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戶外超低溫固化消光粉末涂料的研究
2019年10月31日    閱讀量:13780    新聞來源:涂層與防護 涂料工業  |  投稿

0 引言

粉末涂料低溫固化與超低溫固化是當下各原材料廠商和粉末廠商研發的主要方向和主要目標,其優勢不僅滿足客戶現場應用需求,更是響應國家節能減排政策,且其應用領域較廣如工程機械(ACE)行業、中密度纖維板(MDF)和5G特殊散熱材料等。


目前,國內外戶外低溫固化消光粉末涂料研究鮮有報道,且國內戶外低溫固化消光劑供應商也正處于初步研發階段,而戶外常溫固化消光劑在低溫固化條件下發揮的作用微乎其微。


現階段常見的戶外低溫固化消光粉末涂料制作工藝為羥烷基酰胺(HAA)或異氰脲酸三縮水甘油酯(TGIC)雙組份干混消光,其光澤無法做到無光;另外一種工藝是一步法高低酸值低溫固化消光,能達到這種技術的原材料廠商少之又少;而單純的低溫固化消光劑產品還處于研制階段,仍有許多難題需要攻關涂料在線coatingol.com


本文作者在原材料廠商和同行精英的共同支持下研制出了戶外超低溫固化(140℃x15min)消光粉末涂料。在燈飾與戶外家具等領域得到了應用并獲得了終端用戶的廣泛認可。


1 戶外低溫(160℃x15min)消光粉末涂料研究進展

1.1  HAA&TGIC雙組份干混低溫消光

HAA雙組份干混低溫消光技術比較成熟。如湛興(Allnex)、帝斯曼(DSM)、昕特瑪(Synthomer)等廠商均有此類產品。其中昕特瑪干混低溫消光技術可做到光澤15%,表面細膩平整;TGIC雙組份干混低溫消光技術較難,因其反應速率差,難以控制,擁有此類產品的廠商僅有湛興(Allnex)、帝斯曼(DSM)等。


1.2 一步法高低酸值低溫消光

目前,一步法高低酸值常溫消光的已有成熟產品,但一步法低溫消光仍鮮有報道。湛興(Allnex)、帝斯曼(DSM)也是近年來才擁有此項技術,白色光澤度可做到20%(60°)。


1.3 低溫固化消光劑

目前,戶外低溫固化消光劑國內各廠家仍然處于研發階段,雖在低溫條件下光澤可做到啞光,但其機械性能非常差,根本滿足不了客戶需求;而國外也僅有一兩家才剛發布戶外低溫固化(160℃x15min)消光新產品。


2 實驗部分

2.1  配方原材料

本文通過選用進口低溫聚酯樹脂與特殊助劑搭配進口低溫消光劑制得戶外超低溫固化消光粉末涂料,并且對比了不同種類固化劑和常溫聚酯樹脂之間的物化性能差異。所用原材料及基礎配比如表1所示。


表1 戶外超低溫固化消光粉末涂料配方

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2.2 實驗設備

實驗設備:電子天平、混料機、擠出機、磨粉機、靜電噴槍、烘箱、膜厚儀、光澤儀、沖擊儀、彎曲儀、杯突儀、UVB老化箱、PCI標準板。


2.3 實驗方法

按照設計配方A、B、C,稱取樹脂、固化劑、消光劑、各種助劑和顏料進行預混合,熔融擠出,冷卻破碎,磨粉,再用靜電噴槍噴板固化后制得戶外超低溫固化消光粉末涂料樣板,固化條件140℃x15min。將制得的樣板冷卻到室溫后進行各項性能檢測。主要性能列示于表2,機械性能測試樣板圖片見圖1。


表2 戶外超低溫固化消光粉末涂料主要性能指標

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A配方機械性能測試

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沖擊測試                                                柱彎測試                             杯突測試

圖1 機械性能測試


圖1為A配方的機械性能測試樣板圖片,經過大量不同原材料與不同用量配比配方測試對比可知:A配方所用原材料種類與用量配比為最優配方,其消光性能、機械性能、耐候性能及表面細膩光滑程度最佳。



3 結果與討論

本文通過不斷優化配方最終制得流平優異、機械性能優異、消光優異與耐候優異的戶外超低溫固化消光粉末涂料。


通過對比不同種類的固化劑1與固化劑2可知:兩者制得的超低溫消光粉末外觀流平細膩程度均比較優異,固化劑1制得的超低溫消光粉末具有更加優異的機械性能,而固化劑2制得的超低溫粉末具有更加優異的消光性能。


通過對比低溫固化和常溫固化聚酯樹脂可知:兩者制得的超低溫消光粉末機械性能與耐候性能無明顯差異,但低溫固化聚酯制得的超低溫消光粉末具有更加優異的流平性能,表面更加光滑細膩。


同時也測試了國內供應商提供的幾款戶外低溫消光劑,雖然其消光性能及流平性能可以達到研究要求,但其機械性能非常不理想,在這里就不贅述了。



4 結語

本文詳細介紹了國內外戶外低溫固化(160℃x15min)消光粉末涂料研究進展及其消光方法,進一步介紹了戶外超低溫固化(140℃x15min)消光粉末涂料的研制工藝和理化性能,通過測試該產品戶外耐候性能達到了Qualicoat class 1性能指標要求,可廣泛應用于建材、戶外家具、展示柜、燈飾等行業。


由于進口低溫聚酯樹脂與進口低溫消光劑剛面世不久,其原材料單價較貴,終端客戶難以接受,因此對于粉末廠商推廣較難,目前僅用于部分高端客戶與高端市場。同時希望國內聚酯廠商與消光劑廠商能加大研發力度此類產品,盡快國產化,為國內市場貢獻出一份力量。


由于低溫與超低溫固化具有明顯的節能環保優勢,可極大地降低涂裝成本,因此戶外低溫與超低溫固化消光粉末涂料一直以來是原材料廠商和粉末同行重點研究的課題。本文旨在通過測試數據給同行科研人員提供一些參考意見,繼而在后續的低溫消光研發項目中選取合適的樹脂與低溫消光劑。

標簽:工業涂料原材料輔料與設備固化劑涂裝應用技術中心粉末涂料樹脂涂料設備
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