鋼桶涂料涂裝技術百問(8)
上海徐工涂料技術有限公司 徐國興
——第八講——
七十一、烘烤型漆的干燥有何特點?
烘烤型漆的干燥特點，是漆中的反應性組分在常溫下互不發生反應，只有在較高溫度下才發生交聯反應而固化成膜，反應性組分可以是粘性的、分子量較低的聚合物，也可以是簡單化合物，通過交聯反應而轉化為交聯聚合物，一般是由漆的內部組分之間的化學反應而交聯成膜的。我們鋼桶行業常用的烘烤型漆有氨基烘漆、環氧內涂料等。
七十二、醇酸磁漆干燥過程中要注意些什么?
所謂醇酸磁漆，主要是指中油度醇酸樹脂磁漆。由于醇酸樹脂具有較多的反應基團和很多不飽和脂肪酸基，它有較好的干燥性能，其磁漆可常溫固化，也可烘干，提高溫度，脂肪酸的自動氧化加速，醇酸樹脂的分子在制成漆時已較大。經進一步聚合，即可固化，因而干燥很快，醇酸樹脂常溫干燥時，基本上是氧化作用，沒有進一步的縮合反應，當烘干時，除氧化作用外，還有進一步的縮合作用，故烘干后的漆膜性能，比常溫干燥的更堅固耐久，耐磨，耐汽油性也好。根據醇酸磁漆的這些干燥特點，其干燥應注意以下幾點，以獲理想漆膜：
(1)醇酸磁漆一般均可在常溫下干燥成膜，也可低溫烘烤成膜。如有條件，可采用后者。
(2)醇酸磁漆一般的烘烤溫度為60~80℃左右。當采用烘烤工藝時，應先將工件在常溫下放置15~30分鐘，使漆流平，然后再進入烘房。
(3)淺色漆烘烤溫度盡量低些，以免漆膜變黃，深色漆則可在80"~90℃干燥，時間約為2小時。
七十三、酚醛漆的干燥要注意些什么？
酚醛漆的干燥是通過溶劑的揮發和油脂中的不飽和雙鍵吸收空氣中的氧，通過氧化聚合反應逐步地使粘稠的膜變為堅硬平滑的漆膜。但這個過程非常緩慢，只有加入催干劑，把空氣中的氧氣及時迅速地傳遞到油的不飽和雙鍵上，才能加速吸氧過程，從而縮短漆膜干燥的時間。所以我們使用的酚醛漆中都加有鉛、鈷、錳、鈣、鋅的金屬皂作為催干劑，常用的有亞麻仁油酸皂、環烷酸皂等。加有催干劑的酚醛漆一般2~4小時表干，18~22小時實干。如果需要快干也可在140℃溫度下烘烤10分鐘，但由于不是烘烤型漆，所以在油漆配方中所采用的是不耐高溫的顏料，一般超過145℃就可能會變色了。
七十四、硝基漆的干燥特點有唧些，要注意些什么?
硝基漆屬于揮發性漆，其溶劑在漆中占很大的比例。它的干燥特點是靠溶劑的揮發而形成堅硬的漆膜，溶劑揮發快，漆膜干燥迅速，漆膜的干燥受溶劑揮發速度的影響，成膜物質的分子結構在干燥過程中無顯著的化學變化。硝基漆噴涂后，一般在10多分鐘內可表面干燥，1小時后便完全干燥，并可噴涂第二道；4~12小時后，可作打磨和拋光。
硝基漆干燥時，應注意干燥場所的溫度、濕度、通風等條件。溫度太低和濕度太大，空氣中的水汽易在涂面上結露，產生泛白等弊病。
硝基漆中常摻加熱塑性樹脂和熱固性樹脂，前者有各種不干性油改性醇酸樹脂、松香改性順丁烯二酸酐樹脂等，后者有干性油改性醇酸樹脂、氨基樹脂、含有活性官能團的丙烯酸樹脂等。
摻加熱塑性樹指后的硝基漆，常溫下干燥便可獲得理想的結果。但有些樹脂的加入量過多時，影響干燥性能，有的硝基漆遇熱會發粘。
摻加熱固性樹脂后，硝基漆漆膜的干燥過程不僅決定于溶劑的揮發，也決定于所添加樹脂的交聯固化。如果干燥條件不良，樹脂的固化就不完全，將影響固化后的重涂性，易出現咬底或兩層之間結合力不佳的現象。為克服這些弊病，可采用濕碰濕涂裝工藝，或在表干后以低溫(80℃以下)烘干。
七十五、丙烯酸漆的干燥性能有何特點?
丙烯酸漆的干燥性能根據其樹脂熱塑性和熱固性的不同，而有很大的差別。
(1)熱塑性丙烯酸漆。
它的主要成膜物質是一類線型結構的高分子，其分子結構上不含活性官能團，加熱時不會本身或與其他外加的樹脂交聯成體型結構。它的干燥性能相當于一般的揮發性漆，即揮發自干。熱塑性丙烯酸漆干燥很快，常溫下1小時即可實干，但若經100~120℃烘干，其性能可進一步提高。
(2)熱固性丙烯酸漆
這類漆的樹脂帶有活性官能團，加熱時，會自身或與外加樹脂進行交聯反應，變成體型結構高分子而成膜。它屬于烘漆。若選用適當的交聯劑，可降低烘烤溫度，如用甲苯二異氰酸酯預聚物作交聯劑，漆膜可常溫干燥。
這類漆的樹脂可分兩類：
①熱固化丙烯酸樹脂。這類樹脂分子的側鏈上有活性官能團。當加熱到一定溫度(有時需加入少量催化劑)時，其側鏈活性官能團之間即發生交聯反應，形成網狀結構的涂膜。不同的側鏈活性基團，有其不同的干燥性能，要求不同的加熱溫度。
②交聯劑固化丙烯酸樹脂，這類樹脂，本身不具有自反應的能力，必須加入交聯劑，才能使之固化成膜。交聯劑可采用氨基樹脂、丙烯酸酯、環氧樹脂等，它們使漆的干燥工藝發生變化。如丙烯酸側鏈的羥基與環氧基氨基樹脂的交聯反應，其成膜機理與氨基醇酸樹脂基本相同，烘烤工藝也與之相仿，為120~125℃下1小時，或140~145~3下20~30分鐘。又如，側鏈的羥基與多異氰酸酯加成物的交聯反應，其成膜機理同含羥基聚酯—多異氰酸酯加成物的反應機理，其特點是可常溫固化。再如，側鏈羧酸與環氧樹脂進行交聯，要求烘烤溫度高達170~175℃或更高。
七十六、聚氨酯漆的干燥性能有何特點?
聚氨酯漆，按其成膜物質的化學組成及固化機理不同，大概可分為五類，各類的干燥性能也有區別。
(1)聚氨酯改性油涂料 這類涂料的主要成膜物質， 是由二異氰酸酯與干性油的單甘酯及雙甘酯經反應制得的聚合物，主鏈上不含異氰酸基。因而，這類涂料的干燥與醇酸樹脂相同，是通過雙鍵氧化成膜的，它的主要特點是干燥快，干燥速度超過醇酸樹脂。
(2)濕固化型聚氨酯涂料
這類涂料的主要成膜物質一異氰酸酯分子上的活性異氰酸基。反應活性很大，可以與空氣中的水分作用，交聯成膜，是優良的自干性涂料。它的干燥速度受濕度和溫度影響，溫度太低，干得慢，寒冬施工，須酌 加催干劑。
(3)封閉型聚氨酯涂料
是利用氨酯鍵的熱裂解反應，先將二異氰酸酯或其加成物的異氰酸基，用含活性氫原子 的化合物(如苯酚)封閉起來，然后與含羥基樹脂配成單組分涂 料。該涂料在室溫下不起反應，當加熱到足夠高的溫度時，成膜物質的氨酯鍵即發生裂解，生成異氰酸酯，隨后與含羥基樹脂反應，形成聚氨酯的高分子漆膜。這類涂料必須烘烤才能固化。例如，用苯酚封閉的多異氰酸酯，需加熱到150℃以上，才能裂解脫酚，再反應成膜。
(4)羥基固化型聚氨酯涂料
這類涂料，一般為雙組分；即帶有異氰酸基的加成物與含有羥基的樹脂(如聚酯、聚醚等)。將這兩組分混合后，異氰酸基與羥基發生反應，漆膜固化。該類涂料的干燥性能隨含羥基樹脂的種類而異，如聚酯型品種涂層的干性比聚醚型的快；它們可自干或烘干，有時需酌加催千劑。
(5)催化固化型聚氨酯涂料
這類涂料一般為雙組分， 即一組分為含異氰酸基的二異氰酸酯與蓖麻油或蓖麻雙酯的
預聚物，另一組分為催干劑。該涂料的干燥性能是本身干燥較。
七十七、氨基烘漆干燥過程中有哪些要求?
氨基烘漆，主要是指氨基醇酸烘漆。它是靠氨基樹脂的羥甲基與醇酸樹脂的羥基進行交聯，生成復雜的網狀高聚物而固化成膜。低溫下，這種交聯反應難以進行；升高溫度，并在少量酸性催化劑的存在下，交聯作用大大加快，并發生氨基樹脂的自聚反應。溫度過高，自聚反應加劇，導致漆膜變脆，催化劑用量過多，它殘留在樹脂中，會繼續促進聚合反應，使漆的貯存穩定性變差，進而產生凝膠。
氨基烘漆的干燥工藝，一般為先在常溫下放置15分鐘，而后入60℃的烘箱，半小時后升溫至100~120℃保溫1．5小時。如果升溫太急，溫度又高，漆膜的物化性能都將減退。具體要求：
(1)淺色漆烘烤溫度控制在100左右，時間約2小時，深色漆為120~130℃，時間約2小時。
(2)烘烤前，涂件應在室溫下放置一段時間(15分鐘左右)，讓漆充分流平，溶劑基本揮發。
(3)漆中摻加少量烷基過磷酸鹽或氯代順丁烯二酸酐等酸性物質，可縮短烘烤時間。
(4)在較高室溫下噴漆時，若加些高沸點的溶劑(如雙戊烯)或煤焦溶劑，可防止外干里不干的現象。
但同樣是氨基烘漆的X-516型鋼桶外涂料，噴涂后即可在180℃下烘烤，十分種就行了。
七十八、X-622鋼桶內涂料的干燥要注意些什么？
X-622鋼桶內用涂料的干燥是通過環氧樹脂結構中的活潑環氧基與經丁醇醚化的酚醛樹脂在高溫下交聯，形成牢固的三維網狀結構膜實現的，涂料中的環氧樹脂和酚醛樹脂組分在常溫下互不發生反應，只有在較高溫度下才發生交聯反應而固化成膜，交聯固化反應時除了放出三份的水外，過程中無其它副產物釋放，所以收縮性小，交聯固化后具有很好的牢固的致密的網狀結構膜，由此進一步增強了涂層的附著力、機械性能、耐腐性能和耐化學性能。
不過，在烘烤時應注意先低溫后高溫的原則，讓其在涂層內部的溶劑及稀釋劑均勻揮發，然后再經高溫交聯固化形成網狀結構。不然在突遇高溫后，涂層表面馬上交聯成膜，而涂層內部的溶劑和稀釋劑來不及一下子跑掉，再揮發時只能使涂層鼓泡了。
一般來說，如果不是流水線操作，鋼桶在噴好X-622涂料后放置一至二小時可直接在高溫182℃下烘烤40分鐘就能完成交聯反應，對于不能形成40分鐘時間的烘道，也可參考在223℃~245℃10~15分鐘左右的條件下固化。
如果是流水線操作，需要噴涂后馬上進入烘道，則可將烘道的前段溫度設定在70℃左右，時間為二至三分鐘，后段的時間和溫度可與非流水線操作的烘烤條件相同。
七十九、891鋼桶免烘烤內涂料的干燥要注意些什么？
891鋼桶涂料是國內鋼桶專用涂料方面絕無僅有的專利產品，專利號是ZL 01 2 45930.5。891鋼桶免烘烤內涂料是雙組分的，這兩個組分在常溫下就容易進行交聯反應，所以作為產品是將兩個組分分開包裝的。891鋼桶免烘烤內涂料有兩種型號：即防銹型與防腐型。防銹型漆是透明的，也具有相當的防腐性能，在鋼桶內涂后，其突出優點是猶如在鋼桶內壁覆蓋了一層晶瑩透亮的有機玻璃，就是在潮濕和腐蝕環境下放置數年也不會生銹。而且鋼桶的內涂成本與酚醛清漆差不多。防腐型漆有透明的，也有PVF綠色和環氧米黃色，其防腐性能與環氧內涂料相仿。吳江遠洋制桶廠用891綠色涂料代替PVF涂料用于內涂的200升大口鋼桶已經出口美國，每個鋼桶節約成本達十余元人民幣。
X-891涂料鋼桶專用內涂料使用時需將兩個組分按1：1的比例混合并充分攪勻，放置10分鐘后才可使用。這種涂料涂于鋼桶內表面后在充分接觸氧氣的情況下，在常溫（25℃）時10分鐘即表干，半小時即指干，溫度越高固化越快，但當溫度低于10℃時固化時間就大大延長了。所以很多桶廠在鋼桶內涂891涂料后用180℃烘烤10分鐘的條件使其固化，據說效果很好。沒有烘烤設備的單位若內涂X-891涂料，最好根據氣溫情況隔幾天后再封底蓋，以便讓其在充分接觸氧的情況下完全固化。
八十、891鋼桶免烘烤外涂料的干燥要注意些什么？
891鋼桶免烘烤外涂料主要用于電鍍鋅鋼桶外表的的整體涂裝和普通鋼桶外涂烤漆的光亮防腐保護層。由于電鍍鋅鋼桶的鋅層是鋅離子在電流作用下一粒一粒吸附上去的，鋅層結構不如熱鍍鋅的原鋅（白鐵）鋼桶那樣緊密，也沒有原鋅鋼桶那樣表面具有較為致密的氧化膜和油膜，所以外觀以及防氧化、防腐性能較差，時間一長，外表就容易發毛、粉化和銹蝕。但在電鍍鋅鋼桶的外表涂上很薄的一層透明891涂料后，不但電鍍鋅鋼桶的整體防氧化、防腐性能得到大大增強，而且它的外觀也顯得晶亮華麗，涂后干得又很快。由于只需涂很薄的一層，所以單耗很低，有幾個桶廠用一公斤891涂料居然可以涂到二十多個200升電鍍鋅鋼桶。
普通鋼桶用戶在灌裝具有腐蝕性質的化工產品時，免不了會濺落在鋼桶表面，從而經常發生鋼桶外表面的油漆被腐蝕掉的現象。但鋼桶的外涂油漆罩上X-891透明涂料后，不但用戶灌裝腐蝕性液體時濺落其上絲毫不會損壞涂層，而且鋼桶外漆光亮美觀無比。目前，不僅國內鋼桶用戶紛紛要求加涂此涂料，德國漢高公司表面活性劑的包裝鋼桶外表也已涂上X-891鋼桶防腐外涂料。
891鋼桶免烘烤外涂料與七十九問891鋼桶免烘烤內涂料的干燥條件一樣，同時需要補充的是無論是891的內涂料還是外涂料，它們的干燥特點是快干、單位重量涂料的噴涂面積大。在常溫下，它的漆膜十分鐘即表干，一至二小時即實干。但由于其干得太快，容易形成“吸熱降溫”現象，即在濕度較大的環境里施工容易發生漆膜表面吸潮泛白，所以891鋼桶免烘烤內外涂料最好在濕度80%以下的環境中施工，若大于此濕度則應使用該涂料的專用防泛白稀釋劑，或涂裝后馬上進烘箱低溫烤一下。
