高固體分涂料是一類少溶劑型涂料，通常涂料中揮發(fā)性有機溶劑含≤15%，即涂料中固體含量≥85%時，才稱為高固體分涂料。

   根據(jù)環(huán)保和涂裝安全要求，涂裝時高固體分涂料的非揮發(fā)組分不得低于75%。最近，高固體分環(huán)氧涂料發(fā)展迅速、應(yīng)用前景可觀?，F(xiàn)以電阻器用高固體分環(huán)氧涂料為例，介紹其配方設(shè)計原則、產(chǎn)品組成、特性、技術(shù)指標(biāo)、生產(chǎn)工藝及涂裝要點等內(nèi)容。

 

 

   眾所周知，溶劑型涂料在生產(chǎn)和涂裝過程中揮發(fā)大量有機溶劑對生態(tài)環(huán)境造。成污染。開發(fā)雙組分高固體含量環(huán)氧涂料是當(dāng)務(wù)之急、是減少污染和公害的重要措施之一。

   設(shè)計高固體分環(huán)氧涂料時，應(yīng)重點掌握高固體分涂料對基料、活性稀釋劑、固化劑、顏填料和助劑等的基本要求，遵循以下基本原則。

   1.涂料組分無毒害性

   選用無毒害組分是高固體分環(huán)氧涂料最基本的要求。高固體分環(huán)氧涂料是環(huán)保型涂料品種，不允許在涂料生產(chǎn)和涂裝過程中釋放出有毒害性的低分子物。

   2.涂膜有優(yōu)異的“三防”性

   高固體分環(huán)氧涂料多數(shù)用于“三防”防濕熱和鹽霧）涂膜的有效交聯(lián)（防霉菌、條件下，密度（ρ）應(yīng)較大、涂膜不應(yīng)含有可被腐蝕性介質(zhì)破壞的化學(xué)鍵或基團(tuán)，保證涂膜在“濕態(tài)”下的粘結(jié)強度和結(jié)構(gòu)的完整性。

   3.便于涂料生產(chǎn)和涂裝

   在制造涂料時，各組分間應(yīng)有好的混容性、涂料內(nèi)的顏填料穩(wěn)定性好；在涂裝時，涂料對被涂物有好的滲透性、附著性、保證層間粘結(jié)性和重涂性，不產(chǎn)生流掛和起泡等弊病。

 

 

   電阻器用高固體分環(huán)氧涂料（面漆）配方設(shè)計要求嚴(yán)格，涂裝工藝要求苛刻，以它為代表闡述配方設(shè)計要點，具有參考意義。

   1.對基料的要求

   高固體分環(huán)氧涂料采用的環(huán)氧樹脂（基料）應(yīng)是低Tg值、高環(huán)氧值和涂膜的高ID值。涂膜滿足“三防”性和耐水性的應(yīng)用技術(shù)要求，同時低Tg的基料為涂料生產(chǎn)和涂裝提供方便。因此，選用低相對分子質(zhì)量液體環(huán)氧樹脂作基料是高固體分環(huán)氧涂料配方設(shè)計的必要條件。在低相對分子質(zhì)量液體環(huán)氧樹脂中可選用雙酚A型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、E-4酮醛環(huán)氧樹脂和雙酚F型環(huán)氧樹脂等。

   2.活性稀釋劑的作用

   活性稀釋劑作為高固體分環(huán)氧涂料的基料組分之一是不可缺少的?；钚韵♂寗┑闹饕攸c是降低涂料黏度，提高涂裝性能，作為成膜物參與交聯(lián)固化反應(yīng)。

   常用的活性稀釋劑有丁基縮水甘油醚、甲酚基縮水甘油醚、脂肪酸縮水甘油酯、丙二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、異辛基縮水甘油醚和芐基縮水泔油醚等。值得注意的是，單官能度活性稀釋劑會使涂膜的ρ值降低，導(dǎo)致涂膜的“三防”性、耐化學(xué)藥品性和耐水性下降，應(yīng)限量使用，通常低于環(huán)氧樹脂質(zhì)量的15%；活性稀釋劑的揮發(fā)性越大、對人體皮膚刺激性越強，使用時應(yīng)注意勞動保護(hù)。

    3.固化劑及固化促進(jìn)劑

   當(dāng)前，高固體分環(huán)氧涂料存在的最大問題就是固化系統(tǒng)的選用。作為高固體分環(huán)氧涂料固化劑選用標(biāo)準(zhǔn)如下：

   一是固化劑黏度低、固化速度快、涂料使用期長；二是固化后涂膜的有效交聯(lián)密度（ρ）高、耐化學(xué)藥品性和物理力學(xué)性能均好；三是固化劑的保光性和耐候性優(yōu)；四是固化劑及固化促進(jìn)劑構(gòu)成的固化體系無毒、固化時不產(chǎn)生低分子污物。

   （1）固化劑品種   在滿足施工性前提下，選取合適的固化劑是配方設(shè)計的主要技術(shù)關(guān)鍵之一。對普通酚醛樹脂、594固化劑、環(huán)氧-胺加成物、EA-10固化劑和T-2固化劑（含有固化促進(jìn)劑）進(jìn)行選擇性試驗。表6-22給出不同類型固化劑與E-44環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)試驗結(jié)果。

 

 

    （2）固化促進(jìn)劑的作用   在T-2固化劑中加入適量的固化促進(jìn)劑后，涂料使期長，固化速度快，涂膜耐沸水性好。T-2固化劑與E-44環(huán)氧樹脂在固化促劑存在下會降低交聯(lián)固化反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速度。

   1）親核型固化促進(jìn)劑親核型固化促進(jìn)劑對環(huán)氧基與T-2中的酸酐反應(yīng)起重催化作用，即它既催化環(huán)氧基開環(huán)又活化酸酐。例如，叔胺通過分子內(nèi)鹽形活化酸酐，產(chǎn)生羧基陰離子：

   羧基陰離子與環(huán)氧基反應(yīng)生成烷氧陰離子，可產(chǎn)生陰離子引發(fā)的交聯(lián)固化反應(yīng)，得到聚醚型為主的交聯(lián)固化網(wǎng)絡(luò)的涂膜，當(dāng)T-2用量很大時，會得到聚醚-聚酯混合型交聯(lián)固化網(wǎng)絡(luò)涂膜；在固化反應(yīng)體系中存在酸、醇、酚和水等氫鍵給予體時，叔胺與氫鍵給予體（HX）形成絡(luò)合物：

 

 

   絡(luò)合物與環(huán)氧反應(yīng)生成半酯：

 

 

   活化物與酸酐反應(yīng)生成半酯：

 

 

   上式生成的半酯再與R′₃N反應(yīng)還會形成絡(luò)合物并與環(huán)氧基再生成活化物，交替反應(yīng)下去，生成聚酯型交聯(lián)固化網(wǎng)絡(luò)的涂膜。當(dāng)然，也存在環(huán)氧樹脂中的羥基與T-2的酸酐反應(yīng)生成羧基再與環(huán)氧基進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)。

   2）親電型固化促進(jìn)劑親電型固化促進(jìn)劑對環(huán)氧基與T-2中的酸酐反應(yīng)起催化作用。例如，三氟化硼絡(luò)合物在反應(yīng)中形成質(zhì)子：

 

 

   質(zhì)子催化酸酐開環(huán)：

 

 

   形成的羰基陽離子與環(huán)氧基反應(yīng)，引起陽離子聚合，得到以聚醚型為主的交聯(lián)固化網(wǎng)絡(luò)的涂膜。當(dāng)T-2用量很大時，會得到聚醚和聚酯混合結(jié)構(gòu)的交聯(lián)固化網(wǎng)絡(luò)涂膜。

   3）金屬羧酸鹽固化促進(jìn)劑金屬羧酸鹽對環(huán)氧基與T-2中的酸酐反應(yīng)也起催化作用。例如，采用辛酸鋅作固化促進(jìn)劑時，辛酸鋅與環(huán)氧基及酸酐形成配位離子，然后環(huán)氧基和酸酐交替與配位離子開環(huán)生成酯鍵結(jié)構(gòu)，此時環(huán)氧基和酸酐反應(yīng)速率相等。隨著反應(yīng)進(jìn)行，辛酸鋅解離成辛酸陰離子和鋅陽離子，陰離子與環(huán)氧基反應(yīng)，生成醚鍵結(jié)構(gòu)，此時環(huán)氧基反應(yīng)速率大于酸酐反應(yīng)速率。

   常用的親核型固化促進(jìn)劑有三乙胺、芐基二甲胺、四甲基胍、三乙烯二胺、N—甲基咪唑等；常用的親電型固化促進(jìn)劑有水楊酸、磷酸酯、酚類、三氟化硼乙米絡(luò)合物和三氟化硼胺絡(luò)合物等；常用的金屬羧酸鹽有辛酸鋅、羧酸鎂（鈣）和二丁基二月桂酸錫等。

   當(dāng)選用T-2固化劑時，采用辛酸鋅和芐基二甲胺混合型固化促進(jìn)劑，可延長涂料使用期并明顯加快固化反應(yīng)速度。

   4.阻燃劑的作用

   當(dāng)電阻器用高固體分環(huán)氧面漆要求阻燃性時，就需要選擇阻燃劑。阻燃性涂膜可防止火焰點燃和蔓延，其阻燃機理由阻燃劑品種決定。

   當(dāng)兩種或兩種以上阻燃劑配合使用時，總比一種阻燃劑單獨使用的阻燃效果好，這就是阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)。但應(yīng)注意，只有掌握不同阻燃劑間相互作用原理及其熱分解產(chǎn)物，科學(xué)地調(diào)整不同結(jié)構(gòu)阻燃劑的比例，才會發(fā)揮阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，達(dá)到理想的阻燃效果。例如，鹵化物與氧化銻配合時，在245～280C生成有低沸點和低熔點的鹵化銻，它在固相內(nèi)促進(jìn)碳化物生成、在氣相內(nèi)能捕捉游離基，因此消焰突出、阻燃明顯；含磷阻燃劑與含氮阻燃劑配合時，也會獲得好的阻燃效果。

   采用DPA-2（4）：E-44環(huán)氧樹脂=1：2（質(zhì)量比）作基料、阻燃劑：基料=0.8：1.0（質(zhì)量比），幾種阻燃劑的阻燃性列于表6-23。

 

 

   式中  t₁———試樣離開火焰后，涂膜上火焰的自熄時間（s）；

         T₂———試樣在酒精燈氧化焰上的燃燒時間（試燒5s）（s）。

   阻燃性數(shù)值越小、涂膜的阻燃效果越高。

   表6-23表明，混合阻燃劑Ⅱ，掌握了阻燃劑結(jié)構(gòu)特點、相互作用原理及其分解物的阻燃功能，恰當(dāng)?shù)剡x用了阻燃劑品種和配比，所以充分發(fā)揮了阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，則阻燃性數(shù)值最小、顯示出優(yōu)異的阻燃效果。而混合阻燃劑Ⅰ，由于選用阻燃劑品種和配比失誤，導(dǎo)致協(xié)同效應(yīng)失效，其阻燃性數(shù)值是混合阻燃劑Ⅱ的16倍，阻燃效果較阻燃劑Ⅱ差。不含阻燃劑的涂膜具有最大的阻燃性數(shù)值。基本上無阻燃效果。

   5.顏填料及助劑

   高固體分環(huán)氧涂料一次要涂覆相當(dāng)厚的涂膜，需要加入足夠量的顏填料及助劑，同時應(yīng)保證涂料中的顏填料體積分?jǐn)?shù)（PVC）較小，通?？刂圃?5%～25%為宜。

   顏填料對涂料的貯存性、施工性及涂膜的物理力學(xué)性能等有很大影響，對涂膜的吸潮性及阻燃性也有一定影響。采用鈦白粉、滑石粉和氧化鋅的涂膜有較低的吸水率和較好的阻燃效果。含滑石粉的涂料施工性和貯存穩(wěn)定性良好，含氧化鋅的涂料會降低貯存穩(wěn)定性。

   選擇超細(xì)填料可以防止涂料涂裝后的流掛；蓖麻油衍生物作觸變劑可增加涂料的熱穩(wěn)定性，其用量為基料質(zhì)量的1%左右，如果過多，會破壞涂料的流平性；加入硅酮樹脂作流掛調(diào)節(jié)劑，可獲得光滑平整的涂膜表面。

 

 

   碳膜電阻器用阻燃型高固體分環(huán)氧涂料是一種快速固化，提高效率，節(jié)約能源，減少污染及性能優(yōu)異的特殊功能性涂料，具有廣泛的應(yīng)用前景。

   電阻器用涂料與絕大多數(shù)工業(yè)涂料在施工應(yīng)用技術(shù)上的本質(zhì)區(qū)別是前者對涂裝工藝和環(huán)境的苛刻要求。因此，電阻器用涂料的涂裝工藝、涂膜弊病及其防止、防火安全技術(shù)等都有規(guī)范化的規(guī)定。該施工應(yīng)用技術(shù)規(guī)范適合于金屬膜電阻器用涂料、碳膜電阻器用涂料、氧化膜電阻器用涂料和臥式電感器用包封料等自動涂裝生產(chǎn)線的涂覆。

   1.配方組成

   碳膜電阻器用阻燃型高固體分環(huán)氧面漆主劑由液體環(huán)氧樹脂、改性樹脂、異辛基縮水甘油醚、混合阻燃劑Ⅱ、顏填料和混合溶劑等組成，配方見表6-24。

 

 

   碳膜電阻器用阻燃型高固體分環(huán)氧面漆固化劑由主固化劑、固化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑等組成，配方見表6-25。

 

 

   2.生產(chǎn)工藝

   （1）面漆主劑將配方中所有原材料都放在調(diào)漆罐內(nèi)，充分拌和均勻后，放置6h，然后在三輥研磨機上研磨。軋制第一遍的出料速度較快、達(dá)到混料目的，軋制第二遍和第三遍時，應(yīng)調(diào)近輥間距離，保證適當(dāng)?shù)某隽纤俣?，?dāng)涂料細(xì)度達(dá)到40μm時，將軋制好的涂料攪拌均勻，包裝。

   （2）面漆固化劑將配方中的三種原材料充分混合、過濾、包裝，得到固體含量為31.9%的面漆固化劑。

   3.產(chǎn)品特性及用途

   碳膜電阻器用阻燃型高固體分環(huán)氧涂料形成的涂膜除有保護(hù)裝飾效能外，還能滿足高低溫循環(huán)、耐電壓、水煮負(fù)荷、耐溶劑、耐溫和耐濕熱等技術(shù)性能要求。同時，涂膜具有出色的阻燃自熄性和優(yōu)良的電氣絕緣性。該涂料施工時調(diào)配方便、快速固化、使用期長、有良好的適應(yīng)性和配套性。為設(shè)計高質(zhì)量、高可靠性電子元器件提供了保證。

   該涂料可用于金屬膜電阻器、碳膜電阻器和臥式電感器等電子元器件的阻燃絕緣保護(hù)。

   4.產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

   碳膜電阻器用阻燃型高固體分環(huán)氧涂料的技術(shù)指標(biāo)見表6-26。

 

 

   5.涂裝要點

   （1）涂裝工序

   1）涂底漆當(dāng)對金屬膜電阻器和碳膜電阻器有水煮負(fù)荷試驗和“三防”性要求時，必須涂覆RT30（或RT31）底漆。通常底漆的施工黏度為15～25s（涂-4杯）。在自動涂裝線上滾涂時，涂覆應(yīng)均勻、完整、不漏底、無浪痕，涂膜厚度控制在30～45μm。按規(guī)定的固化條件調(diào)整烘區(qū)溫度和自動線鏈條運行速度。

   2）涂面漆將面漆主劑充分?jǐn)嚢杈鶆?，按主劑：固化?100：25（質(zhì)量比）稱量；用專用

溶劑兌稀至施工黏度。若涂三道面漆，第一道涂-4杯黏度為55s左右、第二道和第三道涂-4杯黏度為70～80s。每道施工都應(yīng)控制涂覆均勻、無流痕、無針孔等弊病，涂層的總厚度為0.25～0.30mm。按規(guī)定固化條件烘烤固化，可根據(jù)涂膜出現(xiàn)的弊病，調(diào)整烘區(qū)溫度、自動線鏈條運行速度和涂料黏度等參數(shù)，保證產(chǎn)品合格率。

   3）涂色環(huán)標(biāo)志漆將色環(huán)標(biāo)志涂料充分?jǐn)嚢琛⒂萌軇┱{(diào)至施工黏度。應(yīng)保證涂膜充分固化、對施工中出現(xiàn)的“斷環(huán)”和“寬線”現(xiàn)象，應(yīng)及時調(diào)整輥輪和涂料，以保證產(chǎn)品合格。

   4）包裝三種涂料按涂裝要求結(jié)束施工后，最后一道工序是將涂覆合格的電阻器放在膠帶上或裝入包裝袋內(nèi)。標(biāo)明生產(chǎn)單位、產(chǎn)品名稱、規(guī)格、數(shù)量和生產(chǎn)日期等。

   （2）涂裝環(huán)境涂裝環(huán)境對電阻器上的涂膜形成影響很大。好的涂裝環(huán)境應(yīng)該是：涂裝場所明亮且亮度均勻、溫度比氣溫稍高、濕度適宜、空氣清潔、換風(fēng)適當(dāng)、防火和衛(wèi)生條件好。這里介紹氣溫、濕度、防塵和通風(fēng)。

   1）氣溫和濕度涂裝電阻涂料場所要求溫、濕度恒定。因為溫、濕度變化會影響涂膜厚度、涂膜干性、表面平滑度、光澤和顏色均勻性等。最適宜的環(huán)境溫度20～25℃，RH＜75%，在高濕度下，應(yīng)在涂裝車間安裝調(diào)溫調(diào)濕機。

   2）防塵空氣中的塵埃是電阻器涂膜的大敵。要獲得性能優(yōu)良的涂膜，必順采取適當(dāng)?shù)姆缐m措施。在涂裝車間內(nèi)安裝除塵器，清除粒徑10μm以下的塵埃，規(guī)定操作人員穿拖鞋、戴口罩和工作帽等。

   3）通風(fēng)涂裝車間內(nèi)必須適當(dāng)通風(fēng)，不斷補給新鮮空氣，保證操作人員有安全生產(chǎn)環(huán)境。

   （3）質(zhì)量檢查施工中的每道工序都與產(chǎn)品質(zhì)量有直接聯(lián)系，應(yīng)做到涂裝每道涂料后都有檢查，操作人員自檢與專職人員檢查相結(jié)合。

   1）涂裝前檢查涂裝前對電阻器的表面清潔、電阻體引線和帽蓋是否脫落等都應(yīng)進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁用手觸摸電阻器。

   2）施工檢查施工檢查系指涂裝過程中對每道工序的涂覆質(zhì)量檢查。主要內(nèi)容有：各種涂料的施工性、涂料黏度、涂膜表面是否均勻、是否有漏涂，是否有氣泡及針孔、涂膜干燥程度、附著力和硬度等都應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)觀測。準(zhǔn)確控制烘區(qū)溫度、傳送帶速度、涂料輥輪運行狀態(tài)和涂料黏度變化等重要施工參數(shù)。發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

   3）工藝檢查工藝檢查是定期或不定期的對涂裝工藝執(zhí)行情況、涂裝線運行狀況和涂裝質(zhì)量等進(jìn)行抽查，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行綜合技術(shù)分析，采取改進(jìn)措施。

   4）最終檢查最終檢查是產(chǎn)品出廠前的質(zhì)量把關(guān)檢查。對涂膜顏色、光澤、表面狀態(tài)及色環(huán)標(biāo)志的準(zhǔn)確性等進(jìn)行確定性檢查；對涂膜的氣泡、針孔及流痕等弊病進(jìn)行排除性檢查；對涂膜干性及厚度等規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。

   總之，要抓住影響涂裝質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有針對性地、合理地組織質(zhì)檢，既提高工作效率又保證產(chǎn)品質(zhì)量。

   （4）涂膜弊病及其防止電阻器用涂料在涂裝過程中，有時會出現(xiàn)流掛、縮孔、起泡及針孔等弊病。關(guān)于主要弊病的表現(xiàn)、產(chǎn)生原因及防止措施見表6-27。

 

 

   （5）防火及安全措施

   1）涂裝車間的防火涂裝車間應(yīng)有兩個出口，備有消防滅火用具、設(shè)備應(yīng)接地線，防止靜電積聚和靜電放電；涂裝車間內(nèi)嚴(yán)禁煙火；應(yīng)設(shè)有調(diào)漆室和涂料貯存庫；嚴(yán)禁隨意倒溶劑和廢涂料；車間照明燈及電氣開關(guān)符合防火安全技術(shù)要求。

   2）滅火方法滅火方法多種多樣，基本原理如下：移去或隔離已燃物的火源，使之熄火；隔絕空氣，切斷氧氣，使之自熄；將不燃性氣體（如二氧化碳）噴到燃燒物上，把空氣中的氧氣稀釋到＜16%，使之滅火；用冷卻法使燃燒物的溫度下降到著火點以下，即可滅火。涂裝車間的員工都應(yīng)熟知防火安全技術(shù)，掌握滅火原理、火災(zāi)類型和滅火方法，學(xué)會使用消防工具。

   3）衛(wèi)生安全措施為保證操作人員的身體健康和安全，涂裝車間應(yīng)有切實可行的衛(wèi)生安全措施。對車間員工進(jìn)行經(jīng)常性的培訓(xùn)與教育，掌握必要的衛(wèi)生安全防護(hù)知識。具體措施如下：

   涂裝車間內(nèi)溫度不低于15℃、RH50%～65%、清潔無塵。

   在采用暖風(fēng)時，不允許用循環(huán)風(fēng)，車間有害氣體含量不超過衛(wèi)生許可濃度。

   涂裝員工操作時，應(yīng)戴好防護(hù)用具，如專用工作服、手套和口罩等。

   清洗涂裝工具時，應(yīng)使用帶蓋的溶劑桶，不用時加蓋存放。

   嚴(yán)禁在涂裝現(xiàn)場吃食物，工作完畢應(yīng)洗淋浴，施工人員應(yīng)按期進(jìn)行身體檢查。

   總之，高質(zhì)量的電阻器涂料必須有科學(xué)的施工應(yīng)用技術(shù)才能實現(xiàn)其使用價值，施工應(yīng)用技術(shù)的規(guī)范化是涂料達(dá)到使用要求的重要環(huán)節(jié)。嚴(yán)格控制涂裝工藝的全過程，及時采取正確的措施防止涂膜弊病，使電阻器達(dá)到滿意的應(yīng)用效果。