Direct-to-metal (DTM)涂料保护金属基体免受腐蚀和轻便外套有双重目的。水性DTM涂料适用于轻型应用,如内部空间,可能发生凝结或外部环境污染水平较低,并被用作管道涂料,坦克,扶手,钢铁大门,铁路车辆,等。相比,多层涂料(底漆层其次是面漆层),有成本和时间优势在选择DTM涂料。这些涂层旨在应用最小表面处理后只有一个应用程序的步骤,设计提供腐蚀保护不需要活跃的颜料。水性丙烯酸DTM涂料可以提供一个高光泽完成60°(> 80米)具有良好的外观和保护金属基体免受腐蚀。

水性涂料提供优于solventborne涂料,因为他们是更好的对工人健康和安全,减少了对环境的影响。水性涂料很容易清洁,可以用水稀释,使用较低的溶剂气味,毒性和易燃性。Lower-VOC丙烯酸涂料也干得更快,这能使你更快的重新油漆。水性涂料一般的挑战之一,然而,该应用程序条件会影响涂层的外观和性能。低温和极端的湿度(高或低)必须避免优化应用程序的外观和膜的形成。

制定水性涂料,旨在保护金属附带了一组独特的挑战。本文讨论的一些事情我发现在制定水性丙烯酸涂料防腐,而且可能作为指导方针,构建那些想提高水性DTM涂料的性能。

配方

提供的防腐水性丙烯酸涂料是高度依赖于树脂和涂料的配方。试图减少,或直接取代树脂在水性配方不会导致最佳性能。必须选择合适的溶剂、添加剂和色素的树脂工作优化涂料的性能。

水性乳液粘结剂系统中膜的形成是一个复杂的过程,依靠co-solvents和有时低voc合并来降低聚合物乳液的最低成膜温度足以使粒子变形和合并。聚合物链表面的粒子然后扩散粒子之间,建立一个连续的电影。绑定在防护涂料通常作为一个屏障,溶剂类型和水平必须与粘结剂和配方优化,最大化耐水和盐。溶剂的选择可以产生巨大影响的早期抗水性涂料配方,和盐雾结果可以通过确保足够的co-solvent水平提高。另一个考虑是水的类型是用于金属防护涂料的配方。理想情况下,应该使用de-ionized水,自来水中的额外的离子对耐蚀性有负面影响。

很好的分散颜料是必要的,以避免结块和生成的薄膜缺陷,让水渗透到电影。兼容的分散剂的选择粘结剂对耐腐蚀性能至关重要。甚至分散剂等标准属性优化光泽和粘附可以对耐蚀性有负面影响。图1显示了相同的配方有两个不同的分散剂后44小时盐雾接触。性能的差异是戏剧性的,左边的分散剂领域没有失败或抄写员和分散剂在右边显示领域彻底失败只有44小时后生锈。

颜料的选择也可以有一个戏剧性的DTM涂料的耐蚀性的影响。这些高光泽涂料通常不包含活性颜料,但是二氧化钛的类型(如有机处理来提高可分散性)也可以影响腐蚀和耐水性的电影。图2显示了相同的配方TiO的两个不同的等级₂颜料经过276小时的盐雾曝光。

由于涂料有许多白色以外的颜色,色素也用于色彩DTM涂料。这些pre-dispersed颜料也包含活化剂分散剂可以影响腐蚀和耐水。当使用着色剂最好选择那些适合工业涂料而不是那些优化建筑涂料。

去沫剂等添加剂,润湿剂和增稠剂是必要的组件的任何涂料配方;然而,他们也可以对腐蚀和耐水性能造成负面影响。完全消除泡沫的涂层是必要的,以确保好,连续膜的形成。其他表面活性剂可以用来改善颜料润湿,流和水准在最后的电影。一般而言,疏水越多越好,但将系统的最优选择。联想非离子增稠剂HEUR和HMPE类型通常是首选的更好的膜的形成和最小化对耐蚀性的影响相比,粘土或alkali-swellable增稠剂。

添加剂,必须包含在所有水性DTM涂料是一个flash防锈剂,以防止闪锈的金属在干燥过程中。这可以像亚硝酸钠一样简单,但往往商用闪锈抑制剂还会包含额外的成分,提高有效性和提供耐腐蚀性能的改善。flash防锈剂的类型和水平需要优化确保闪锈的涂层是防止在极端干燥条件下如在非常高的相对湿度(80 - 95%)。

应用程序

工业维护涂料可以浸、喷、刷或滚,涂料的粘度必须调整为每个类型的应用程序。在开发和测试绑定这些类型的涂料,电影准备撤军以及喷涂。这是由于膜的形成取决于应用程序的方法是不同的。电影使用传统喷空气雾化喷雾(标准或HVLP、大容量低压类型喷枪),涂料的粘度与去离子水必须减少大约70库。因为油漆工业设备所需的大卷,很难在实验室范围内无空气喷涂测试应用程序了。

湿膜厚度的涂层可以近似用湿膜测厚仪测试。干膜厚度是湿膜厚度乘以体积的固体涂层。目标(DFT) DTM的面漆干膜厚度约为2毫升(50微米);然而,一些涂料应用程序需要低至0.5密耳或多达8毫升DFT。准备测试板/金属基板的优点之一是能够准确的测量干膜厚度在无损方法测厚仪使用数字电影。这些工具使用的电磁感应原理对非磁性涂层磁性基质如钢铁,和涡流原理对有色金属基质非导体的涂料。

电影准备的测试也可以减少使用酒吧或棒。酒吧有不同的设计,如鸟酒吧、医生刀片或乳胶电影脚轮和差距或湿膜厚度(大约50%的差距)将指定,这取决于类型的酒吧。实际的湿膜厚度取决于涂料的形状、粘度、表面张力和润湿特性的涂料,以及应用程序的速度。棒线绕或无线,但在这两种情况下涂层流经槽和湿膜厚度是指定的线棒的大小。涂料粘度更高(80 - 100 KU)导致更一致的电影吸引了酒吧。必须有足够的流量水平杆电影或缺陷可能形式由于薄涂层的线接触面板。

应用程序后,电影可以在室温下干燥。水性涂料的挑战之一是避免极端条件下的必要性为应用程序或干燥温度和湿度,可能导致贫困影响性能的膜的形成。在实验室里,干燥完成后在标准条件:23°C, 50%的相对湿度。环境的腐蚀测试开始后7天治疗。与这些DTM的面漆配方2毫升DFT,七天测试已经成功加速了环境治愈之后,有一天一个小时50°C烤箱。之前测试水的阻力或腐蚀,背部和面板的边缘必须覆盖更耐用涂层或胶带,如乙烯地板警示胶带。

测试

Direct-to-metal涂料测试各种金属基板,但主要为耐腐蚀钢。冷轧钢材板清洗和粗鲁的可以购买测试一致的,统一的底物可以用来评估涂料和减少变化的钢。其他潜在的钢类型可以使用抛光冷轧钢材,喷砂热轧钢材和冷轧钢材的磷酸铁治疗,有或没有一个封口机(chrome或nonchrome)。

涂层的耐蚀性通常是评估使用连续盐雾(盐雾)根据ASTM B117室。这个测试使用5%氯化钠盐雾的恒温35°C。虽然这是最常见也最被广泛接受的腐蚀试验,它不一定与相关领域的性能。面板是录音和刻前测试。文士的蠕变是根据ASTM D1654评级,和锈字段是根据ASTM D610评级。

其他腐蚀测试,有更好的相关领域性能prohesion或循环盐雾(雾)测试根据ASTM G85-A5,或测试相结合prohesion和紫外线照射,ASTM D5894。prohesion测试使用稀盐溶液(0.35%硫酸铵+ 0.05%氯化钠)和盐雾的一个人力资源之间的周期25°C和1小时的干燥35°C。合并后的测试1周(168小时)的QUV-A测试(4小时UVA(340海里)/ 4小时冷凝)其次是1周prohesion测试1008小时(6周,三个周期的每个)。

除了腐蚀测试、湿和干燥的粘附在各种金属基板的评估根据ASTM D3359各种干燥等间隔1天,3天,7天。一个方法来评估湿附着力是文士电影,用一张滤纸,覆盖文士与水饱和过滤器和覆盖一块手表玻璃。60分钟后涂抹干燥区域,应用胶带,把评估附着力。水的阻力可以评估不同的方式包括浸在水和使用湿度室根据ASTM D2257,连续去离子水雾在100%相对湿度和35°C。水接触后附着力也评估。

结论

水性direct-to-metal涂料越来越发现在工业维护涂料中的应用。这些高光泽提供的防腐涂料与粘合剂技术的进步有所改善;然而,当制定水性DTM每个组件的公式对腐蚀性能。绑定已经开发有很好的耐蚀性,但也必须制定好电影形成和仔细选择的添加剂和色素。更换树脂在现有公式可能不会导致最优性能。起点配方和技术数据表提供的树脂供应商原材料选择适当的指南。

有关更多信息,电子邮件lori.boggs@basf.com。