摘 要：阐述了用于玻璃钢模特架的硝基实色面漆原材料的搭配选择，研究了配方中各组分对玻璃钢模特架硝基漆性能的影响。并通过实验，得出佳配方使所得的硝基实色面漆具有较好的综合性能。
关键词：玻璃钢模特； 硝基实色面漆； 柔韧性

0　引　言

　　玻璃钢。英文缩写FRP(FiberRenforced Plastics)，学名为玻璃纤维强化塑料。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料， 以合成树脂作基体材料的一种复合材料。玻璃钢的强度相当于钢材， 具有坚硬不碎的特点，且由于它耐高温，抗腐蚀、可设计性好， 是制作各种模特架的良好原材料。由于用玻璃钢浇注成型的模特架表面粗糙，需要进行涂饰才能达到美观效果，而使用PU漆涂饰却有不环保， 干燥速度慢， 施工步骤多，成本较高等缺点， 一般工厂使用较环保的硝基漆进行涂饰才能达到客户的要求。硝基漆是以硝酸纤维素(硝化棉)为主体，加入树脂、增塑剂、溶剂及助剂等经调配炼制而成的， 因而又称硝酸纤维素漆， 喷漆、蜡克等，是一种自干型漆。与传统的硝基漆相比PU漆具有装饰效果好，干燥速度快， 价格便宜，不含TDI等有害物质和使用方便等优点。但由于传统的硝基漆漆膜较脆，附着力差。而玻璃钢的表面较硬， 涂覆在玻璃钢模特架上的硝基漆膜干燥后漆膜收缩容易开裂。故需要一种柔韧性极佳的硝基漆进行涂饰． 且考虑到工业化生产的要求， 在提高漆膜的拉伸韧性前提下，还必须考虑提高玻璃钢表面漆膜的干燥时间、回粘性、硬度等性能指标。本文着重研究了通过不同原材料的搭配选择， 研制一种柔韧性好，并且各项技术指标优异的实色硝基面漆。

1　实验部分

1.1　原材料及参考配方
　　实验用原料及配方详见表1。

1.2　实验仪器及检测设备
　　GJF―B 型高速分散机，QXD刮板细度剂，QuaNix4200涂层测厚仪。QHQ―A 型便携式铅笔划痕试验仪。AHL一65B精密烘箱，QFZ型漆膜附着力测定仪。
1.3　制备工艺
　　先将各种溶剂投入分散缸中，慢速分散，然后将硝化棉充分溶解于溶剂中，接着投入醇酸树脂，中速分散均匀，再将消光粉、轻质碳酸钙、高岭土和微粉蜡依次缓慢加入，高速分散至细度小于等于30μm，中速加入助剂，分散均匀后加入色浆调成需要的颜色，检验合格后过滤包装。

2　实验结果与讨论

2.1　硝化棉的选择
　　硝化棉的应用面很广，选用时以其含氮量及粘度为技术要求。含氮量影响硝化棉的溶解性、机械性能及对光、热的稳定性。含氮量较低的品种较难溶解，含氮量较高的品种耐光及耐热性均差，易分解爆炸。常应用于涂料的硝化棉为含氮量11.7％～12.2％ 的品种。涂料用的硝化棉粘度一般在1／4～40s之间，分子量高的硝化棉表现为溶解后粘度高， 成膜后柔韧性和延展性好，但喷涂固体份偏低。反之，粘度低的硝化棉表现为溶解后粘度低， 但成膜光泽度和硬度方面较好，涂膜会偏脆。我们可将粘度高低不同的硝化棉搭配使用，以得到设计要求的粘度和涂膜性能。实验中将不同粘度的硝化棉(5s、1／2s、1／4s、1／8s、)及搭配使用按硝化棉:醋酸丁酯=30:70的比例分散成溶液进行测试，不同粘度的硝化棉拼合比例粘度性能测试结果如表2所示。

　　根据综合性能的考虑，我们选用1／2s和1／4s的硝化棉以1:1的比例搭配使用，体系的粘度控制在3000 mpa・S，其流平性、柔韧性等综合性能较好。
2.2　树脂的选择
　　由于硝化棉链段上含有大量的极性基团，分子间作用力很强，从而降低了链的活动性，所以漆膜硬脆，附着力差，通常在配方中选用树脂来进行改性，常用的树脂有天然树脂、松香树脂，醇酸树脂， 氨基树脂、丙烯酸树脂、乙烯类树脂、脲醛树脂及酮醛树脂等，而醇酸树脂由于具有较好的综合性能而被广泛应用。几乎所有的醇酸树脂都可对硝基漆的性能进行改性，但不同油类的醇酸树脂改性效果是不同的，由于长油度醇酸树脂虽然可以提高漆膜的附着力和柔韧性，但漆膜的耐溶剂性能很差， 重涂易咬底，因此一般不采用长油度的醇酸树脂进行改性。短油度醇酸树脂中不同油类的醇酸树脂改性效果也不一样， 我们采用了不同的短油度醇酸树脂对硝基漆进行了改性，对改性后的硝基漆的性能测试效果详见表3所示。

　　由表3可以看出。蓖麻油改性醇酸树脂的柔韧性较好， 硬度一般，考虑到玻璃钢材料对柔韧性的要求较高，故配方中选用了蓖麻油改性醇酸树脂对硝基漆进行了改性。
2.3　溶剂的选择
　　溶剂对高分子化合物的溶解力及其挥发速率等对涂料在生产、贮存、施工及以及成膜后的漆膜光泽、附着力、流平性等多方面性能都有很大影响。国内外硝基漆生产厂家使用的溶剂，基本上是以酯类、醇类、酮类为主，或多或少都带有芳香烃类(即苯类)溶剂。在这里，考虑到两方面因素：溶解硝酸纤维素的溶剂体系中，既要有溶解能力强的真溶剂。又要有稀释作用的助溶剂，因此必须调节好复合溶剂体系的溶解参数；在涂料稀释剂体系中，要综合考虑溶剂挥发速度的快慢，保证漆膜在干燥过程中每阶段挥发的平衡，利于湿膜的流平。
　　溶剂、助溶剂与稀释剂之间的平衡是一个很重要的问题。溶剂、助溶剂及稀释剂的比例对漆的粘度影响很大，较高含量的稀释剂或过高含量的助溶剂都会明显地提高漆的粘度。在挥发过程中不挥发分含量逐步增加，漆的粘度已经增高，假使此时真溶剂大量挥发则稀释剂的比例相对地增高，就会促使漆的粘度突然变稠而丧失流动性，从而很难施工，引起气泡、桔皮等漆膜缺点。另外，溶剂的主要作用在于干燥成膜之前保持全部不挥发分处于溶液状态，不使其中任一组分不溶析出。否则造成漆膜连续相破坏以及表面粗糙失光等现象。在硝基漆中，含有一些改性的树脂。酯类、酮类等溶剂既能溶解硝酸纤维素，也能溶解合成树脂。醇类常是合成材脂的非溶剂，它可以作为硝酸纤维素的助溶剂。芳烃等稀释剂是合成树脂的溶剂．硝酸纤维素的非溶剂。为了在干燥过程中防止析出现象．必须根据不挥发分的组分对溶剂的组分加以很好地平衡．既要节约真溶剂，又不能过量使用稀释剂。如开始时真溶剂比例虽高但多属快挥发剂，到了干燥后期大部分挥发逸去。此时挥发较慢的稀释剂及助溶剂占了主位就会导致硝酸纤维素的析出。所以，在考虑溶剂配方时不仅要有足够的真溶剂．还必须根据不同挥发速率加以平衡，以达到残余在漆膜小的溶剂能保持不低于原来的溶剂比例。
　　配方中助溶剂与真溶剂用量之比通常为1:1.5左右。另外还要考虑快挥发与慢挥发助溶剂问的比例。尽管希望干燥越快越好，但也要兼顾全面性能，类似BAC的挥发速度可以获得较理想的漆膜，慢挥发溶剂不少于1／2，好能达60％～80％。
2.4　填料及消光粉的选择
　　填料的加入增大了聚合物的硬度， 并使聚合物的热变形温度得到提高，压缩形变得到改善，由于粘连和压痕很大的程度上都是漆膜变软引起的，因此适当加入一些填料不仅可降低成本，还可增加硬度，对漆膜的粘连也很有帮助。碳酸钙是涂料中常用的填料，它即降低了涂料成本，又可以提高遮盖力和硬度． 高岭土可改进悬浮性。防止颜料沉降并增加漆膜硬度，提高钛白粉的遮盖力，因此该配方中。我们选用了1250目的轻钙和高岭土。
　　消光粉选择时应注意以下几点：消光性能好低加入量就可以产生强消光性能；易于分散；对涂膜的力学性能和化学性能影响小；对漆膜的透明性干扰小；对涂料流变性影响小：在涂料中悬浮性好；化学惰性高。
2.5　助剂的选择
　　硝酸纤维素所形成的漆膜，由于其分子链段上的极性基团之间作用力，使链段敛集而很少有活动余地，所以其漆膜柔韧性较差．所以硝基漆中使用的助剂除了流平剂及消泡剂等常规助剂外。重要的使用增塑剂对漆膜性能进行了改良。增塑剂充塞于相邻高分子化合物链段之间．增大距离， 减弱相互间的作用力，从而降低脆裂和折断的趋势。加入增塑剂的作用能使涂膜变得有适度柔韧性，附着良好，耐久性提高， 并能适当提高漆膜丰满度。配方中选用了环保型的增塑剂D―810，它的增塑效果好，混容性好，但使用量过多容易导致漆膜发粘。不同量的增塑剂在参考配方中对漆膜性能的影响详见表4所示。

　　从表4可以得出配方增塑剂的添加量为3％时，既可得到较好的漆膜增塑性能，又不会引起漆膜发软和粘连。
2.6　颜料的选择
　　由于硝基漆中的硝化棉受紫外线破坏较快，且在施工时固含量和粘度均较低．因此对硝基漆中所用的颜料要求具有较好的着色力、遮盖力及耐紫外光性。而由于硝基漆中使用了酯、酮、醇类等具有较强溶解性的溶剂；选用有机颜料时必须注意颜料的渗色性。
2.7　性能及测试
　　将成品按GB/T 23998―2009(室内装饰装修用溶剂型硝基木器涂料》及相关企业标准进行了检测，技术指标及性能检测结果详见表5所示。

　　实验后我们将生产的硝基漆样品送到了模特架生产厂家进行了试用，结果反映良好，可取代传统的硝基漆。

3　结　语

　　我们对影响涂料性能的几个主要因素进行了讨论与实验，结果表明，采用蓖麻油改性醇酸树脂来对硝基漆进行改性，可以制得一种柔韧性好，附着力佳的硝基漆，该漆施工方便，装饰性好，手感细腻。可广泛应用于玻璃钢模特架的表面涂装，可供模特厂家在线喷涂。