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促进剂对聚酯环氧的粉末涂料性能影响
时间:2020-12-16 09:00:58 点击次数:126

研究了不同促进剂种类对聚酯环氧粉末涂料与涂膜功能的影响,同一种促进剂种类对不同聚酯树脂种类制造聚酯环氧粉末涂料与涂膜功能的影响,以及不同催化剂用量对同一种聚酯环氧粉末涂料与涂膜功能的影响。

1 引言

众所周知聚酯环氧粉末涂料是由聚酯树脂、环氧树脂、颜填料和助剂等组成。

在助剂的成分中,除了常用的流平剂、分散剂、除气剂、松散剂等外,为了满意粉末涂料的反响活性,也就是满意烘烤固化条件而需求增加固化促进剂,使涂膜功能达到用户的要求。

跟着我国粉末涂料与涂装工业的迅速发展,为了满意各种用处的需求,开发的聚酯树脂与环氧树脂的种类许多,基本上能满意一般的需求。

可是还不能彻底满意特殊用处的需求。在粉末涂料用聚酯树脂种类的开发中,尽管都要增加不同量的固化促进剂。

可是由于原材料生产单位的远近、产品价格、树脂的相容性等多方面的原因而没有找到理想的树脂种类时,应考虑对熟悉的树脂种类的活性进行调整后运用,具体措施之一是在配方中增加促进剂。

在粉末涂料配方中,促进剂的首要作用是进步树脂与固化剂(或树脂) 的反响活性,进步成膜物的固化反响速率或缩短固化反响时间,或许调整粉末涂料的胶化时间和熔融水平流动性等。

在聚酯环氧粉末涂料体系中运用的促进剂种类许多,常用的种类有金属氧化物(氧化锌)、叔胺(咪唑类)、季胺(卞基氯化胺)、季铵盐(鎓盐)等。

了解不同促进剂种类对同一种聚酯树脂制造的聚酯环氧粉末涂料与涂膜功能的影响;

同一种类的促进剂对不同厂家或同一厂家不同型号的聚酯树脂制造的聚酯环氧粉末涂料与涂膜功能的影响;

促进剂不同用量对同一种聚酯树脂制造粉末涂料与涂膜功能的影响等,对于设计聚酯粉末涂料、挑选促进剂的种类和用量、挑选聚酯树脂的种类具有重要的意义。本文就此进行研究。


2 实验部分

2.1 实验设备和仪器

实验设备有实验室用双螺杆挤出机、破坏机、静电粉末喷涂设备;仪器有色差仪、胶化时间和熔融流动性测定仪、冰箱、涂膜光泽和冲击强度实验器等。

2.2 实验原材料

原材料有:聚酯树脂-1、聚酯树脂-2、聚酯树脂-3、聚酯树脂-4、环氧树脂E-12、促进剂-1(咪唑类)、促进剂-2(咪唑啉)、促进剂-3(鎓盐)、钛白粉R940、沉淀硫酸钡、流平剂、分散剂、除气剂和其它助剂等。

2.3 实验办法

按粉末涂料的配方称量,以一般粉末涂料的制造办法,经过熔融挤出破坏过筛(180 目)制得粉末涂料。

然后测定粉末涂料的胶化时间和熔融水平流动性,在0.5 mm 的冷轧钢板上经静电喷涂后别离于180 ℃190 ℃200 ℃固化15 min,检测涂膜性能。

3 成果与评论

3.1 不同促进剂对同一聚酯环氧粉末涂料性能的影响

选择促进剂-1、促进剂-2、促进剂-3,别离与聚酯树脂-1 和环氧树脂E-12 制造聚酯环氧粉末涂料。不同促进剂对聚酯环氧粉末涂料与涂膜性能的影响实验成果见表1

  

1 实验结果阐明,不同促进剂种类对同一种聚酯环氧粉末涂料的胶化时刻、熔融流平性、涂膜的光泽和冲击强度有不同的影响,特别是对冷冻后的涂膜冲击强度影响不同较大。

这是由于不同促进剂的结构不同,催化的机理也不同,所以促进作用也不同。因此根据粉末涂料与涂膜功能的要求挑选合适的促进剂种类是很有必要的。

3 种不同促进剂配制的粉末涂料和无促进剂(空白)的粉末涂料分别在180 ℃、190 ℃、200 ℃固化15min,比较涂膜色差(ΔE)的变化情况,其实验结果见表2。

 
2 实验成果说明,无论是以加促进剂的180 ℃烘烤固化的样板为规范,还是以没有加促进剂的180℃烘烤固化的样板为规范,促进剂-3 的色差最小。

因此从涂膜的耐变色性和耐热性考虑,选择促进剂-3 是比较好的。

3.2 同一促进剂对不同聚酯树脂环氧粉末涂料的影响

选择促进剂-3,用不同厂家生产的聚酯树脂-1、聚酯树脂-2、聚酯树脂-3、聚酯树脂-4 别离制造聚酯环氧粉末涂料,对粉末涂料与涂膜的功能影响进行比较,其实验成果见表3

 

从表3 实验成果可知,促进剂-3 以同样的用量与不同厂家的聚酯树脂制造聚酯环氧粉末涂料时,对粉末涂料的胶化时刻有影响,但影响不太大,对粉末涂料的熔融水平流动性的影响较大。

这是由于聚酯树脂的生产厂家在规划聚酯树脂的活性时,考虑到粉末涂料的烘烤固化条件设定在180 ℃、15 min。

所以各厂之间的聚酯树脂的活性和胶化时刻的不同不会很大,可是各厂家运用的原材料不同,树脂结构有不同,熔融黏度不同较大,使粉末涂料的熔融水平流动性的不同也较大。

用这种促进剂的粉末涂料,在180 ℃、190 ℃、200℃不同温度下烘烤固化15 min 时,涂膜的光泽不同很大,但对涂膜在常温下的冲击强度没有显着的影响,然而对冷冻下的冲击强度是有必定影响的。

这一实验成果说明,同一种促进剂对不同厂家的聚酯树脂制造的粉末涂料与涂膜功能的影响有很大的区别,所以必须通过不同聚酯树脂和促进剂之间的比较实验来选择最佳的聚酯树脂与促进剂之间的匹配。

别的,同一种促进剂对于不同厂家的聚酯树脂制造聚酯环氧粉末涂料涂膜色差的影响来说,以无催化剂的粉末涂料180 ℃、固化15 min 的涂膜为规范;

有促进剂-3 的不同聚酯树脂粉末涂料分别在180 ℃、190 ℃、200 ℃固化的涂膜的色差(ΔE)进行比较时,相对比较起来聚酯树脂-4 的色差最小、涂膜耐热性最好。

而聚酯树脂-2 的色差最大、涂膜耐热性最差,其涂膜耐热性的好坏次序如下:

聚酯树脂-4>聚酯树脂-1>聚酯树脂-3>聚酯树脂-2

根据涂膜的耐热性和色差的要求,选择好聚酯树脂种类或者促进剂种类也是规划粉末涂料配方的重要问题。

3.3 不同促进剂用量对聚酯环氧粉末涂料的影响

选择促进剂-3,与聚酯树脂-2、聚酯树脂-3 和聚酯树脂-4 分别以不同的用量制造粉末涂料,对涂膜的功能进行测试,实验成果见表4 ~ 6。

 


4 实验成果阐明,跟着配方中促进剂用量的添加,粉末涂料的胶化时刻显着缩短,熔融水平流动性也有变小的倾向,并且对涂膜的冷冻冲击功能也有一定的影响,用量在0.40 g 时其功能最好。

另外,在一定用量范围内,促进剂对涂膜的冲击强度没有显着的影响,对涂膜光泽的影响也没有显着的规则。

5 实验成果阐明,跟着配方中促进剂用量的添加,粉末涂料的胶化时刻显着缩短,熔融流动性也显着变小,但对涂膜的光泽、冲击强度、冷冻冲击强度的影响没有显着的不同。

 

 

6 实验成果阐明,跟着配方中促进剂用量的添加,粉末涂料的胶化时间显着缩短,熔融水平流动性也显着变小,并且对涂膜的冷冻冲击功能也有一定的影响,用量在0.40 g 时其功能最好。

另外在一定用量范围内,对涂膜光泽和冲击强度没有显着的影响。

 


4 ~ 6 的实验结果都阐明,一般在聚酯环氧粉末涂料系统中,随着促进剂用量的添加,粉末涂料的胶化时刻缩短,熔融水平流动性也有变小的倾向。

因此,添加和调整促进剂的用量可以调整粉末涂料的烘烤时刻和温度,并且对防止涂膜流挂等问题是很有效的。

在上述实验中,对涂膜的光泽和冲击强度的影响并不显着,可是对涂膜的冷冻冲击强度的影响比较显着。

因此根据用户对粉末涂料和涂膜功能的要求,挑选最佳促进剂种类和用量是粉末涂料配方规划的重要内容之一。

4 结语

在用同一种聚酯树脂与不同种类的促进剂制造的聚酯环氧粉末涂料系统中,不同促进剂种类对粉末涂料的胶化时刻和熔融水平流动性有一定的影响。

对涂膜的冲击强度,特别是冷冻冲击强度的影响更大,并且在不同温度下烘烤固化时对涂膜色差的影响也有显着不同。因此,有必要挑选适宜的促进剂种类。

在用同一种促进剂与不同厂家聚酯树脂制造的聚酯环氧粉末涂料系统中,聚酯树脂种类对粉末涂料的胶化时刻有一定的影响,对熔融水平流动性影响更大;

别的对涂膜冷冻冲击强度影响和不同温度下烘烤时涂膜色差的影响也较大。因此,有必要挑选适宜的树脂种类匹配。

在用同一种聚酯树脂与不同用量的同一种促进剂制造聚酯环氧粉末涂料系统中,随着促进剂用量的添加粉末涂料的胶化时刻有显着缩短,熔融水平流动性也有变小的倾向。

虽然对涂膜的光泽和冲击强度没有显着的影响,可是对涂膜冷冻冲击强度有显着的影响。因此,有必要考虑挑选适宜的促进剂用量。

总而言之,为了得到具有适宜的反应活性、优秀的涂膜机械功能(特别是冷冻下的冲击强度)和耐热性好(色差小)的聚酯环氧粉末涂料,有必要挑选好促进剂的种类和用量,还要挑选好聚酯树脂的种类相匹配。



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