水性底漆的案例
案例分享｜一種水性底漆成分的定性定量分析，應用于產品配方優化
1、背景
汽車底漆，就是直接涂裝在經過表面處理的本身部件表面上的第一道涂料，它是整個涂層的開始。設計上要求底漆與底材有良好的附著力，與上面的中涂或面漆具有良好的配套性，還必須具備良好的防腐性、防銹性、耐油性、耐化學品性和耐水性。隨著汽車工業的快速發展，對汽車底漆的要求越來越高。20世紀50年代，汽車還是噴涂硝基底漆或環氧樹脂底漆，然后逐步發展到溶劑型浸涂底漆、水性浸涂底漆、陽極電泳底漆、陰極電泳底漆。
水性漆就是以水為稀釋劑、不含有機溶劑的涂料，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游離TDI有毒重金屬，無毒無刺激氣味，對人體無害，不污染環境，漆膜豐滿、晶瑩透亮、柔韌性好并且具有耐水、耐磨、耐老化、耐黃變、干燥快、使用方便等特點。水性底漆由樹脂、填料、溶劑和助劑四部分組成。
2、案例敘述
1、背景描述
樣品為某款水性底漆，客戶要求對底漆中的成分進行定性定量分析，包括樹脂、溶劑、助劑和填料。
圖1 樣品照片
2、案例分析方案
由于油漆類樣品具有常溫即可揮發的特性，給溶劑的提取、分離或分析帶來一定的困難。通常的溶劑定性鑒定方法有兩種：1）頂空氣相色譜-質譜聯用儀直接測試揮發組分；2）減壓蒸餾分離溶劑后測試氣相色譜質譜聯用儀。由于實驗室現有的頂空氣相色譜儀沒有配備質譜檢測器，因此無法對揮發組分進行定性。同時，在采用旋轉蒸發儀分離溶劑與樹脂時，發現即使在低溫（60℃）低真空條件下進行，也出現了樣品急劇發泡的情況，達不到分離的目的，同時也會污染旋蒸儀，如圖2。由于客戶提供的樣品量比較少，在考慮了實驗室現有設備的條件下，嘗試采用熱脫附GCMS對溶劑及可揮發組分進行分析。
圖2 采用旋轉蒸發儀分離溶劑與樹脂
針對客戶提供的樣品，參考水性涂料的配方，設計圖3中所示分析方案。
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c.滿足綠色工廠建設，底漆、色漆采用水性涂料，降低 VOC 排放。
d.采用人工+噴漆機器人噴涂，提高自動化率，提高涂料利用率。
e.在上件工位、二次治具更換工位，實現在線可視化作業指導。
3.2 工藝流程的開發
3.2.1 多種脫脂劑清洗效果測試
為了充分驗證脫脂劑對PP 素材的清洗能力及與單組分水性底漆的配套性，選取了知名前處理藥劑供應商提供的5 種不同酸堿度的藥劑進行測試，見表5。
根據以上5 種脫脂劑的剝離強度進行比較，最終得出結論酸性脫脂劑D 效果最佳。
表5 脫脂劑與水性底漆剝離強度結果對比 ppm
3.2.2 PP、ABS、UP-GF 表面性能測試
選取現生產UP-GF、ABS、PP 3 種復合材料素材對其進行表面性能測試（表6），判定是否需要表面活化處理。
表6 三種素材表面性能狀態測試
根據以上3 種材質的表面性能狀態數據進行比較，最終得出結論現場PP 素材配套水性低溫底漆需要表面活化處理。
3.2.3 工藝流程
除了對脫脂劑、表面活性測試外，在實驗室對擬定的工藝流程進行模擬確認，制作樣板進行脫水率及涂層性能測試，最終確定如下表7所示工藝流程。
表7 外飾件涂裝線工藝流程
3.3 先進裝備的應用
3.3.1 機器人噴涂系統
噴涂線共采用IRB5500噴涂機器人12臺（圖4），覆蓋水性底漆、水性色漆、2K 溶劑型清漆工位。IRB5500噴涂機器采用中空手腕結構，防爆，落地式安裝。機器人垂直臂上安裝控制扇形空氣和霧化空氣的ACU 單元。最大加速度可達24 m∕s。
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2
水性環氧底漆
產品成分：水性環保產品，以水為稀釋劑；
產品特性：不燃不爆，低VOC，漆膜硬度高，各項性能優異；
主要用途：主要應用于較高防腐要求的鑄件及鋼結構領域。
3
環氧煤瀝青底漆
產品成分：環氧樹脂、煤焦瀝青、防銹顏料、助劑、溶劑和固化劑；
產品特性：極佳的耐水性，防銹性能好，可作為厚膜底漆使用；
主要用途：用于埋地和水下的鋼管、鑄鐵管內外防腐的底漆。
聯系人及電話：
柴先生
13582727583
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5.納米二氧化硅在木器涂料中的應用
在水性木器涂料中, 納米硅膠體的加入可以提高涂膜的硬度, 改善涂膜的耐水性 !耐老化性, 同時還可以改善涂膜的抗粘連性，在封閉底漆中, 納米硅膠體粒徑小,能很容易地進人木材或纖維板的細小孔穴中，對這些孔穴進行填充封閉，在干燥成膜后就能與基材粘結在一起形成不溶于水的涂層，從而起到很好的封閉效果；在水性中涂底漆中適當地拼入一定的納米硅溶膠，既可以加快底漆中水分的釋放，改善干燥速度，又可以提高涂膜硬度，降低底漆成本；在水性PU類面漆中加入一定的納米硅溶膠對其耐水，抗粘連，硬度有明顯的改善。
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水性防腐涂料在我國船舶涂裝中的應用
二、水性防腐涂料在我國船舶涂裝中的應用
1.船舶涂料的發展趨勢
在資源短缺的影響下，國家環保法規中指出，必須推動船舶涂料向環保和節省資源的方向發展。雖然從現階段船舶涂料的發展趨勢來看，我國船舶制造依然以防腐涂料為主，而且在很長一段時間內會占據市場，但是在環保船舶涂料的發展下，傳統涂料將逐漸被新型涂料所取代。涂料體系向高固體分涂料和無溶劑涂料發展。
2、水性防腐涂料在我國的具體應用分析
二十世紀九十年代船舶涂料行業主要跨國公司如IP、JOTUN、SIGMA、KCC、HEMPLE、中遠關西等逐漸進入我國市場。因歐美等國家對環保領域十分重視，這些跨國公司船舶環保性涂料的發展也較為快速，多數均有水性船舶涂料。
在我國應用水性船舶涂料的歷史上，就曾采用過國外的水性醇酸面漆建造36000噸的貨輪。而我國僅有少數廠家以及中外合資企業使用水性防腐涂料。在我國海洋事業蓬勃發展的今天，也主要將水性船舶防腐涂料應用于生活艙、機艙等部位，對于防腐蝕要求較高的部位還未見應用。因船艙往往具有空間小、不易操作、通風不暢、施工過程中易發生中毒、火災等事故的特點，水性涂料的應用為造船行業帶來了方便，在環保以及安全保障方面都有所提高。目前，在我國，水性防腐涂料種類較少，主要有水性醇酸體系、水性丙烯酸體系、水性環氧體系以及無機富鋅體系四種，雖然四種涂料對我國環保工程有促進作用，但市場上質量參差不齊，為此我國涂料專業人士也對此進行了探究，但得出的測試標準十分嚴格，極少數廠家通過了測試要求，如甲醛濃度不能高于1.0×10-5。我國目前水性防腐涂料發展狀態相比于之前已有了很大改善，關于水面艦艇內艙涂裝可以應用水性丙烯酸防銹底漆，關于各種艦艇內艙包括核潛艇在內可以應用水性環氧內艙涂料以及水性丙烯酸改性純酸內艙涂料。
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