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、應用前景可觀?，F以電阻器用高固體分環(huán)氧涂料為例，介紹其配方設計原則、產品組成、特性、技術指標、生產工藝及涂裝要點等內容。
一、高固體分環(huán)氧涂料配方設計原則
眾所周知，溶劑型涂料在生產和涂裝過程中揮發(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)氧涂料是當務之急、是減少污染和公害的重要措施之一。
設計高固體分環(huán)氧涂料時，應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）應較大、涂膜不應含有可被腐蝕性介質破壞的化學鍵或基團，保證涂膜在“濕態(tài)”下的粘結強度和結構的完整性。
3.便于涂料生產和涂裝
在制造涂料時，各組分間應有好的混容性、涂料內的顏填料穩(wěn)定性好；在涂裝時，涂料對被涂物有好的滲透性、附著性、保證層間粘結性和重涂性，不產生流掛和起泡等弊病。
二、高固體分環(huán)氧涂料配方設計
電阻器用高固體分環(huán)氧涂料（面漆）配方設計要求嚴格，涂裝工藝要求苛刻，以它為代表闡述配方設計要點，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”性和耐水性的應用技術要求，同時低Tg的基料為涂料生產和涂裝提供方便。因此，選用低相對分子質量液體環(huán)氧樹脂作基料是高固體分環(huán)氧涂料配方設計的必要條件。在低相對分子質量液體環(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。
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，導致涂膜的“三防”性、耐化學藥品性和耐水性下降，應限量使用，通常低于環(huán)氧樹脂質量的15%；活性稀釋劑的揮發(fā)性越大、對人體皮膚刺激性越強，使用時應注意勞動保護。
3.固化劑及固化促進劑
當前，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準如下：
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、耐化學藥品性和物理力學性能均好；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劑構成的固化體系無毒、固化時不產生低分子污物。
（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計的主要技術關鍵之一。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（含有固化促進劑）進行選擇性試驗。表6-22給出不同類型固化劑與E-44環(huán)氧樹脂固化反應試驗結果。
 （2）固化促進劑的作用 在T-2固化劑中加入適量的固化促進劑后，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)固化反應活化能，提高反應速度。
1）親核型固化促進劑親核型固化促進劑對環(huán)氧基與T-2中的酸酐反應起重催化作用，即它既催化環(huán)氧基開環(huán)又活化酸酐。例如，叔胺通過分子內鹽形活化酸酐，產生羧基陰離子：
羧基陰離子與環(huán)氧基反應生成烷氧陰離子，可產生陰離子引發(fā)的交聯(lián)固化反應，得到聚醚型為主的交聯(lián)固化網絡的涂膜，當T-2用量很大時，會得到聚醚-聚酯混合型交聯(lián)固化網絡涂膜；在固化反應體系中存在酸、醇、酚和水等氫鍵給予體時，叔胺與氫鍵給予體（HX）形成絡合物：
 絡合物與環(huán)氧反應生成半酯：
 活化物與酸酐反應生成半酯：
 上式生成的半酯再與R′3N反應還會形成絡合物并與環(huán)氧基再生成活化物，交替反應下去，生成聚酯型交聯(lián)固化網絡的涂膜。當然，也存在環(huán)氧樹脂中的羥基與T-2的酸酐反應生成羧基再與環(huán)氧基進行交聯(lián)固化反應。
2）親電型固化促進劑親電型固化促進劑對環(huán)氧基與T-2中的酸酐反應起催化作用。例如，三氟化硼絡合物在反應中形成質子：
 質子催化酸酐開環(huán)：
 形成的羰基陽離子與環(huán)氧基反應，引起陽離子聚合，得到以聚醚型為主的交聯(lián)固化網絡的涂膜。當T-2用量很大時，會得到聚醚和聚酯混合結構的交聯(lián)固化網絡涂膜。
3）金屬羧酸鹽固化促進劑金屬羧酸鹽對環(huán)氧基與T-2中的酸酐反應也起催化作用。例如，采用辛酸鋅作固化促進劑時，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)生成酯鍵結構，此時環(huán)氧基和酸酐反應速率相等。隨著反應進行，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，生成醚鍵結構，此時環(huán)氧基反應速率大于酸酐反應速率。
常用的親核型固化促進劑有三乙胺、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劑有水楊酸、磷酸酯、酚類、三氟化硼乙米絡合物和三氟化硼胺絡合物等；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劑，可延長涂料使用期并明顯加快固化反應速度。
4.阻燃劑的作用
當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。但應注意，只有掌握不同阻燃劑間相互作用原理及其熱分解產物，科學地調整不同結構阻燃劑的比例，才會發(fā)揮阻燃劑的協(xié)同效應，達到理想的阻燃效果。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，它在固相內促進碳化物生成、在氣相內能捕捉游離基，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（質量比）作基料、阻燃劑：基料=0.8：1.0（質量比），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，掌握了阻燃劑結構特點、相互作用原理及其分解物的阻燃功能，恰當地選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，則阻燃性數值最小、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，導致協(xié)同效應失效，其阻燃性數值是混合阻燃劑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值?；旧蠠o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厚的涂膜，需要加入足夠量的顏填料及助劑，同時應保證涂料中的顏填料體積分數（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節(jié)劑，可獲得光滑平整的涂膜表面。
三、高固體分環(huán)氧涂料應用示例
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，具有廣泛的應用前景。
電阻器用涂料與絕大多數工業(yè)涂料在施工應用技術上的本質區(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、防火安全技術等都有規(guī)范化的規(guī)定。該施工應用技術規(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、固化促進劑、偶聯(lián)劑等組成，配方見表6-25。
 2.生產工藝
（1）面漆主劑將配方中所有原材料都放在調漆罐內，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、達到混料目的，軋制第二遍和第三遍時，應調近輥間距離，保證適當的出料速度，當涂料細度達到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裝飾效能外，還能滿足高低溫循環(huán)、耐電壓、水煮負荷、耐溶劑、耐溫和耐濕熱等技術性能要求。同時，涂膜具有出色的阻燃自熄性和優(yōu)良的電氣絕緣性。該涂料施工時調配方便、快速固化、使用期長、有良好的適應性和配套性。為設計高質量、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。
4.產品技術指標
碳膜電阻器用阻燃型高固體分環(huán)氧涂料的技術指標見表6-26。
 5.涂裝要點
（1）涂裝工序
1）涂底漆當對金屬膜電阻器和碳膜電阻器有水煮負荷試驗和“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攪拌均勻，按主劑：固化劑=100：25（質量比）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，可根據涂膜出現的弊病，調整烘區(qū)溫度、自動線鏈條運行速度和涂料黏度等參數，保證產品合格率。
3）涂色環(huán)標志漆將色環(huán)標志涂料充分攪拌、用溶劑調至施工黏度。應保證涂膜充分固化、對施工中出現的“斷環(huán)”和“寬線”現象，應及時調整輥輪和涂料，以保證產品合格。
4）包裝三種涂料按涂裝要求結束施工后，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。標明生產單位、產品名稱、規(guī)格、數量和生產日期等。
（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、換風適當、防火和衛(wèi)生條件好。這里介紹氣溫、濕度、防塵和通風。
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，應在涂裝車間安裝調溫調濕機。
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，必順采取適當的防塵措施。在涂裝車間內安裝除塵器，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）通風涂裝車間內必須適當通風，不斷補給新鮮空氣，保證操作人員有安全生產環(huán)境。
（3）質量檢查施工中的每道工序都與產品質量有直接聯(lián)系，應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進行檢查，嚴禁用手觸摸電阻器。
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量檢查。主要內容有：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進行仔細觀測。準確控制烘區(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。發(fā)現問題及時處理。
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量等進行抽查，對出現的問題進行綜合技術分析，采取改進措施。
4）最終檢查最終檢查是產品出廠前的質量把關檢查。對涂膜顏色、光澤、表面狀態(tài)及色環(huán)標志的準確性等進行確定性檢查；對涂膜的氣泡、針孔及流痕等弊病進行排除性檢查；對涂膜干性及厚度等規(guī)定標準進行檢測。
總之，要抓住影響涂裝質量的關鍵環(huán)節(jié)，有針對性地、合理地組織質檢，既提高工作效率又保證產品質量。
（4）涂膜弊病及其防止電阻器用涂料在涂裝過程中，有時會出現流掛、縮孔、起泡及針孔等弊病。關于主要弊病的表現、產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有兩個出口，備有消防滅火用具、設備應接地線，防止靜電積聚和靜電放電；涂裝車間內嚴禁煙火；應設有調漆室和涂料貯存庫；嚴禁隨意倒溶劑和廢涂料；車間照明燈及電氣開關符合防火安全技術要求。
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熟知防火安全技術，掌握滅火原理、火災類型和滅火方法，學會使用消防工具。
3）衛(wèi)生安全措施為保證操作人員的身體健康和安全，涂裝車間應有切實可行的衛(wèi)生安全措施。對車間員工進行經常性的培訓與教育，掌握必要的衛(wèi)生安全防護知識。具體措施如下：
涂裝車間內溫度不低于15℃、RH50%～65%、清潔無塵。
在采用暖風時，不允許用循環(huán)風，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，應戴好防護用具，如專用工作服、手套和口罩等。
清洗涂裝工具時，應使用帶蓋的溶劑桶，不用時加蓋存放。
嚴禁在涂裝現場吃食物，工作完畢應洗淋浴，施工人員應按期進行身體檢查。
總之，高質量的電阻器涂料必須有科學的施工應用技術才能實現其使用價值，施工應用技術的規(guī)范化是涂料達到使用要求的重要環(huán)節(jié)。嚴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，使電阻器達到滿意的應用效果。
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