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丙烯酸无光粉末涂料的研制

放大字体  缩小字体 http://www.xxtlw.com  发布日期:2017-06-28  来源:互联网  浏览次数:566
中国新型涂料网讯:
       摘要:新型无光丙烯酸粉末涂料的研制成功为我国粉末涂料行业开辟了新的技术领域,文章讨论了研制该涂料所需解决的诸多技术问题。
      1 前言
       粉末涂料日新月异地向前发展,新品种层出不穷。户内粉末涂料以聚酯—环氧型(混合型)为代表,在我国已有多年的发展。其品种有高光、平光、半光、低光(又称哑光)、无光、纹理等,这些产品在技术上均已十分成熟。目前混合型粉末涂料在我国占主导地位,大约占总产量的70~80%。
       户外型粉末涂料以聚酯/tgic型为代表,虽然发展相对较晚,但这几年也有了长足的发展。户外粉末涂料的使用对象最早是空调器外壳,当时涂膜光泽约80%~95%,属于高光型产品范畴。纯聚酯户外粉末涂料的性能优异,使用范围越来越广,如交通车辆零部件、农用机械零部件、钢铝合金门窗、公路护栏、路灯杆柱、室外金属家具等等,有些户内耐久性产品如冰箱、洗衣机、天花板等也使用户外粉末涂料进行涂装。由于不同的产品有不同的外观要求,单一的高光型涂末满足不了这种需求,于是出现了无光的户外粉末涂料。
       2 丙烯酸无光粉末涂料的研制
       粉末涂料生产厂家、科研机关、大专院校、涂料助剂厂等等各自以不同的方式、从不同的角度开展不同光泽户外粉末涂料的研究与探索。归纳起来主要有如下4种途径:
       · 采用某些具消光作用的填料;
       · 采用不同型号的聚酯树脂分别制造粉末,然后将两种粉末干混在一起,利用这两种粉末的不相容性达到消光目的;
       · 采用消光助剂(消光剂或消光固化剂);
       · 采用上述3种方法的协同组合。
       以上几种方法,一般能降低涂膜光泽40~70光泽单位,即形成的涂膜最终光泽是20~30左右,更低光泽的要求就难于达到了。
       近年来用于粉末涂料的低光丙烯酸树脂问世,我公司采用这种新型的树脂作为关键材料,通过大量的试验研究,成功研制出耐候性良好、涂膜光泽可低达5以下的无光丙烯酸粉末涂料;并已大量供应市场,得到广大用户的高度评价。
       丙烯酸树脂高温固化时,通过本身的官能基团(环氧基)与聚酯树脂羧基的交联反应,形成网络结构,而涂层表面呈现微观不平整状态,这种微观的不平整性使表面产生光散射作用,从而达到消光的效果。
       作为一种用户能够接受的户外粉末涂料,耐候性和无光仅仅是最基本的要求,同时还应具备其他性能,,如松散性、贮存稳定性、机械强度(冲击强度、柔韧性、硬度)等等。配方研究与设计涂料性能与质量的重要保证。为此,我们以上问题一一进行了深入而细致的研究。
涂料的松散性,可以通过树脂特性及其粒度分布的选择、助剂的选择与加入的方式、填料的选用等加以解决。
       涂料的贮存稳定性,也与树脂特性粒度、分布有极大的关系。众所周知,树脂软化点(或玻璃化温度)过低,粉末涂料容易结团。粉末的粒度过细在贮存时也容易结团。要解决这个问题,除了在树脂选择和粒度的分布上加以调整外,还可以加入某些添加剂。
       机械强度是粉末涂料的一项重要性能。实际上粉末涂层的机械性能是多个因素的综合结果。制粉技术及涂装工艺都对涂层机械性能有影响,涂装前的底材预处理,涂膜固化工艺条件等不在此赘述。
       就制粉技术而言,原材料本身和配方设计是关键。
       粉末涂料的原材料当中树脂是最重要的一类。有些树脂从其技术指标来看,虽然符合要求,但其反应活性较低,在我们要求的固化条件下很难完全反应。形成的涂膜机械强度不高。配方中所用的颜料、填料有些碱性过强,会消耗树脂的部分羧基,影响涂料固化反应的进行,导致涂膜最终机械强度低。在我们的试验研究过程中还发现有若干个材料对涂膜机械性能有降低作用,由于条件所限,目前我们还难于从理论上加以解释。
       众所周知配方中的颜基比不当,颜填料含量过多,涂膜机械性能会降低,因此只顾降低产品成本多加填料而不考虑涂膜性能的方法是不可取的。适度应用添加剂,促使固化反应完全,或者添加增韧剂等,均可提高涂层的机械强度。
       涂膜的桔皮现象是一个值得探讨的问题。桔皮可以说是粉末涂料的一个特点。在我国粉末涂料行业(特别是粉末涂料的用户)中存在这们一个误区,就是过分注重桔皮,认为有桔皮就是涂膜质量不好,外现差。一个比较典型的例子是目前有不少的铝合金天花板采用粉末涂料进行涂装,该应用领域的不少客户对涂膜外观提出了过高的要求,其实高高在上的天花板表面有轻微桔皮是不影响外现和装饰效果的。事物总有二重性,鱼与熊掌不可兼得,有一利必有一弊。过高的流平性固然可以消除涂膜桔皮,但往往牺牲了涂膜的其他性能。因此这种只注重涂层桔皮,而不注重涂层质量的观念应该改一改了。我们的观点是办要不影响涂膜外观,适度的桔皮要允许的。有桔皮决不等于质量差、不等于外观不好。在一般的场合下,轻度到中度的桔皮并不影响装饰性,是完全可以接受的。当然我们有许多办法使桔皮效应降到相当低的程度。关于桔皮的另一个误区是不少业内人士认为流平剂的作用是增加流平性,减少桔皮。但研究结果告诉我们靠增加流平剂的用量来改善流平性、减少桔皮的作用是微乎其微的,流平剂的根本作用是消除缩孔。流平剂用量过大会使涂层机械强度降低,造成一系列涂膜弊病。
       无光粉末涂料的光泽问题也是值得探讨的。所谓无光并没有一个严格的定义,有人认为光泽度在15单位以下,可算是无光;也有的认为10以下,或是5以下才算是真正的无光。光泽度的高低用户可根据自己的产品装饰要求来定,而对粉末涂料的研究、生产部门而言,关键在于满足用户的这种要求。在研究丙烯酸无光粉末涂料的试验工作中,我们把光泽作为一个重要的研究内容。丙烯酸树脂的用量是关键,用量越多光泽越低;用量越少则光泽就越高,道理显而易见。俗话说牵一发动全身,要变动涂膜光泽又要保证其他涂膜性能不变,确实不是件容易的事,调整各种成分的比例,必要时还加入一些特殊的添加剂。只要配方设计正确,便可以兼顾各方面的性能要求。我们经过充分的研究,已能在涂膜光泽2~35之间随意调节。这样宽的光泽范围应能满足各种不同的装饰需要。
       3 结语
       丙烯酸无光粉末涂料在我国还是一个新兴的领域,随着时间的推移,这个品种必将日益完善。希望在不久的将来,丙烯酸粉末涂料有更大的发展。
 
 
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