水性可剥离保护涂料的应用和发展

一、应用背景

水性可剥离保护涂料是一种特殊的胶粘剂的涂料, 漆膜在工件表面干燥固化后能形成一层封闭的保护膜。漆膜弹性好、丰度好、耐磨、施工简单方便、不会污染底材, 一般为浅色或无色透明膜。产品出厂后在运输、储存或再加工及组装时, 漆膜可以防止机械碰撞、划伤、磨损、污染、腐蚀等, 对产品表面起到良好的保护作用。完成保护任务后, 漆膜可用手轻撕剥离, 或通过溶剂浸泡后用气枪或水枪去除, 而不影响材料本身, 原工件依然光彩夺目。

二、成膜方式及施工工艺

油性漆成膜方式分为物理成膜和化学成膜两种 (图2) 。适用于塑料、金属、陶瓷等基材。漆膜可在常温下干燥, 加热干燥或通过UV光照固化, 电磁波干燥固化而成膜。

油性漆膜与不同材质的粘附力和剥离程度存在差异。表1为热固型涂料膜与不同素材的粘附结果比较。

漆膜可剥漆的硬度、厚度、水溶性、附着力均可调节。油性漆膜的施工方式优喷涂、刷涂、浸涂、淋涂、辊涂等。既可一次成膜, 亦可分多次复涂, 其中, 喷涂效果最好, 涂膜最均匀。依产品结构及产能不同, 线体可采用手喷线、Spindle线、平喷线等。

水性漆操作简单没有特殊要求, 经过简单培训即可进行操作。水性与有机溶剂型可剥离漆物理性质比较如表2:

三、漆膜性能测试

1. 固含量测试:根据国家标准 (GB2793-81测定) ;

2. 粘度测试:使用标准旋转粘度计室温25℃下测试;

3. 剥离力测试:分180度&90度;

4. 耐湿性测试:在室温下使用可剥离涂料浸涂到工件上, 置于温度40±1℃, 相对湿度95%的密闭体系中, 测其耐湿性能;

5. 耐老化性能测试:在室温下使用可剥离涂料浸涂到工件上, 随着时间的增长测试剥离力与目测剥离后产品表面光洁度。

四、应用实例

以Akzo Nobel两种水性漆为例说明漆膜保护方案。采用一涂Reso WB#500保护一般的划伤和CNC制程;采用两涂Reso WB#500+Reso UV#501保护表面 (适用工件结构复杂表面) , 如应用于阳极氧化、喷砂制程。

1. 工艺流程及方案对比

剥离方案也有两种: (1) 人工剥离; (2) 溶剂浸泡 (CSP#530A&B剂) , 气枪或水枪去除。工艺步骤 (如图4) 及参数如下:

第一步:采用空气喷涂方式喷涂料在素材上 (素材前处理过程略) 。

涂料保护膜的加工及剥离步骤

素材:阳极铝板;粘度:65KU±5;喷枪压力:3~4 Kgf;喷枪口径:Φ1.0~1.5mm;

膜厚:35~40μm;流平:25~35℃*2~3min;烘烤:70~80℃*10~20 min。

第二步:将素材浸泡在专用溶剂 (CSP#530 (A) ) 中, 该溶剂会将使涂料膨胀并降低附着力, 浸泡温度及时间:50℃*5min。

第三步:将素材浸泡在专用溶剂 (CSP#530 (B) 中, 溶剂A与溶剂B产生气泡使剥离膜脱离素材表面。浸泡温度及时间:50℃*5min。

第四步:气枪或水枪冲洗工件表面, 将膜剥离直接去除。采用两种膜保护的试验结果对比如表3。

2. 性能测试结果

(1) 素材表面杆划痕测试:3N力pass, 4N (含) 以上NG, 也就是该膜可以通过3N力的划痕测试。

(2) 铅笔硬度测试:4H ok, 6H有划痕, 及保护膜硬度达4H。

(3) 素材凹痕测试:在表面放置喷砂材料5kg, 压30s-10min, 结果OK。在涂料表面放置喷砂材料10kg, 压30s-10min, 结果NG。也就是可承受5kg压力。

(4) 耐摩擦测试:10kgf×29cycle OK, 30cycle表面轻微压痕。

测试方法是在涂料表面放置喷砂材料10kg重复20-30cycle (左右移动) 。结果基本通过。以上测试说明这种涂装膜对工件表面能起到良好的保护作用。

五、主要喷涂设备

1. 喷漆室

水性可剥离漆因有大量水而对容器、输送管路、喷漆室体等易受潮部位有腐蚀性, 故涂装设备需用不锈钢或塑料制品。水性漆可用空气喷枪、静电空气喷枪或高速旋杯进行施工。水性可剥离漆尽量采用低压高雾化 (HVLP) 喷枪, 这样更易调节雾化空气和进给速度, 以便获得最佳的涂膜。喷漆室温度和湿度会影响到水性漆膜的颜色、金属闪光效果、漆膜粗糙度、色匀性、防流挂性、结构形态以及对中涂的润湿性能, 同时还将影响到电极的污染 (应用静电喷涂时) 。最佳喷漆室条件如下:

温度:23±1℃;相对湿度:65%±5%。

喷漆室内的温度和湿度必须控制在很小的范围, 已确保喷漆室恒温恒湿。

2. 调漆室及输漆系统

调漆室要有足够的水性漆库存空间。当将水性漆从外送往调漆室时, 需在调漆室存放足够的时间, 以将水性漆升温到施工温度。例如在调漆室内室温23℃, 普通空调条件下, 一个装有水性漆的250 L容器从5℃升温到20℃需48h。另外水的介电常数小, 因此水性漆的导电性好 (一般水性漆的电阻小于0.1MΩ, 而溶剂型漆有一定的电阻:0.5~20MΩ) , 当采用静电喷涂时有特殊要求。输漆管路系统采用大直径循环管道, 避免系统高压及使用会留下死角的管道附件和短径弯头, 而用直径不变的连接管。

六、发展趋势

随着经济发展, 社会进步, 水性漆以优异的环保理念已逐渐在消费者中深入人心。水性可剥离涂料是一种新型的表面保护涂料, 以其制造工艺简单、设备投资少、使用效果良好、安全环保、施工方便, 具有广泛的发展前景及广阔的经济和社会效益。可剥离涂料兴起于70年代初的日本, 美国以及欧洲一些国家已经有过多年的研究, 在产品性能、品种等方面有很快的发展。在中国可剥离涂料研究起步较晚, 开发和推广应用程度还不广。目前水性漆可剥离涂料在集团内部应用较少, 希望能借本文与从事表面处理的各位同仁更多的学习与交流, 以提升个人技能及集团竞争力。

摘要：水性可剥离保护涂料属于阴离子型高聚物, 常温成膜性好、气味低、绿色环保、安全节能, 广泛应用在仪表、电子、汽车、家居、建筑及金属加工等领域。本文主要介绍水性可剥离保护涂料在金属加工中的保护应用。

关键词：水性,可剥离,喷涂