引言：粉末涂料作为一种新型环保型涂料，以其优良的特性，成为当今世界最具有发展前途的涂料。本文从粉末涂料的消光原理进行分析，并对影响消光的因素研究探讨。
20世纪70年代以来，随着工业发展，溶剂型涂料的涂装对大气的污染成为国际社会的关注焦点，粉末涂料以其完全不含溶剂, 可以全部转化成涂膜, 且涂装效率高、保护和装饰综合性能好的特点, 适应涂料工业对节约资源和能源、减轻环境污染及提高工效等方面要求, 受到全世界的广泛重视, 从而获得飞速发展。过去高光泽的亮光涂料以其色泽鲜艳、明亮等优点深受消费者的喜爱; 但随着人们生活水平的不断提高, 耐候低光粉末涂料的用量呈现较大上升趋势, 消费者感觉到了高光泽的亮光涂料成膜后反光比较严重, 对人的眼睛有害; 高档的亚光涂料, 以其自然、高贵、优雅, 吸引了广大消费者, 亚光涂层的表面可隐蔽轻微的漆膜缺陷, 使外观均匀一致,受到涂料生产厂家的欢迎, 中、低光泽涂料在未来的涂料市场中会越来越引起人们的关注。探讨粉末涂料光泽的影响因素, 对粉末涂料的生产和使用具有一定的指导意义。
一、消光原理
涂膜光泽度(%)对装饰涂料来说是一项很重要的指标。光泽度是指光线投射到物体的表面会发生光线的反射时, 物体表面对光线的反射能力, 生产中是通过光电光泽仪进行测定。粉末涂料消光的基本原理就是采用各种手段, 破坏涂层的光滑性, 增大涂层表面的微观粗糙度, 降低涂层表面对光的反射能力, 粉末涂料的消光有物理法和化学法。物理消光加入消光剂,使涂料在成膜过程, 表面产生凹凸不平, 增大对光的散射和减少反射; 化学消光是靠在涂料中引入一些如聚丙烯接枝物质类能吸收光线的结构或基团来获得低光泽。
二、影响粉末涂料光泽的主要因素
1.粉末涂料的粒径
物体表面光泽和物体表面的粗糙程度紧密相关, 光线射到物体表面上发生漫散射、反射、散射和折射, 产生消光的外观。颗粒越大, 造成的表面微观粗糙度越高, 消光效率越好, 但粉末的粒径也不能太大, 否则, 涂膜的外观质量下降, 桔皮严重, 且大颗粒粉末的重力超过空气动力和静电力, 粉末涂料未达到工件表面就已经落下, 使上粉率降低。适合静电喷涂粉末涂料, 粒径控制在20~ 90um较适宜。
2.消光剂加入量
消光剂是添加到粉末涂料配方中能够降低涂膜光泽的助剂, 常用有金属皂、蜡和功能性细料, 主要是通过消光剂与成膜物之间相容性不好而产生消光效果。以CH08粉末涂料为对象, 某固化剂的加入量与涂膜光泽关系见图1。
从图1可以看出, 在一定范围内, 增加消光剂的用量, 涂膜的光泽度下降, 但当消光剂用量超过6%后反而使光泽略有升高, 消化剂的用量在7%左右较理想。
3.填料品种
由表1可知, 填料的消光性能顺序为: 钛白粉> 沉淀硫酸钡> 立德粉> 轻质碳酸钙。填料一般占整个涂料质量的20~30%, 填料添加量太多会使涂膜表面颗粒化, 严重影响了涂膜的性能。
4.粉末涂料混合
混合粉末法是指利用具有相似的但又具有不同反应活性的这一特征, 至少2种粉末将其混合来达到消光的目的。把汉森邦德与圣联达2家公司环氧聚酯粉末涂料进行混合试验, 结果见表2。
反应活性的差异越大或引起交联的温差越高, 形成的涂膜光泽就越低。不同厂家聚酯树脂熔融黏度、反应活性有差别, 不同配比的粉末之间的表面张力也难达到一致, 因此涂膜的平整性受到影响, 光泽度发生变化, 甚至失光。但采用此方法来大批量投入生产的可能性不大, 生产过程难以控制, 容易造成针孔、缩坑等弊病。
5.涂膜的固化温度与时间
以CH-08粉末涂料固化过程为例, 固化温度和时间与涂膜的光泽关系分别见图2、图3。
从图2中可以看出: 当流平温度低于120℃时, 涂膜基本无光泽; 超过120℃时, 光泽度迅速上升, 130℃时即可达65%, 反映出较好的流平效果。对CH-08 高光型涂料, 固化温度要求达到180℃ 左右能满足要求。从图3 可知: 适当延长固化时间有助于涂膜光泽提高, 160s后达到1 个良好流平状态, 继续延长固化时间, 光泽变化不明显。生产中希望流平时间较短较好, 节约能源, 减少固化时间, 增加产量。要获得好的流平外观, 提高光泽度, 需调整悬挂链速率, 对CH-08粉末涂料喷涂线运行线速为4.5~5.5m /m in, 能满足涂层厚度及固化工艺要求。
三、结语
影响粉末涂料的光泽的因素很多, 除上面所讨论主要影响因素外, 还有其它一些方法如合成中酸值和高酸值聚酯树脂、丙烯酸系列消光树脂、高性能消光固化剂品种等配制粉末涂料达到消光目的, 满足市场日益增长的需求。尽快开发消光效果好、消光范围宽、涂膜耐久性好、价格又便宜的新型消光固化剂及消光树脂来配制低光、无光的粉末涂料产品, 寻找出便捷、经济、有效的消光途径, 是制备低光粉末涂料的1个重要课题。
