液压油缸外壁用水性涂料配套体系的研制

罗 健，吴 冰，席亚娟，钱 程，丁梦佳，陈钊聪

0 前 言

液压油缸广泛配套应用于汽车、叉车、工程机械等行业生产的各种型号自卸汽车、叉车、装载机、推土机等，其中技术含量较高的是工程机械用液压油缸，市场需求量也大。为保证液压油缸的质量，其涂装防护显得尤为重要。

液压油缸的使用环境相对复杂，外壁用涂层不仅要求具有优异的附着力、抗冲击性和高硬度，对防腐性能、耐候性和耐化学品性能也有较高要求。目前，液压油缸外壁主要采用“溶剂型环氧底漆＋溶剂型双组分聚氨酯面漆或溶剂型环氧富锌底漆＋溶剂型环氧云铁中间漆＋溶剂型双组分聚氨酯面漆”的涂装配套体系。但随着大气污染问题日益严重，挥发性有机化合物(VOC)作为雾霾的重要原因，是当前国家大气污染治理的焦点，而溶剂型涂料是VOC排放的主要来源之一。因此，在日趋严格的环保法规政策下，环境友好、高性能的水性涂料等必将逐渐并快速替代传统的中低固体分溶剂型涂料。

面对严峻的环保形势，越来越多的工程机械装备企业正在寻求水性化涂装解决方案，本文就液压油缸外壁用水性涂料配套体系进行深入的探讨。选取了高羟值的水性丙烯酸分散体作为主体树脂，筛选合适的涂料助剂，并将不同异氰酸酯固化剂进行复配，制备液压油缸外壁用水性丙烯酸聚氨酯面漆；在此基础上，依据客户液压油缸使用腐蚀环境，分别为客户提供配套解决方案，所研制的液压油缸外壁用水性涂料配套体系各项性能指标不仅满足HG/T 4761—2014《水性聚氨酯涂料》标准的要求，也能够满足客户指定液压油缸外壁用水性涂料涂装配套体系性能指标的要求(见表1)，具备巨大的市场潜力。

1 实验部分

1.1 实验原料

水性羟基丙烯酸分散体S01，国产，固含量46%±1%，固体树脂—OH值3.3 mg KOH/g；水性羟基丙烯酸分散体S02，国产，固含量45%±1%，固体树脂—OH值4.2 mg KOH/g；水性羟基丙烯酸乳液S03，欧洲进口，固含量46%±1%，固体树脂—OH值2.5 mg KOH/g；水性羟基丙烯酸分散体S04，美国进口，固含量42%±1%，固体树脂—OH值4.1 mg KOH/g；水可分散HDI型异氰酸酯固化剂，国产，固含量100%，—NCO值21%±1%；有机颜料，科莱恩；金红石型钛白粉，美国杜邦；分散剂、消泡剂、缔合型聚氨酯增稠剂，迪高；基材润湿剂，毕克化学；LXE杀菌剂，陶氏化学；有机锡类水性催化剂，OMG；去离子水，自制。

1.2 仪器和设备

1.3 液压油缸用水性丙烯酸聚氨酯面漆的制备

按照配方量依次加入去离子水、分散剂、颜料，在转速1 000 r/min搅拌下分散至无粉团、无结块。然后，将以上浆料转入砂磨设备研磨，至浆料细度≤20μm。接下来，将剩余的水性羟基丙烯酸分散体、基材润湿剂、流平剂、消泡剂、催干剂依次加入浆料中，800r/min搅拌30 min。最后，加入增稠剂调节体系黏度至80～100 s(涂-4#杯)，使用300目绢丝布过滤后，即得液压油缸用水性丙烯酸聚氨酯面漆A组分。

在低速搅拌下依次加入丙二醇甲醚乙酸酯、脱水剂和水性异氰酸酯固化剂，提升转速至1 000 r/min搅拌分散8 min，即得液压油缸用水性丙烯酸聚氨酯面漆B组分。

根据S01、S02、S03和S04体系，分别制备不同树脂体系的大红、中黄、白、中蓝和黑色水性羟基丙烯酸聚氨....