德谦229流变助剂的用途作用(影响橘纹漆效果的因素分析)

7.3 影响橘纹漆效果的因素分析

周荣华，刘忠，刘春江

（深圳市天健（集团）股份有限公司，广东深圳 518122）

摘要：阐述了双组分聚氨酯橘纹漆的配制及其施工工艺，研究了其生产工艺流程，列举了该涂

料的物理机械性能和耐化学的性能指标，着重讨论了助剂、色浆、溶剂、施工条件对产品性能的影

响。结果表明，色浆用量在 50.0%，橘纹剂选择 SP-902 且用量 0.5%，橘纹漆与固化剂比例为 4∶1

时，橘纹效果良好。

关键词：橘纹漆；双组分聚氨酯；色浆；固化剂；橘纹剂

中图分类号：TQ630 文献标识码：B 文章编号：1006-2556(2008)02-0042-05

Analysis on the factors influencing the effect oforange-peel finish

Zhou Ronghua,Liu Zhong,Liu Chunjiang

(Shenzhen Tonge Group,Shenzhen 518122,Guangdong Province)

Abstract: About the preparation and application of the orange peel finish, this paper,

we have studied the manufacture technology and narrated the physical, mechanical and

chemical properties of the coatings, focusing on the influence of additives, colorant,

solvent and application conditions on the properties. it is concluded that 50.5% dosage

of colorant, SP-902 as orange-peel agent and 0.5% dosage and orange and curing agent ratio

4∶1 can give good orange-peel effect.

Keywords:orange-peel coatings, two-component PU, colorant, curing agent, orange-peel

agent

0 前言

橘纹漆是美术漆的一种，具有独特的橘纹效果，花纹美观，具有高装饰性。且漆膜坚韧，光泽

好，不粉化。并具有优异的耐候性，良好的耐化学性和耐水性，良好的耐冲击性和耐磨性，对掩盖

粗糙的表面有一定的帮助。其广泛应用于机床、印染机械、纺织机械、塑机、保险柜、仪器仪表、

医疗机械、电机、电动工具、防盗门等领域或重要工程的钢结构或铝表面作高性能面漆。本文就橘

纹漆的制备及影响橘纹漆效果的因素进行了分析和探讨。

1 试验部分

1．1 色浆制备

橘纹漆根据客户的需要而做成各种颜色，而橘纹漆的色浆在整个体系中的比例是不能随意变动

的。由于实验色浆在整个体系中的比例占整个配方的 40～55％，因此要求色粉具有足够的遮盖力、

展色力，所以在生产的时候大量选用遮盖力好的无机颜料。表 1 是几种常用色浆的配方。

表 1 几种常用色浆的参考配方

原材料品种 ω/％

A 白色浆 B黑色浆 C 黄色浆 D 蓝色浆 E紫色浆 产地

BG-2 热固性丙烯酸 35.0 ─ 40.0 ─ ─ 中山朗玛

AB1 烤漆丙烯酸 ─ 57.0 ─ 60.0 55.0 粤宝

R930 钛白 60.0 ─ ─ ─ ─ 上海金良

6＃色素碳黑 ─ 7.0 ─ ─ ─ 丹东雄鹰

G313 氧化铁黄 ─ ─ 50.0 ─ ─ 湖南三环

酞菁兰 ─ ─ ─ 15.0 ─ 北京刘李店

HR-256 永固紫 ─ ─ ─ ─ 20.0 杭州百合

T-3250 分散剂 1.5 ─ ─ ─ ─ 汉高海川

D-05 分散剂 0.5 ─ ─ ─ ─ 汉高海川

BYK-163 分散剂 ─ 2.5 ─ 2.8 ─ BYK 公司

98C 分散剂 ─ 1.0 ―― 0.7 0.5 TORY

602 分散剂 ─ ─ 1.6 ─ ─ 中山金团

重芳烃 3.0 ─ ─ ─ ─ 江海天

二甲苯 ─ 12.5 ─ 16.5 ─ 江海天

防白水 ─ 20.0 8.4 5.0 20.0 江海天

由于色浆种类不一致，所以要考虑用与之对应的分散剂调配，才能把浆的细度磨下来。将表 1

中的各原材料按比例投入缸中，充分搅拌均匀，上砂磨机研磨，细度要求≤15μm，备用。细度要求

一定要严格控制，才能得到较好效果的橘纹漆。

1．2 助剂的调配

由于助剂在整个产品配方中的使用量是非常少的，为了更准确的控制使用量，一般要先将助剂

用溶剂稀释成一定比例的浓度，见表 2。

表 2 助剂的调配

原材料品种

ω/％

产地助剂 1

＃助剂 2

＃

二甲苯 99.0 80.0 江海天

固化催化剂 DBTDL 1.0 ─ 帕斯托

消泡剂 ─ 20.0 德谦

1．3 光油的制备

光油是由树脂、助剂、溶剂配制而成，只需要充分搅拌均匀即可达到所需要的细度。参考配方

见表 3。

表 3 光油制备参考配方

原材料品种 ω/％ 产地

BS-965 热固性丙烯酸 65.0 江苏三木

3380 合成脂肪酸 21.0 江苏三木

助剂 1＃

1.2 自制

助剂 2＃

0.5 自制

二甲苯 5.5 江海天

重芳烃 3.8 江海天

乙二醇乙醚醋酸酯 3.0 江海天

1．4 固化剂的配制

橘纹漆是由含羟基树脂与异氰酸酯固化剂交联反应，形成丙烯酸聚氨酯才能成膜，为了添加方

便，固化剂也需要用溶剂配成一定的比例，见表 4。

表 4 固化剂的配制

原材料品种 ω/％ 产地

固化剂 N3390 80.0 BAYER

醋酸丁酯 20.0 江海天

1．5 稀释剂的配制（见表 5）

稀释剂不仅用作成膜聚合物的介质，溶解聚合物，调整粘度及流变性以适应涂装，而且对成膜

质量，如涂膜性能和外观，都有重要的影响，稀释剂的选择主要取决于溶剂的溶解能力、沸点、挥

发性、粘度、表面张力、闪点、毒性和价格等。橘纹漆需要选用适配的稀释剂才能形成良好的橘纹

效果。

表 5 稀释剂配制参考配方

原材料品种 ω/％ 产地

甲苯 30.0～55.0 江海天

醋酸乙酯 20.0～30.0 江海天

醋酸丁酯 20.0～30.0 江海天

防白水 5.0～10.0 江海天

1．6 橘纹漆的配制（见表 6）

表 6 橘纹漆配制参考配方

半成品品种

ω/％

橘纹蓝 橘纹灰

光油 57.8 52.5

A 白色浆 28.0 45.5

B 黑色浆 3.0 1.0

C 黄色浆 ─ 0.7

D 蓝色浆 8.7 ─

E 紫色浆 2.0 ─

橘纹剂 0.5 0.5

将表 6 中各个半成品投入制漆缸中，充分搅拌，最好用蝶形搅拌机，使其充分混合；调整粘度，

检验，过滤，包装。

1．7 试板制备

（1）马口铁板，2.0mm 厚，用 600 目的砂纸打磨好。

（2）按 m（橘纹漆）:m 固化剂＝4:1 的比例，用稀释剂稀释成喷涂粘度 30～40s，用常规空气喷

涂喷板，80℃/30min 烘干，取出检验。

1．8 橘纹漆的主要技术指标及检测结果（见表 7）

表 7 橘纹漆的主要技术指标及检测结果

检测项目 技术指标

检验结果

检验方法

橘纹兰 橘纹灰

粘度(涂 4#杯,25℃)/s ≥60 75 72 GB/T 1723-93

固含量/% ≥45 48.8 50.2 GB/T 1725

附着力(划格法)/级 ≤1 0 0 GB/T 9286-88

硬度(铅笔硬度) ≥H H H GB/T 6739-96

柔韧性/mm 1 1 1 GB/T 1731-93

冲击强度/(kg·cm) ≥40 50 50 GB/T 1732-93

耐水性(25℃,24h)不起泡、不起皱、不脱落，

允许轻微变色、失光

不起泡、不起皱、不

脱落

不起泡、不起皱、不

脱落GB/T 1733-93

耐汽油性（90#汽油，24h） 不起泡，允许轻微变色 不起泡 不起泡 GB/T 1734-93

人工加速老化（QUV250h）无锈蚀、起泡、脱落，光泽

保持率≥80％

无锈蚀、起泡、脱落，

光泽保持率 98％

无锈蚀、起泡、脱落，

光泽保持率 97％QUV 老化仪

耐酸性（0.1N H2SO4液中 24h） 无斑点，允许轻微变色 无斑点 无斑点 GB/T 1763-79

耐碱性（0.1N NaOH 液中 24h） 无斑点，允许轻微变色 无斑点 无斑点 GB/T 1763-79

耐机油性（20#机油，30d）

不起泡、不起皱、不脱落，

允许轻微变色、失光

不起泡、不起皱、不

脱落

不起泡、不起皱、不

脱落HG/T 2243-91

耐切削液[（23±2℃，7d）]不起泡、不起皱、不脱落，

允许轻微变色、失光

不起泡、不起皱、不

脱落

不起泡、不起皱、不

脱落HG/T 2243-91

2 影响橘纹漆效果的因素分析

2.1 色浆的影响

橘纹漆是靠不同颜色的色浆相互搭配而调和成不同的色相，但同时橘纹漆中色浆总的含量应该

在一定的比例范围，不能太多，也不能太少。若色浆太多则相对树脂含量减少，影响橘纹漆成膜性

能；太少则遮盖力不足，也影响橘纹漆的美观。实验结果见表 8

表 8 色浆用量对橘纹效果的影响

ω(色浆)/％ 遮盖力 橘纹效果

10.0 很差、露底 很差

30.0 一般 一般

50.0 遮盖良好 效果很美观

70.0 遮盖很好 橘纹效果差

2．2 助剂的影响

2.2.1 橘纹剂的影响

橘纹剂产生的机理是：涂料在流平时，由于橘纹剂的表面张力小于正常的涂料涂膜的表面张力，

分散于涂膜各点的橘纹剂改变了涂膜的局部张力，表面小的地方产生一处处凹坑，最终涂膜表面呈

"凹"状分布而呈现橘纹效果。涂膜表面花纹凹凸不平，不仅外观立体感强，且机械性能优异，纹

路重现稳定。根据不同的纹路大小，来选择合适的橘纹剂种类和用量是整个配方的关键。

2.2.1.1 橘纹剂种类的影响（见表 9）

表 9 橘纹剂种类对橘纹效果的影响

橘纹剂 ω/％ 制板后橘纹效果 烘干后效果

1802 0.5 易形成 美观

SP-902 0.5 易形成 更美观、立体感强

ZY-1 0.5 难形成 有缩孔

由表 9 比较可见，在用量相同的情况下，SP-902 是效果最好的。

2.2.1.2 橘纹剂用量的影响

根据上述实验，选用 SP-902 橘纹效果更加美观，原材料易得并且价格便宜，对比不同用量下的

橘纹效果，见表 10。

表 10 橘纹剂用量对橘纹效果的影响

ω/％ 制板后橘纹效果 烘干后效果

0.2 花纹粗，且纹路大 橘纹效果不明显

0.5 易形成标准橘纹 美观、立体感强

1.0 细致且橘纹小 小橘纹

由表 10 可知，橘纹剂的用量在 0.5％时最合适。

2.2.2 固化催化剂的影响

固化催化剂主要应用于反应交联型涂料。双组分聚氨酯橘纹漆是基于多异氰酸酯与多羟基树脂

之间的反应，交联生成含有氨基甲酸酯键的高聚物的反应。

H O

|‖

R-N=C=O+R′OH→R-N-C-OR′

从式中可知，R 代表芳基或脂肪烃基。在工业上可以是加成物型、三聚体型或缩二脲型等。R′

OH 中的羟基也有伯羟基或仲羟基，其反应速度是不一样的。为了加快施工后的成膜固化的速度，一

般要添加催化剂。DBTDL 聚氨酯固化剂促进剂是有机锡化合物溶液，用于双组分聚氨酯橘纹漆中促

进异氰酸酯与活性氢的反应，效果明显。

2.2.3 消泡剂的影响

要达到理想的消泡效果，消泡剂应具有比其他物质具有较低的表面张力，不相容性或轻微不相

容性，高效率的扩散速度，易混掺，惰性等特征。实验中，通过对 5600、5500、5300、6500 几款消

泡剂加入光油中进行相容性试验、抑泡性试验和消泡试验进行比较。结果见图 1、图 2、图 3。

0

20406080

100120140160180

APHA

0.1 0.3 0.5ω/％

图1 相容性试验

左一5600

左二5500

右二5300

右一6500

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

起泡体积/ml

0.1 0.3 0.5

ω/％

图2 抑泡性试验

左一5600

左二5500

右二5300

右一6500

0

5

10

15

20

25

30

消泡时间/s

0.1 0.3 0.5

ω/％

图3 消泡试验

左一5600

左二5500

右二5300

右一6500

从图 1 可以看出，5500 和 5300 在添加量为 0.1％～0.3％时，其与光油的相容效果一致，优于

其他品种；在添加量为 0.5％时，5300 效果最好，6500 效果最差。

从图 2 可以看出 5500 和 6500 其抑泡性最佳，5600 最差。

从图 3 得出，在添加量为 0.1％时，5500 与 6500 消泡时间最短，其次是 5300；在添加量 0.3％～

0.5％时，5300 消泡时间明显减短，而 5500 和 6500 依然保持较短的消泡时间。

综合考虑以上因素，配方中选择 5500 作为最佳消泡剂使用。

2.2.4 分散剂的影响

大多数涂料用分散剂多为低相对分子质量（1000～50000）、含有羧酸基团的聚合物的铵或碱金

属盐。一般分子量大的分散剂可在颜料表面形成较厚的吸附层。分散剂使用得当，不但能防止颜料

的沉淀，使涂料具有良好的储存稳定性，而且能改善流平，防止涂料浮色发花，提高遮盖力，着色

力，降低色浆的粘度，提高研磨效率，增加研磨色浆中颜料的含量。

2．3 稀释剂的挥发速率对橘纹效果的影响

混合溶剂（稀释剂）的挥发速率等于各溶剂组分的挥发速率之总和。大多数混合溶剂由于其分

子结构的不同，不能看作理想溶剂，因而溶剂在其混合物中的挥发速率不能等于其纯组分的挥发速

率。

根据试验的结果，以醋酸丁酯的挥发速率为 1，冬季挥发速率控制在 1.7～2.0 合适，小于 1.7

挥发速率太慢，施工的时候要用枪吹才能表干，并且漆膜表面流平好，橘纹效果不易形成；大于 2.0

就挥发太快，橘纹不好控制，效果差。夏季挥发速率控制在 1.0～1.7 比较好。

2．4 施工条件的影响

橘纹漆的施工条件比较苛刻，影响因素比较多，若施工环境或施工方法不当都会造成橘纹不能

形成，或者形成后的橘纹效果不美观。

2.4.1 施工环境的影响

在橘纹漆施工过程中，要严禁与水、油、酸、碱等物质接触，涂装温度需在 0～40℃，施工环

境相对湿度不得大于 80％，不允许在雨、雾、雪等天气下施工，若采用喷涂法施工，压缩空气必须

经除油、除水处理。

2.4.2 施工方法的影响

橘纹漆与固化剂的比例为 4:1 为宜，也可以根据用户需要适当作调整。固化剂少硬度差，反之

则硬而脆。涂料一经配合，必须在 6 小时内用完，以免粘度升高或胶凝报废。

需进行两次喷涂才能显现出橘纹效果。第一道喷涂时用普通喷枪，用配套稀释剂调粘度至涂 4#

杯 20s 左右，与常规喷涂相同。喷完第一道后放置 10 min 左右，调整喷涂粘度为 30～40s，根据需

要花纹大小选用不同口径的喷枪和调整气压，喷距为 50cm 以上。

3 结论

通过实验，调整配方以及生产施工工艺，所研制的橘纹漆综合性能好，具有独特的橘纹效果、

花纹美观、高装饰、有优异的耐候性、漆膜坚韧、光泽好；不粉化、良好的耐化学性和耐水性；良

好的耐冲击性、耐磨性。该涂料广泛应用于各种金属机械表面。

收稿日期 2007-12-07

此文发表于《中国涂料》2008 年第 23 卷第 2 期

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