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汽车上光蜡的组成与性能分析研究

作者:东光县东盛蜂蜡厂 发布时间:2017-08-01
内容摘要:汽车上光蜡是汽车的美容剂。市场上汽车蜡的种类很多,由于不同的车蜡使用的原材料不同,其性能和特点也就千差万别。
  

汽车上光蜡是汽车的美容剂。市场上汽车蜡的种类很多,由于不同的车蜡使用的原材料不同,其性能和特点也就千差万别。按组成可分为3种类型:油基汽车上光蜡(分为蜡、有机溶剂及其它辅助材料)、水基汽车上光蜡(组成为蜡、水及其它辅助材料)和乳化型汽车上光蜡(组成分为蜡、乳化剂、有机溶剂、水及其它辅助材料)。目前,国内市场广泛使用的是油基汽车上光蜡和乳液型汽车上光蜡。
  一、汽车上光蜡的市场背景
  目前国内汽车美容行业中使用的车蜡,中高档车蜡绝大部分为进口蜡,低档蜡国产占有较大的份额。近年来,我国汽车工业迅速发展,私人拥有汽车的数量迅猛增长,汽车上光蜡中高档产品缺口较大,因此,中高档车蜡的研制和生产势在必行。针对现在市场广泛使用的油基汽车上光蜡和乳液型汽车上光蜡进行研究,对这两类高档产品的组成、产品性能做了简要叙述,为自主研发高档汽车上光蜡产品提供参考。
  二、汽车上光蜡的分类和性能
  (一)油基汽车上光蜡
  此类上光蜡一般为固体,其主要成分是蜡、聚有机硅氧烷、有机溶剂、高分子聚合物,并含有研磨剂和其它添加剂,是目前市场上使用最广泛的产品,如Soft99、龟博士蜡、3M蜡均属于此类产品。
  1.组成和作用
  一是蜡。蜡是天然的防水材料,涂抹于车身能增加漆面的光泽度,是汽车上光蜡的主要组成。单一品种的蜡不能满足汽车上光蜡性能要求,一般采用多种蜡混合,通过将软蜡和硬蜡混合使上光蜡对环境(如水滴、灰尘、泥土、阳光、油滴等)有更好的耐久性,实际应用抛光时简便、省时省力。硬蜡可以增加车身表面的光亮度,同时可以增加上光后覆盖于车身蜡膜的硬度、熔点和坚韧性,降低粘着性、塑性及结晶倾向网。软蜡可以有效填充汽车漆面的空隙,从而产生完整的光洁面,同时还可以防止硬蜡结晶析出。常用的蜡可以是动物蜡如蜂蜡、鯙蜡,植物蜡如巴西棕榈蜡、小冠椰子蜡,矿物蜡石蜡、微晶蜡、氧化石蜡、蒙旦蜡等。
  二是液体介质。液体介质主要是指有机溶剂。要求溶剂具有较高的挥发性、较低的KB值(贝壳松香丁醇值)、良好的平整性和对汽车面漆的耐溶解性。常用的有机溶剂是溶剂汽油、异链烷烃溶剂油、甲苯、苯、松节油等。
  三是研磨材料。研磨材料主要是用来填充汽车表面留下的刮痕。常用的研磨材料有硅藻土、二氧化硅、蒙脱土。研磨材料颗粒要求小且均匀,颗粒大在进行上光时会刮伤车身。美国专利中提到现代研磨材料主要采用纳米级的二氧化硅、蒙脱土等。
  四是有机硅氧烷。有机硅氧烷有优良的防水性能,性质稳定,能赋予较好的流平性,并形成增水膜。此类上光蜡中主要使用的线性氨基改性硅油。氨基改性硅油分子中氨基极性强,反应活性高,可进行交联固化,在汽车表面形成化学键,从而提高光亮度、光泽度、耐久性。氨基改性硅油的优良性能,使其成为现代汽车上光蜡必不可少的一部分。经大量研究,研究人员发现在氨基改性硅油的碳链结构中添加氟化烷基基团,形成共聚物,能使车身漆面更加光亮、蜡膜更具隐蔽性,能增强蜡膜对抗环境影响(泥土、水郭的能力,使保光更加持久。MarkR.Wollner等报导了这种共聚物俩烯酸硅氟树脂的结构组成:骨架为碳链结构,支链上有脂肪烃基团、氟化烷基基团、聚二甲基硅氧烷基团。丙烯酸硅氟树脂是目前市场高档车蜡龟博士蜡、3M蜡的重要部分。
  五是高分子聚合物。添加高分子聚合物能增加汽车漆面蜡膜的韧性和粘附力。如丙烯酸水性乳液聚合乳液就是一种压敏性材料,具有优良的粘性,使上光蜡中其它组分牢固地粘附在汽车的表面,有很好的弹性、延展性并提高车身的光泽。
  此类上光蜡具有优良的上光性能,能有效去除漆面上污点,能形成均匀光亮的保护膜。在使用时操作简单,很短的时间就可获得理想的光泽度、膜硬度、反光性能,深受广大消费者的喜爱,是目前市场上使用最多的种类。
  2.生产方法
  此类上光蜡产品的基本生产步骤如下:
  一是将各种蜡原料、硅氧烷按配方混合,在85~90℃温度下加热熔融,并低速搅拌均匀:二是将表面活性剂加入到蜡中,一般采用剂在油中法,即把乳化剂添加到蜡中,也可采用剂在水中法,即将乳化剂溶解到去离子水中;三是加入有机溶剂;四是加入去离子水,并提高转速至1000r/min左右;五是30~40分钟后,添加其它组分如杀菌剂、芳香剂,搅拌至冷却后,即得产品。
  (二)乳液型汽车上光蜡
  此类上光蜡一般是液体,主要组成是乳化蜡、有机溶剂、聚有机硅氧烷、去离子水。这类产品使用了水分代替部分溶剂油,使用时安全,不易着火,减少了对环境的污染,在人们的环保意识日益增强的今天,越来越受消费者的喜爱。如市场广泛使用的霍尼韦尔属于此类产品。
  1.组成和性能
  一是乳化蜡。乳化蜡的用途非常广泛,具有填充、提高材料和制品表面光洁度的功能,常作为上光剂应用于皮革、地板、家具及汽车上光。高质量乳化蜡的制备直接影响上光蜡的性能,制备乳化蜡的基本原料是石蜡、微晶蜡、巴西棕榈蜡、蜂蜡、蒙旦蜡等。
  石蜡是无色无味的蜡状固体胆常见的石蜡由于成份不纯,常呈白包,在47~64℃熔化,密度约0.9g/cm³。主要成分为8~15个不同碳数的正构烷烃和少量异构烷烃的混合物,是目前最重要的蜡原料,用量远远超过其他各种蜡的总和,也是最经济的蜡。
  微晶蜡是一种近似微晶性质的精制合成蜡,具有光泽好、熔点高、色泽浅的特点。其结构紧密,坚而滑润,能与各种天然蜡互熔,并能提高其低度蜡的熔点,改进粗性蜡的性能。微晶蜡本身洁白如玉,摩擦生光,对生产淡色制品带来极有利的影响。
  巴西棕榈蜡是从生长于南美洲巴西东北部的棕相树叶上提取的天然植物蜡,黄绿色至棕色固体,可以漂白。质硬而脆,具有良好的光泽性、乳化性、附着性、摩擦性、离型性、滑性及粘度硬度的调整性,是世界上适用性最为广泛的天然蜡之一。
  蒙旦蜡由褐煤蜡经溶剂抽提制成,质地比较坚硬,熔点较高,耐酸,化学稳定性、光泽度、电绝缘性均好,易溶于有机溶剂,能与石油蜡、硬脂酸等混合,无致癌作用,广泛用作价格昂贵的天然动植物蜡的代用品和补充品,可以通过精制、皂化、酸化、酯化等制得更精细的产品,如酸蜡(S蜡)、酯蜡(E蜡)和皂蜡(OP蜡),在各种塑料内外脱模剂、精细的上光剂、护理剂等方面都具有非常重要的应用。
  蜂蜡是工蜂腹部下面四对蜡腺分泌的物质。主要成分有酸类、游离脂肪酸、游离脂肪醇和碳水化合物。蜂蜡在工农业生产上具有广泛的用途,具有良好的粘着性、可透性、乳化性、光滑性、绝缘性、防水性、防锈性、不裂解性等特性,是上等上光蜡的重要组成部分。
  二是液体介质。液体介质一般是水和溶剂油的混合物。溶剂的主要作用是溶解蜡类物质和清洁作用。水介质,最好是用去离子水,可以减少细菌生长的可能性,从而延长保光时间。溶剂油的使用量应在15%^35%之间,这样才能维持水相与油相的平衡。溶剂油太多,上光蜡中非极性组分就会过量,会降低去除车面水斑的能力;同样,水分太多,会减少去除油斑的效果,使用时因水分挥发慢最终影响到蜡膜的质量。常用的重要溶剂油是汽油溶剂油、特殊异链烷烃溶剂油等。
  三是有机硅氧烷。有机硅氧烷一般是高粘度氨基改性硅油和普通的二甲基硅油混合使用。若硅氧烷粘度太高,则会增加上光的难度;太低则易挥发,影响汽车表面覆膜的防水性能、光泽度等。高粘度硅油能提高汽车面漆颜色的深度,使汽车光彩炫丽。
  现在的汽车上光蜡中还添加有聚二甲基硅氧烷,能使车体表面更加平滑、光亮。
  四是其它添加剂。其它添加剂主要指稳定剂如季按盐蒙托土,增稠剂如甲基纤维素、杀菌剂、芳香剂、研磨材料等。
  HidaHasinovic等所研制的就是乳液型汽车上光蜡,其生产工艺经济简便。其主要组成:阳离子巴西棕榈蜡微乳液、异链烷烃溶剂油、氨基改性硅油,普通硅油、纳米级高纯氧化铝、去离子水、乳化剂等。
  2.生产方法
  此类上光蜡的生产步骤一般是:以石蜡、巴西棕榈蜡、水、乳化剂等为原料制备颗粒细微的乳化蜡微乳液,将制备的乳化蜡微乳液在一定温度下与溶剂油、表面活性剂、有机硅氧烷进行再次乳化,添加增稠剂、杀菌剂、芳香剂后搅拌冷却即得产品。
  目前市场使用较为广泛的两类中高档汽车上光蜡的基本组成,它们都有去污、上光、使用方便等优点,是现代高档车蜡的典型代表。相比而言,国产车蜡质量与国外如美国、日本、德国等国生产的还有很大的差距。在经济高速发展、人们消费水平逐步提高、汽车正昂首阔步走进千家万户的今天,自主研发高档车蜡产品迫在眉睫。同时汽车上光蜡产品还可以推广应用到自行车、摩托车及家用电器、家居用品的养护方面。自主研发高档车蜡产品有广阔的市场和现实价值。

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