粉末涂料具有節(jié)能、環(huán)保、歸納功能優(yōu)異的特點,相比傳統(tǒng)的液體涂料,粉末涂料具有無溶劑蒸騰的優(yōu)勢。但在實踐噴涂固化進程中,粉末涂料仍然會有少量小分子物質(zhì)蒸騰,最常見的現(xiàn)象就是在固化進程中有“冒煙”現(xiàn)象。還有一種現(xiàn)象簡略被忽視,那就是“手印”現(xiàn)象。
例如:噴涂好的工件,工人下件時手直接觸摸涂膜,簡略發(fā)生“手印”現(xiàn)象;或許工件有瑕疵,二次噴涂固化,沒有二次噴涂的當?shù)兀3尸F(xiàn)之前觸摸者的手印,而且手印非常顯著;如果二次噴涂正好是之前手觸摸的當?shù)?,涂膜之間的附著力還會呈現(xiàn)問題。此類“手印”現(xiàn)象到處可見,尤其是亮光產(chǎn)品,“手印”現(xiàn)象更為顯著。發(fā)生此類現(xiàn)象的首要原因,一方面是聚酯樹脂中含有的低相對分子質(zhì)量物質(zhì),制備成粉末涂料進行使用的進程中,在涂層外表分出,造成“手印”現(xiàn)象。
特別是夏日,涂層與人體手汗成分觸摸,“手印”消光更為顯著。另一方面是粉末配方中一些小分子助劑,具有較強的蒸騰性和遷移性。如蠟粉、流平劑、安息香等,在固化進程中浮到涂膜外表,使涂膜外表發(fā)生一層薄膜,汗手觸摸時簡略發(fā)生手印。
本研討首要從聚酯樹脂的組成視點研討粉末涂料的耐手印功能,以對苯二甲酸、間苯二甲酸、新戊二醇等為質(zhì)料制備一種耐手印聚酯樹脂,討論原資料單體以及組成工藝對耐手印功能的影響,并簡略介紹其在高光、砂紋粉末涂料使用中的耐手印狀況。
1實驗部分
1.1首要質(zhì)料
新戊二醇(NPG)
三羥甲基丙烷(TMP)
4-環(huán)己烷二甲醇(CHDM)、乙基丁基丙二醇(BEPD)
乙二醇(EG)、對苯二甲酸(TPA)
間苯二甲酸(IPA)
己二酸(ADA)
草酸亞錫(FC2001
助劑:捷通達;異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)
超細硫酸鋇
流平劑(GLP588)、安息香
炭黑:卡博特;有機膨潤土
砂紋劑:捷通達;701B
以上資料均為工業(yè)級。
1.2首要儀器
5L玻璃組成設備、差熱分析儀(Pyris6)
黏度儀
光澤儀
膜厚儀、雙螺桿擠出機
靜電噴涂設備
1.3組成辦法
1.3.1樹脂組成基礎配方
聚酯樹脂的組成基礎配方見表1。
1.3.2樹脂組成工藝
第一階段:將配方量的醇(NPG、EG、CHDM、BEPD、TMP)投入反響釜中,加熱至120℃,待醇熔化,開啟拌和后投入TPA和Fc2001,緩慢升溫至248℃,保溫至酸值6~10mgKOH/g;
第二階段:降溫至190~220℃,順次投入配方量的IPA和ADA,升溫保持反響至反響物清澈,取樣測酸值,達到43~47mgKOH/g后降溫至230℃;
第三階段:以-0.096MPa的真空度真空縮聚2h,測定酸值、黏度后降溫至180~200℃,投入助劑,保持0.5h。即為本研討所用聚酯樹脂。
1.4粉末涂料的制備
將組成的聚酯樹脂、固化劑TGIC、流平劑、顏填料、安息香等分別按配方份額均勻混合,再經(jīng)過雙螺桿擠出機擠出、壓片,冷卻后破碎、過篩,制備成粉末涂料。
并將粉末涂料用靜電噴涂的辦法噴于經(jīng)過處理的樣板上,各組份配比見表2。最后,將制備好的樣板置于烘箱中(固化條件:200℃/10min),固化成膜。
1粉末涂料中聚酯樹脂功能參數(shù)
為了討論耐手印功能的各類影響要素,選用1.3組成辦法,經(jīng)過調(diào)理原資料品種及用量,組成了一系列樹脂。將組成的樹脂使用于TGIC系統(tǒng),按照表2高光粉末配方制備成粉末涂料,檢測其各項功能,結(jié)果列于表3。
在組成的一系列樹脂中,相對于A樹脂,B、C、D分別是聚酯配方中選用環(huán)己烷二甲醇、乙基丁基丙二醇、乙二醇代替部分新戊二醇;
E是選用間苯二甲酸代替部分對苯二甲酸;F是聚酯配方中削減了助劑用量;G是選用了不同的工藝。
2原資料單體對耐手印功能的影響
為了更顯著地顯現(xiàn)手印狀況,在200℃/10min條件下將粉末涂料固化冷卻后,用汗手與之觸摸。
隨后放入130℃烘箱,烘烤12h,然后調(diào)查涂層外表狀況,查驗其耐手印功能。圖1是A~G系列樣品涂層耐手印功能的測驗圖片。
從表3中低溫烘烤后的光澤變化以及涂層外表手印狀況(圖1)能夠看出:A樹脂烘烤后失光嚴峻,光澤降至63.2%,再次觸摸涂層易呈現(xiàn)手印。
選用環(huán)己烷二甲醇(圖1A→B,在A的基礎上調(diào)整配方后形成B。下同)、乙基丁基丙二醇(圖1A→C)、乙二醇(圖1A→D)、間苯二甲酸(圖1A→E)等代替部分新戊二醇或?qū)Ρ蕉姿?,能夠有用改進涂層外表失光現(xiàn)象,進步耐手印功能。
這可能與起霜現(xiàn)象中發(fā)生的“霜”有關,有文獻研討了“霜”的首要成分是新戊二醇和對苯二甲酸形成的環(huán)狀低聚物,該類小分子物質(zhì)在低溫烘烤時分出,與手汗觸摸,在涂層外表更易顯現(xiàn)手印。
因而,選用環(huán)己烷二甲醇、間苯二甲酸等單體來代替部分新戊二醇、對苯二甲酸,能夠削減環(huán)狀低聚物的生成。低相對分子質(zhì)量物質(zhì)分出量的削減,能夠進步涂層的耐手印功能。
在聚酯樹脂的組成中,通常會選用一系列助劑來改進粉末涂料的功能,一些助劑相對分子質(zhì)量較小,易揮發(fā)。
這些助劑的參加,會使粉末涂料在使用的過程中分出更多的小分子物質(zhì),使得涂層外表失光,汗手觸摸容易發(fā)生手印,恰當削減小分子助劑的用量,能夠進步耐手印功能(圖1A→F)。
3工藝的影響
聚酯樹脂中低相對分子質(zhì)量、易揮發(fā)、易分出物質(zhì)的首要來源于組成過程中發(fā)生的副反響。如低聚物的生成、醚的生成、熱氧化降解等。
為了下降副反響發(fā)生的低相對分子質(zhì)量物質(zhì),在聚酯樹脂的組成中,要挑選適宜的工藝參數(shù),如反響時刻、真空溫度、真空時刻等,這些參數(shù)對相對分子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量散布等功能都有一定的影響。
不同催化劑,反響速率不同,反響所需時刻也不同。高催化活性的催化劑,在加速主反響的同時,也加速了副反響的進行,生成了更多的小分子副產(chǎn)物;
低催化活性的催化劑,使反響時刻延伸,聚酯樹脂的熱氧化降解增多,小分子副產(chǎn)物含量也會有所增加。
在真空縮聚反響階段,恰當延伸真空時刻有助于削減低相對分子質(zhì)量物質(zhì)的存在。如圖1(A、G)所示,真空時刻對耐手印功能存在一定影響,但差異并不顯著。
同時較長的真空時刻可能會使酸值、黏度等指標呈現(xiàn)一定程度的變化。因而,在優(yōu)化工藝參數(shù)時,還需歸納考慮其對各項功能的影響。
4在粉末涂料中的使用
將組成的耐手印粉末涂料用聚酯樹脂分別使用于高光、砂紋等范疇,表4列出了耐手印聚酯樹脂及其粉末涂層的部分功能參數(shù),同時,為了查驗其耐手印狀況,選取了一支慣例功能與其挨近的聚酯樹脂及其粉末涂層進行檢測。
從表4能夠看出,兩種樹脂酸值、黏度、Tg、軟化點等慣例功能指標較為挨近,但在低溫烘烤耐手印方面差距較大。
將組成的耐手印樹脂和慣例樹脂用于TGIC系統(tǒng),與固化劑份額為93∶7,200℃/10min固化后進行功能比較發(fā)現(xiàn):
2種樹脂形成的涂層的沖擊、彎折功能杰出,并均具有杰出的附著力、耐候(300hQUVB白色涂層保光率均在50%以上)等功能。
但從高光板在130℃烘箱烘烤12h后涂層的光澤能夠看出,選用慣例聚酯制備的涂層失光嚴峻,光澤下降至67.8%,且觸摸涂層會呈現(xiàn)顯著手??;而耐手印樹脂光澤為90.1%,體現(xiàn)杰出。見圖2。
圖2列示了由兩支樹脂制備的黑色高光與砂紋粉末涂料的耐手印狀況。左邊兩列圖為130℃烘烤12h后的作用,右側(cè)兩列圖為140℃烘烤1h的作用。
從圖中能夠看出,耐手印聚酯樹脂很難看出手印的存在,即便烘烤12h也只存在淺顯手印,擦洗即可鏟除,而慣例樹脂則具有很顯著的手印。
3結(jié)語
本研討歸納考慮對苯二甲酸、間苯二甲酸、新戊二醇等質(zhì)料單體以及催化劑、助劑、組成工藝等對粉末涂料耐手印功能的影響,合理設計聚酯樹脂配方,組成了一種耐手印粉末涂料用聚酯樹脂。
該樹脂可使用于高光、砂紋、橘紋等多品種型粉末涂料中,在TGIC系統(tǒng)中,200℃/10min固化后的涂層沖擊、彎折、附著力等功能杰出,外表分出小分子物質(zhì)少,與人體汗手觸摸后,低溫烘烤很難看出手印的存在。
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