佛山市機床高性能波紋漆的配方設計與施工

　　引言

　　波紋漆是一種不同于雙組份丙烯酸紋漆的雙組分美術效果漆，施工后能迅速有效地產生裂紋，波紋紋理自然美觀，波紋效果渾然似瓷器波紋，細長彎曲，形象逼真，具有*的觀賞價值和較高的美術效果，能充分提高產品的附加值，可廣泛應用于機械、機床、設備、金屬工藝品等產品的表面涂裝。傳統的雙組份波紋漆紋理均勻、粗曠，有較強立體美感；而波紋漆花紋豐富，有的蒼勁有力、縱橫交錯，有的猶如樹木綠葉的筋脈自然延伸，*的藝術美感，為自然藝術與現代裝飾的結合品。

　　1 波紋漆基本原理

　　傳統的波紋漆基料少、顏填料高、溶劑揮發快，必須與環氧底漆搭配使用。其原理是利用波紋漆的溶劑溶解底漆，在干燥過程中由于底面漆的收縮程度的不同，從而將面漆拉成波紋狀，形成各式各樣的波紋效果。雙組分波紋漆的作用原理與波紋漆較大相似之處，主要是利用波紋漆的快速交聯反應性和高顏基比造成底面漆的干速不同，從而產生一定的收縮應力使面漆涂膜產生波紋，所不同的是由于波紋漆是雙組分聚氨酯(PU)型、固含量高、漆膜滿，所呈現的波紋效果與波紋有很大不同，顯現的紋理細長、伸展、自然、美觀，如圖1。

　　圖1 機械用波紋漆

　　2 雙組分波紋漆的性能特點

　　雙組分聚氨酯體系，硬度高、滿度好、表面堅硬、耐化學品性好。可與通用的聚氨酯底面漆配合使用，應用于高光高滿體系(仿瓷波紋)。波紋效果與硝基波紋不同，波紋漆能夠呈現出漆膜開裂、瓷器龜裂、樹葉筋脈伸展等自然美觀效果。漆膜耐溶劑、耐化學品好，附著力強，可用于金屬、機器、五金等家具、工藝品表面高附加值涂飾。施工簡單方便。

　　3 波紋漆配方設計要點

　　3.1 波紋漆配方與施工工藝

　　紋哦漆配方基本組成見表1。瓷紋漆基本施工工藝見表2。

　　3.2 波紋漆樹脂的選擇

　　波紋漆選用的合成樹脂需具有溶劑釋放性快、顏料潤濕性好、與固化劑相容性好、反應快且附著力強的特點。表3 是選取不同樹脂做主劑的測試結果。從表3 可以看出：自制混合油酸改性醇酸樹脂效果，該自制樹脂特點韌性好，快干；豆油改性醇酸樹脂較慢干，溶劑揮發性差，開裂不明顯；纖維素搭配醇酸樹脂干速快，開波紋也快，但是波紋太大，與硝基波紋漆相似；丙烯酸樹脂由于顏料潤濕性不好，顏料的添加量有限，裂紋不自然。綜上所述，自制改性醇酸樹脂較合適。

　　注：自制醇酸樹脂為混合油酸改性。

　　3.3 波紋漆顏填料的選擇

　　波紋漆的顏填料對波紋效果zui為關鍵，需選用吸油量適中的顏填料搭配使用才能達到zui效果。銳鈦型鈦白吸油量較高，遮蓋力低，分散性差不采用，金紅石型鈦粉吸油量小，分散性較好，遮蓋力高，白度可以采用。表4是不同填料的對比實驗。

　　由表4 可以看出，吸油量較高的填料(*、高嶺土)對波紋的作用不大，而有吸油量低的填料卻開裂，筆者認為這是樹脂與固化劑共同作用的結果，唯有吸油量zui大的氣相二氧化硅對開裂有較大幫助，但單獨使用效果不佳。因此使用單一填料均無法達到理想的波紋效果，需相互搭配使用。表5 是選擇氣相二氧化硅與碳酸鈣以不同的質量比搭配的測試結果。表5 可以看出，使用氣相二氧化硅與碳酸鈣搭配以質量比1∶1.5 時波紋效果zui，如圖2。

　　3.4 波紋漆固化劑的選擇及用量的確定

　　波紋固化劑是波紋漆的主要成膜物之一，直接關系到波紋的效果。固化劑在與主劑樹脂發生快速反應后能夠形成高Tg 的涂膜，在短時間內產生大的內應力，并在較高顏基比的體系中形成有規律的自然裂紋效果。目前通用的固化劑有TDI 加成物、TDI 三聚體、改性TDI 三聚體、TDI/HDI 混聚體等，表6 是選用不同類型固化劑的測試結果。

　　從表6 測試結果看，自制改性TDI 能夠產生較好的波紋效果。該自制固化劑是通過部分無色醇酸樹脂改性，具有相容性好，干速快，柔韌性好，附著力優的特點，在與主劑樹脂反應后形成zui的裂紋效果，表7 為自制固化劑的不同用量對涂膜波紋的影響。

　　表7 n (-NCO)/n (-OH)對波紋的影響

　　表7 結果表明：在n (—NCO)/n (—OH)=1.6~2 較為合適，如果低于1.6 時，涂膜不會開裂，而大于2 時，油漆的膠化過快，同時附著力會明顯下降。

　　4 波紋漆施工影響因素分析

　　要做到zui的波紋漆還需要合適的施工工藝才能達到zui美觀的效果。波紋漆的施工重要影響因素主要在以下兩個方面(施工工藝見表2)：波紋漆噴涂量與波紋底漆干燥時間。波紋底漆的施工好壞直接關系到波紋漆zui終效果。因此，在選擇波紋底漆時一般選用樹脂含量較高、透明度較好、韌性優、干速適中的PU 透明底漆，這類型的底漆能夠較好地增強波紋漆的附著力，容易控制噴涂量及干燥時間，同時能夠很好展現底紋(色)。實驗中發現：波紋底漆噴涂稍過厚時，波紋的紋路長，裂塊較寬大，如圖3；底漆噴涂稍薄時，波紋紋路短而細小，小碎紋很多，如圖4。

　　 但有些情況下通過把握底漆干燥程度及波紋漆的噴涂量也可控制波紋效果。因此需要經實驗準確掌握底面漆的噴涂量及底漆的干燥程度。一般*底漆噴涂量(濕膜)控制在130~150 g/m2，干燥時間控制在1 h 左右，表8和表9 是波紋漆的不同噴涂量和底漆不同的干燥時間對波紋效果的影響。

　　注：噴涂量—波紋漆噴涂在測試板上的濕膜質量；干燥時間—瓷紋透明底漆干燥時間；施工環境：濕度大約為50%~65%，溫度為25~28 ℃。

　　由表8 和表9 的測試結果可以看出，在波紋透明底漆噴涂后在正常的施工環境下干燥60 min，波紋漆在控制噴涂量為120 g/m2 左右時波紋效果。波紋漆要做出zui的紋理效果一定要控制好底面漆的噴涂量及干燥時間這兩個重要因素。

　　5 結語

　　從以上試驗可以看出，波紋漆這種雙組分波紋漆不同于單組分硝基波紋漆，它對配方的設計有較高的要求，對施工工藝有較高的技巧性。對于原材料的選擇、組分配比、施工涂膜厚度、干燥時間等控制很重要，雖然其在使用上目前技術性含量較高，但它具有比單組分波紋漆更優異的性能，更廣泛的用途，更低的VOC，更好的耐化學品性，重要的是它的波紋效果別具一格，更能體現自然美與現代裝飾的結合，相信它必將成為藝術涂裝中又一高附加值材料。