂料技术与文摘,2003(02):30-32.

[7] 于喜年.金属防腐涂层附着力影响因素分析[J].大连铁道学院学报,2006(02):42-45.

Discussion on Influence Factors of Low Toxicity Black Paint Adhesion

TANJian-hui1,CHENBing-yao1,2,3,ZHANGZhi-liang1,NINGZhi-yong1,ZHENGLv-feng1

(1 Guangdong Sanhe Chemical Technology Co., Ltd.,Guangdong Zhongshan 528429; 2 Guangdong Shunde Sanbe chemical Co., Ltd., Guangdong Foshan 528300; 3 Guangdong Mound and Industrial Co., Ltd.,Guangdong Zhongshan 528434, China)

Several factors influenced on low toxicity black aerosol paint adhesion, such as resin, dispersing agent, pigment fineness degree, base material surface treated or not, were studied. Controlled variable method, kept other factors the same besides the independent variable, the changes of the independent variables were observed and leaded to differences in experimental results. It was found that in the production of resin, dispersing agent, the selection of pigment fineness and base material surface treated or not will influence the black aerosol paint film adhesion, low pigment fineness had lighter influence compared with other three influence factors.

adhesion; aerosol paint; factors

TQ630 7+9

A

1001-9677(2016)024-0071-04