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.超低溫固化粉末涂料

發布日期:2018-07-27 作者: 點擊:

摘要:介紹了一種新型超低溫粉末涂料固化劑及其結晶性環氧樹脂制成的粉末涂料的各項性能。它的研制成功極大地拓展了粉末涂料的應用范圍,具有明顯的經濟效益與社會效益。

 

1.前言

    粉末涂料在我國經過近幾十年來的發展,已成為世界上僅次于美國的第二大生產國,其應用范圍已從最初的家用電器領域逐漸向各行業迅猛發展,擴大到石油化工、機電儀表、船舶、電子器件、建筑、交通、機械、汽車、集裝箱、包裝、航天航空、水利、計算機、鐵道、兵器等幾十個行業。

    粉末涂料雖然具有四“E”(經濟、環保、高效、性能卓越)優點,但它的一些弱點也是顯而易見的。如固化條件比較苛刻,固化溫度一般在180℃~200℃之間。固化溫度高除了導致能耗高外,對一些不能進行高溫固化的使用場合如塑料、木材的涂裝等受到限制,大大影響了粉末涂料應用領域的擴大。因此,實現粉末涂料的低溫固化已成為粉末涂料業界長期追求的目標。

    粉末涂料由于其生產本身的工藝特點,不能像液體涂料那樣進行低溫固化,一般來說,我們將固化溫度在180℃~200℃之間的粉末涂料定為標準固化型粉末涂料,將130℃~160℃之間定為低溫固化型,而將110℃~130℃之間可定為超低溫固化型。

    實現粉末涂料超低溫固化在技術上有較大難度。粉末涂料的固化體系是一種低溫潛伏性的固化體系,如果該體系低溫反應活性較高,勢必影響到粉末制粉擠出與儲存穩定性,另一方面粉末涂料所采用的環氧樹脂與固化劑均是較高軟化點的固體,在低溫下熔融粘度較高,在低溫固化時,涂膜難以流平,影響表面效果。如果采用軟化點較低的樹脂與固化劑雖可降低熔融粘度,但粉末的儲存穩定性變差,需要低溫冷藏保存,給使用帶來諸多不便。因此,尋求一種能適合粉末儲存既有較高的軟化點又有合適的反應活性的環氧樹脂與固化劑是制備低溫固化粉末涂料的關鍵。借助現代分析手段,進行材料化學性能與熱性能分析,通過一年多來的反復配方篩選,終于找到了比較理想的低溫固化的粉末涂料配方體系,研制的粉末涂料可在110℃下固化,但固化時間略長,在120℃下,可與標準型粉末涂料固化時間相當。

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2.實驗條件與方法

3.1粉末涂料制備

    將樹脂、固化劑、助劑、顏填料等原材料準確稱量后在高速混合機中混合5~8分鐘,在擠出機上混煉擠出(Ⅰ區溫度設定在100 ±2℃ ,Ⅱ區溫度設在90± 2℃ )壓片、破碎、過180目篩,即得成品粉末涂料。

3.2樣板制備

    待噴涂樣板先進行磷化處理,烘干。采用靜電噴涂將制備好的粉末噴涂至規定厚度,控制在膜厚在60~90μm將,烘烤條件分別設定為110℃30分鐘,120℃20分鐘,130℃10分。

 

4.試驗結果與討論

4.1粉末涂料基本配方的確定

    考慮生產成本與使用習慣,選用雙酚A型環氧樹脂E-12環氧樹脂作為主體環氧樹脂,固化劑根據不同固化條件要求,采用一種端羥基與端胺基的大分子化合物配合促進劑調節反應速度。由于環氧樹脂與固化劑本身有較高軟化點,因此制成粉末后有較好的儲存穩定性,固化劑分子結構中一定數量的胺基具有較高的反應活性,也具有較好的催化作用;此外,由于其大分子結構,形成的涂膜不會像咪唑類固化劑固化的涂膜那樣脆,具有較好的機械性能,典型的配方如表一。


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