粉末涂料的配方設(shè)計
?? ? 粉末涂料應(yīng)用十分普及,在許多領(lǐng)域正在逐步替代含溶劑涂料等傳統(tǒng)涂料,幾十年的發(fā)展,粉末涂料技術(shù)已很成熟,這里簡要介紹基本配方(通用型)設(shè)計和部分重點市場的配方設(shè)計(實用型)、試驗過程等。
一、?粉末涂料基本配方設(shè)計要點
????1、?環(huán)氧型粉末涂料
環(huán)氧粉末是熱固性粉末研發(fā)和形成市場的粉末品種,一般是基于雙酚A型環(huán)氧樹脂,按照常見的看法。環(huán)氧粉末分為功能型和裝飾型兩類。、
功能型環(huán)氧粉末近年來發(fā)展迅速,主要應(yīng)用在防腐(輸油輸氣、管件和閥件、鋼筋等)領(lǐng)域、電子(元件等)和電氣領(lǐng)域(匯流排和母線等)。功能型環(huán)氧粉末的基礎(chǔ)樹脂除雙酚A型環(huán)氧樹脂,也經(jīng)常采用改性環(huán)氧如酚醛環(huán)氧樹脂、橡膠彈性體環(huán)氧樹脂等,具體在后面“功能型環(huán)氧粉末”有較具體的敘述。
裝飾性環(huán)氧粉末目前并不普及,一般應(yīng)用于特殊效果如水紋(綿綿漆)和裂紋粉末、浴室把手罩光透明粉和鑄鐵件表面花紋(如縫紉機(jī)機(jī)頭用皺紋)等。
凡是在一定溫度(110~200℃)下能與環(huán)氧基反應(yīng)的化合物,都可以作為環(huán)氧粉末的固化劑,而事實上適合環(huán)氧粉末的固化劑主要品種有胺類(雙氰胺、改性或加速雙氰胺),酸酐(芳香族酸酐、脂環(huán)族酸酐等)酰肼(葵二酸二酰肼、己二酸二酰肼等)、咪唑類(往往作促進(jìn)劑)和有機(jī)酚類固化劑等幾類,根據(jù)不同的技術(shù)要求而選擇相應(yīng)的固化劑,同時要選擇合適的固化促進(jìn)劑配合,滿足各種實際需要和固化條件,促進(jìn)劑也有很多種類,如乙酰丙酮金屬鹽、三苯基膦(TPP)及其鏻鹽、芳基異氰酸酯的加成物(取代脲)、2-苯基咪唑啉以及二甲基咪唑等。
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2、?環(huán)氧/聚酯型(混合型)粉末
當(dāng)前在國內(nèi)還是生產(chǎn)量很大和使用面寬的品種。配方設(shè)計主要從涂層各項性能要求和售價成本入手。相關(guān)技術(shù)和配方在前后有關(guān)章節(jié)中有具體說明。
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二、常見配方
???實用型主要以耐候性粉末、白色家用電器粉末(以微波爐為例)、基礎(chǔ)美術(shù)型粉末、戶內(nèi)外高透明粉末為基本內(nèi)容,針對功能型粉末再作重點介紹,這是由于功能型粉末(以環(huán)氧粉末為主)實際應(yīng)用領(lǐng)域和市場近來擴(kuò)展很快,用途和性能不斷提高,是目前重要的研發(fā)方向之一,同時也是能夠取得較好經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。
? ??(一)?耐候性粉末(以建筑鋁型材為例)
建筑型材以優(yōu)異的耐久性、裝飾性和加工成型性,多應(yīng)用于建筑物的各個方面。而鋁合金型材又因加工性能佳、質(zhì)輕等優(yōu)點,用量占金屬型材的80%以上,粉末涂料在鋁型材方面的應(yīng)用得到了迅速增長。
目前,鋁型材表面處理是陽極氧化、電泳涂裝及粉末噴涂三種處理方式,每一種方式都各有優(yōu)勢,就環(huán)保方面看,粉末涂料更具優(yōu)勢,同時粉末涂料在色彩、花紋、光澤度等方面可選擇性好,得到了各行人士的喜愛。具有代表性的粉末涂料品種有環(huán)氧型、聚酯型、丙烯酸型及有機(jī)硅樹脂型等。作為實際應(yīng)用,如鋁框架、門窗、陽臺、走廊、隔墻板等高防腐蝕性鋁型材,大多數(shù)采用聚酯、丙烯酸粉末涂料;此外,由于環(huán)氧樹脂粉末涂料具有優(yōu)異的附著性、防腐蝕性,但耐候性較差,用于戶內(nèi)或者作為底漆。
建筑型材粉末涂料選用的聚酯樹脂為飽和型的,按其端基分為端羧基型(—COOH)和端羥基型(—OH)兩類。低酸值(20~45mgKOH/g)的聚酯用異氰脲酸三縮水甘油酯(TGIC)、羥基酰胺作固化劑(Primid或HAA),端羥基(—OH)聚酯采用已內(nèi)酰胺封閉的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)多元醇預(yù)聚物作固化劑,制備耐候性卓越的純聚酯粉末涂料。
根據(jù)粉末涂料耐候要求,國外通常按照佛羅里達(dá)天然曝曬測試結(jié)果分成三級:
1.?標(biāo)準(zhǔn)型耐候粉末涂料(可以通過佛羅里達(dá)曝曬實驗標(biāo)準(zhǔn)1~2a)
2.?改進(jìn)型耐候粉末涂料(可以通過佛羅里達(dá)曝曬實驗標(biāo)準(zhǔn)2~3a)
3.?超耐候型耐候粉末涂料(可通過佛羅里達(dá)曝曬實驗標(biāo)準(zhǔn)5a以上)
國內(nèi)我們一般依據(jù)GB/T 1865-1997《色漆和清漆 ?人工氣候老化和人工輻射暴露》(濾過的氙弧輻射),對相應(yīng)的粉末涂料作耐候性評估。
設(shè)計耐候好的型材粉末涂料,第一步是原輔材料的選擇,沒有性能可靠的材料,就無法保證粉末的基本品質(zhì)。根據(jù)國內(nèi)各地氣候條件,這里我們提供比較適合的原料選擇,見表11-5。較典型的白色和灰色參考配方見表
?鋁型材粉末原料選擇
型號????? |
特征簡述 |
適用范圍 |
供應(yīng)商 |
聚酯樹脂選擇 |
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P5200 |
羧基聚酯樹脂,酸值約35mgKOH/g |
通用耐候粉末,高光和平光,適于靜電噴涂,普通流平,TGIC固化 |
昆山?DSM |
P5201 |
羧基聚酯樹脂,酸值約35mgKOH/g |
通用耐候粉末,高光和平光,適于摩擦帶電噴涂,普通流平,TGIC固化 |
昆山DSM |
EL6600 |
羧基聚酯樹脂,酸值約35mgKOH/g |
耐候性稍低,高光和平光,適于靜電噴涂,普通流平,TGIC固化 |
廣州南方樹脂 |
P855 |
羧基聚酯樹脂,酸值約35mgKOH/g |
通用耐候粉末,靜電摩擦都適用,多用于砂紋和皺紋粉,用烷基酰胺固化 |
昆山DSM |
P9335 |
羧基聚酯樹脂,酸值約35mgKOH/g |
與P5200接近,價格有優(yōu)勢,TGIC固化 |
杭州中法 |
P3005 |
羧基聚酯樹脂,酸值約35mgKOH/g |
透明粉專用,適于靜電噴涂,TGIC固化,流平稍差 |
昆山DSM |
CE3099 |
羧基聚酯樹脂,酸值約27mgKOH/g |
耐候性稍低,靜電摩擦都適用,多用于砂紋和皺紋粉,用烷基酰胺固化 |
浙江天松 |
BP-881 |
鈉基有機(jī)硼潤土,淺黃色粉末 |
起砂助劑,一般加入量為0.5%~3% |
浙江華特 |
鈦白粉 |
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CR-828 |
金紅石型鈦白粉,含量93% |
白色顏料,優(yōu)良的耐候性 |
美國科美基 |
R-706 |
金紅石型鈦白粉,含量94% |
白色顏料,優(yōu)良的耐候性 |
美國杜邦 |
ZR-940+ |
金紅石型鈦白粉,含量94% |
白色顏料,優(yōu)良的耐候性,分散性好 |
鎮(zhèn)江太白 |
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依照上述配方經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)工藝生產(chǎn)和嚴(yán)格檢驗,粉末具有性能如下:
1.?具有十分優(yōu)異的柔韌性,防腐蝕性;
2.?卓越的戶外耐候性(抗紫外光降解),十分優(yōu)良的裝飾性和經(jīng)濟(jì)效益;
3.?該產(chǎn)品與鋁材及鍍鋅底層有良好的附著力,無需底漆;
4.?涂膜的物理機(jī)械性能和耐化學(xué)藥品性能好。
詳細(xì)性能指標(biāo)如下:
外觀(目測)?????????????????色澤均勻疏松
密℃ ????????????????????????1.2~1.6g/cm3
粉末細(xì)℃(180目篩余物) ?????<0.5%
儲存穩(wěn)定性(35℃以下) ??????12個月
試驗項目??????????????????????Qualicoat?指標(biāo)
涂膜厚℃ ?????????????????????60~80um
60。光澤度 ???????????????????>85%(高光)
抗沖擊性能????????????????????490N·cm
彎曲性能??????????????????????3mm
杯突試驗??????????????????????≥7mm
附著力(劃格法)??????????????0級
壓痕硬度??????????????????????≥80
耐鹽霧試驗(1000h) ??????????在10cm劃痕中有小于16mm2腐蝕
耐候試驗??????????????????????1年,朝南傾角5。清洗樣品測試保光率≥50%
人工加速老化試驗(1000h) ????失光率≤50%(依據(jù)GB/T 1865-1997)
其涂裝方法:采用認(rèn)可的涂裝機(jī)械,按照產(chǎn)品說明和技術(shù)說明在正常條件下進(jìn)行施工,該產(chǎn)品可形成平整有光或無光的涂層,完全符合甚至超過Qualicoat標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)。
推薦固化條件:190℃/20min,200℃/15min.。
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