高档电镀层罩光漆研究报告提要版.docx

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1、高档电镀层罩光漆研究报告高档电镀层罩光漆研究报告（本文有删节）内容提要：（略）第一章概述为了长期保持五金件电镀后的闪亮效果，必须涂覆一层透明保护漆膜，黄铜紫铜等工件抛光后再罩涂清漆则是为了保护工件免受氧化之困扰，同时更能提供极佳的装饰效果如光泽度、丰满度、手感舒适性，其涂层要求主要为高硬度、高光泽、耐划伤、耐腐蚀，同时又能保持底材预加工时的纹理。由于溶剂型电镀罩光漆施工简单，加工的成品色泽亮丽，手感舒适，一直是高档时尚用品饰件的首选涂料。近年来随着家居装饰的兴起，古朴高雅的家居罩光漆饰件也越来越受到追捧，高档电镀罩光漆的市场需求也越来越大。本课题就是针对上述电镀饰件市场开发的一类产品，其主要技

2、术要求如下:主要技术指标序号检测项目BE-16（高温）BE-19（中温）BE-18（低温）1外观平整光酒丰满平整光滑丰满平整、光滑2附着力1级1级1级3铅笔硬度24H23H23H4冲击强度230kg.cm240kg.cm230kg.cm5柔韧性2mmlmm2mm小漆刷涂料论坛(6耐水性(25C)212Oh212Oh212Oh7耐中性盐雾272h120h272h计划进度安排：04.704.8策划阶段：收集资料，编写可行性报告;筹备资源。04.904.11实验室试制阶段：原材料的筛选，实验配方的制定,实验数据的分析。04.1205.1小批量试制阶段：拟定试制工艺流程。05.205.8应用试验阶段：

3、客户现场调试，优化配方并提交总结报告.05.905.11最终评审阶段：完成设计评审，编写相关文件归档。第二章国内外同类产品的概况电镀工艺自问世以来，电镀饰件在生活中就一直扮演着重要的角色。改革开放后,l着外商的进入以及贸秸领域的扩展,电镀饰件的应用变得更加广泛.产品的销售也遍及全球。从箱包拉链锁头到古铜门锁，再到豪华宫廷灯饰，无处不展现其诱人的魅力，而在此电镀饰件的表面，都喷涂着一层透明罩光漆。因为电镀罩光漆要求严格，所用的原材料选用标准比较高，因此相当一段时间国内生产较少，而且质量不是很满意。用户一般都是直接购买香港、台湾方面的成品罩光漆，以至价格昂贵。近年来随着国外知名树脂供应商的入驻中国

4、，以往难以购买的原材料变得越来越容易，同时随着国内涂料技术的不断发展，国内产品也日益增多，单一的技术优势已不存在，剩下的就是产品的综合性价比方面的竞争。将本公司产品与市场同类产品做一对比，结果如下:项目我司产品台湾某产品中山某产品江门某产品黄铜片耐盐雾性196小时后,起泡、生锈小“X”划痕两侧2廊120小时后,起泡、生锈小于“X”划痕两侧2mm96小时后,起泡、小于X”划痕两侧2mm96小时后,起泡、生锈小于“X”划痕两侧3mm光泽2120%2120%2110%2110%品种高中低温齐全高中温两类温两类高中温两类工艺适应性可手喷静电喷涂可手喷静电喷涂可手喷静电喷涂可手喷不可静电喷涂通过比较，新

5、产品突出的优点体现在：光泽高、丰满度好；耐盐雾性能优越；产品齐全，别的公司电镀罩光漆产品一般只有高温固化和中温固化两类产品，我们突破性的开发出能自行干燥的电镀罩光漆，实际中客户使用后获得一致好评，甚至被大量推广应用到敷铜线路板PCB的“三防”防护上。在此处键入第三章研究内容第一节基本原理、主要成膜物质（树脂）之间的反应机理本系列产品主要由丙烯酸树脂、改性饱和聚酯树脂、三聚鼠胺甲醛树脂、环氧树脂以及助剂组成。其中最主要的反应就是主要成膜物质（树脂）之间的反应，其反应机理为：丙烯酸树脂、聚酯树脂与环氧树脂侧链上均具有羟基可以与氨基树脂上的活泼氢、羟甲基、丁氧基发生如下反应：-NHCH20H+H0-

6、R-NRCH20H+H20t-NHCH20H+H0R-NHCH20R+H20t-NHCH20C4H9+HOR-NHCH20-R+C4H90Ht丙烯酸树脂和聚酯树脂上的竣基主要起催化反应作用。二、主要原材料的选用思路丙烯酸树脂硬度高，反应活性强、耐盐雾好、耐水性强，聚酯树脂则柔韧性佳、附着力好，但它耐水性差，考虑到涂料固化速度快的特点，最终选择以丙烯酸树脂为主体树脂，同时拼用少量的改性饱和聚酯树脂，一来解决了树脂之间相容性的问题，二来大大提高涂料对底材的附着力以及高硬度与柔韧性之间的平衡。环氧树脂的添加也相应提高了体系的附着力以及耐盐雾性能。1）丙烯酸树脂的选择丙烯酸树脂侧链上的活性官能团（羟基

7、）与氨基交联剂交联反应形成网状结构的聚合物。在树脂中引入一些竣酸可以获得更好的交联密度以及缩短烘烤时间，搭配高反应性的氨基还能降低烘烤温度，而这正是我们研制涂料所期望的结果。过低的酸值和羟值都不能获得满意的交联度，酸值太高时固化效果也会下降，因此考虑选择酸值为50-60mgK0Hg的丙烯酸树脂为主体树脂。2）氨基树脂的选择氨基树脂的官能团中最活泼又最容易交联反应的基团为羟甲基，完全酸化的氨基品种中烷基链较长时活性就要比链短的低，丁氧基所需的反应温度要比甲氧基的高30。C左右。但是如果氨基树脂是部分烷基化而且具有一定比例羟甲基时，反应速度就会明显高于任何完全酸化的品种。因此本课题在选择氨基树脂时

8、优先考虑部分酸化（或称混合酸化）的氨基树脂。丁醛化氨基树脂固化速度相对较慢，但能提供优良的附着力、抗水性、耐化学性以及耐热性，即使过度烘烤都能够保持良好的保光保色性。实际配方中以两类氨基树脂搭配使用获得了理想的反应速度与性能保证。3）环氧树脂的选择环氧树脂中的环氧基团具有高度活泼性，能与氨基树脂交联反应形成三维网状结构的高聚物。树脂中含有许多羟基及醛键，能与底材很好的吸附。由于树脂中不含脂键，因此耐碱性尤其突出。但是环氧树脂与丙烯酸树脂的混溶性有一定的限度，分子量越大混溶性越差，而且环氧树脂的溶解性也随着分子量的增加而降低，因此选择环氧树脂的关键就是树脂的分子量。三IPN互穿网络原理所谓IPN

9、(interpenetratingpolymernetworks),原先是指两种或两种以上互不反应的高聚物在制备时，高聚物分子相互贯穿而形成网络体系。参与互穿的聚合物之间并未发生化学反应，而是相互交叉渗透，机械缠结，起到“强迫互溶”和“协同作用”。IPN涂料主要就是互相取长补短，产生协同效应，把各自的优势结合在一起而发挥或加强特殊的性能的应用。在IPN制造方法上，是在制备第一种高聚物后，加入第二种聚合物单体，然后进行反应，第二种聚合物就能在第一种聚合物分子链间贯穿形成网络，制得IPN聚合物。这种经典方法现在又逐步发展成为第二聚合物或单体与第一聚合物发生部分反应，使两种聚合物既缠结又结合，形成一

10、个聚合交联物，其性能的改善则比经典的IPN更优。本课题的研究中就充分借鉴IPN互穿网络的概念，配方中使用了高酸值丙烯酸树脂与一定量的改性饱和聚酯做为主体树脂，以及正丁醇酸化氨基和部分混合酸化氨基树脂搭配使用作为交联剂，聚合物之间互相取长补短，产生协同效应，显著提高体系的交联密度和性能的均衡性。环氧树脂的加入，更能与多种活性官能团反应，使聚合物既相互缠结又相互反应，形成高密度的三维网状结构，以提供极佳的硬度、柔韧性、耐水性、耐盐雾性能。四储存安定性一一酸碱中和原理氨基树脂是一种多官能团的聚合物，在固化过程中起交联剂作用，它与基体树脂进行共缩聚反应的同时，本身也进行自缩聚反应。基体树脂的酸值可以有

11、效地催化固化反应的进行，缩短烘烤时间以及降低烘烤温度，反过来也会对涂料的储存带来负面影响：加速涂料内部反应，促使粘度增稠直至胶结硬化。在配方中适量使用如三已胺、DMAE等弱碱性助剂，利用酸碱中和的原理，达到抑制涂料内部反应的进行，提高储存稳定性。第二节产品研究技术路线的分析性能1.根据电镀罩光漆产品的机械性能要求选择主体树脂类型。2 .在上述基础上尽可能选择耐盐雾性能优秀的树脂体系。3 .从固化速度与性能均衡的角度选择合适的氨基交联剂。4 .选择适当分子量的环氧树脂促进附着与提高耐盐雾性能。5 .为提高耐盐雾性能选择合适的增强助剂。二、1 .根据漆膜外观和综合性能选择合适的丙烯酸树脂、改性饱和

12、聚酯树脂和氨基树脂。2 .选择适宜的强溶剂以达到较高的固含，借此获得满意的丰满度。3 .选择必要的流平、抗划伤助剂增强耐刮性和手感。三固化速度1.主体树脂必须反应活性高，交联密度大。2 .交联剂同样须达到快速反应要求而且不降低产品性能。3 .低温固化体系还必须使用自干性树脂达到促进挥发干燥效果。第三节研制过程中的技术问题及解决措施高硬度与柔韧性之间的平衡课题组遇到的首要问题就是电镀罩光漆高硬度与柔韧性之间的平衡。电镀罩光漆涂层硬度要求较高，一般达到3H以上，部分客户要求达到4H,高硬度的同时就会引起涂膜发脆，柔韧性变差，耐冲击性能下降。混合酸化的氨基能够快速反应，提供理想的硬度，而正丁醇酸化的

13、氨基则能提供良好的物性平衡。配方选择了两类不同性质的氨基树脂作为交联剂，主体树脂中同样拼用改性饱和聚酯作为内增塑，很好的解决了高硬度与柔韧性之间的矛盾。二低温电镀罩光漆产品的固化问题目前市场上普遍只存在高温、中温两种电镀罩光漆产品，随着不同的工件和施工要求，部分客户提出低温60。C甚至自干固化的要求。因为要在60。C固化，那么油漆的储存就是一个最大的难题。双组分聚氨酯涂料能够达到此低温固化要求，但是由于温度太低，反应较慢，硬度始终无法达到要求，而且大多数客户不会接受双组份施工的工艺。后面经过多次实验，大胆采用了添加自干性树脂的方窠,因为自干性树脂不会参与交联,而且储存过程中会锲入到主体树脂分子

14、链中，因此能够减缓组份之间储存过程中的反应,但是施工时加入稀释剂后，自干性树脂的活性基团就会发挥作用，促进体系的溶剂挥发，同时利用助剂来降低体系的反应温度，达到低温固化的目的产品。三、静电喷涂施工方式的调整静电喷涂借助静电发生器使工件与静电枪之间产生静电场从而使漆雾被吸附到工件上，达到涂覆的目的。静电喷涂与手工喷涂比较的优势就是涂料利用率相对较高，自动化程度高，产量大，涂膜厚度均一，容易控制，因此很多工厂大批量生产时都使用静电喷涂。而静电喷涂的涂料阻抗必须在30-50MQ之间，太高和太低都会引起喷涂设备无法运行。传统的做法是将涂料的电阻调低。课题组经过实验与改进，引入特用助剂，只在稀释剂中调整

15、阻抗，就能满足静电喷涂的要求，大大提高了罩光漆的生产效率，同时也满足了不同客户不同的施工要求。四产品储存安定性的解决2004年9月最初设计配方时，就已经考虑到储存安定性的问题，在样品试制时进行了高温加速测试，60C24小时后粘度才上升1秒，60C7天后粘度上升才10秒，按照正常的加速储存测试实验，此产品完全能够储存6个月以上。到T2004年12月，对以前留存样品进行整理时，发现9月份的样品粘度已经上升很高，完全超出预计的储存粘度。课题组通过反复对比和验证，得出结论为：加速高温储存测试理论只适用于普通氨基烤漆，对于高酸值树脂体系的氨基烤漆此方法不适用。后面经过调整溶剂以及补加弱碱性助剂储存性问题得到解决。第四节主要实验数据（图表）树脂及交联度对涂膜性能的影响配方