白色纯聚酯粉末涂料的性能研究

上一篇 / 下一篇 2008-04-03 15:27:25 / 个人分类：涂料

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摘要：介绍了粉末涂料的特点,并从优化涂膜性能的角度研究了粉末涂料原料的选择和使用情况。从羧基聚酯树脂—异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)体系纯聚酯粉末涂料配方设计入手,研究了基料、填料、助剂对其涂膜物理机械性能（耐冲击力、柔韧性、倾斜流动性、硬度、附着力、抗UV老化等)的影响,给出涂膜综合性能最好的原料配比。
关键词:聚酯树脂;粉末涂料;配方;性能
1　前言
随着环保要求的日益严格,粉末涂料以其低污染、高装饰性、综合性能好等众多优点而得以快速发展。目前,应用最广泛的三种粉末涂料分别为环氧型、环氧—聚酯型、纯聚酯粉末涂料。由于聚酯树脂中不含环氧树脂中的不饱和基团以及羟基,使其在耐候性方面具有明显优势,因此主要用于高速公路护栏、隔离墩、路灯、户外变压器、电信线路上的箱柜等各种室外用具。聚酯粉末涂料的种类较多,有一系列的固化剂,可用于聚酯粉末的固化。羧基聚酯树脂有用异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)和羟烷基酰胺固化的;羟基聚酯树脂则有用氨基树脂、聚氨基甲酸酯固化的。我们从羧基聚酯树脂-TGIC体系纯聚酯粉末涂料配方设计入手,研究了基料、填料、助剂对其涂膜性能的影响。
2　实验原料
聚酯树脂:均为羧基聚酯。CC450 ,上海优西比特种化工有限公司; 6700 ,广州南方树脂化工公司; 6600 ,广州南方树脂化工有限公司。白色颜料(钛白粉) : CR -828 ,美国杜邦公司,经过致密SiO 2表面包膜后的产品; ZA-100 ,湖南株州化工有限公司;耐晒白,广州华立—萨其宾化工有限公司。填料:沉淀BaSO 4 ,河北辛集集美化工有限公司; 90 # CaCO 3 ,英国;轻质CaCO 3 ,广东清远市宝石化工有限公司;活性CaCO 3 ,湖南三湘化工厂。固化剂:异氰脲酸三缩水甘油酯( TGIC) ,安徽黄山华蕙化学有限公司。各类助剂:增光剂931、消泡剂Benzoin ,无锡万利涂料设备责任有限公司;流平剂FC -100 ,广东中山市黄圃镇环山化工有限公司。
3　样板制备及性能测试
3. 1　原料组分的配合及基本配方的选定
在设计粉末涂料配方时,必须考虑组分之间的内在关系,各组分之间的优良混容性是保证涂膜质量的基础。涂料组分中的合成树脂决定着涂膜的基本性能,粉末涂料的涂膜物理机械性能主要是由树脂、固化剂、颜料、填料状态决定。粉末涂料中所使用的助剂,如流平剂、消泡剂、增光剂等,原则上需是固态的。本实验过程均为羧基聚酯-TGIC体系,体系相容性良好,通过改变填料、助剂用量,以期获得在耐候性等方面较好的粉末涂料配方。涂料配方见表1。

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jjyypi 发布于2008-04-03 15:25:39: 3. 2 　涂膜性能试验样板制备及涂膜性能测试
采用双螺杆挤出机熔融挤出、静电喷粉枪喷涂制备试验样板 , 并进行涂膜性能测试。附着力 : 采用QFH 型漆膜划格器测定 ; 涂膜硬度 : 采用 CT-291 型硬度仪水平推犁法 , 按 GB6739 -1989 标准进行测试 ; 倾斜流动性 : 按 GB6554 -1986 标准进行测试 ; 涂膜柔韧性 : 采用 QHQ 型涂膜柔韧性测定仪 , 按 GB6742 -1986 的标准进行测试 ; 涂膜耐冲性 : 按 GB/ T1732 -1993 标准进行测试。
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o._[3g注 : 配料量为质量分数。下述所有实验中配方以表 1 为基准 , 未作说明的物料及物料量与表 1 同。 4 　结果与讨论
4. 1 　改变聚酯树脂种类、填料种类测试结果分析
4. 1. 1enR`G
流平性能实验结果分析
从实验中我们发现 , 对于相同的聚酯 , 90 # CaCO 3 与基料的相容性最佳 , 相应流平性能最好 , 其次分别是 BaSO 4 、活性 CaCO 3 及轻质 CaCO 3 。 6700 、 6600 和 CC450 这三种聚酯对比发现 ,CC450 流平性能比 6700 、 6600 好 , 而 6700 、 6600 流平性能基本相同。www.wcoat.comL)bL,Uc#n!^
4. 1. 2
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v5DzeW!iwww.wcoat.com样板 5MPa 冲击强度测试结果分析 ( 见表 2) 表 2 5MPa 冲击强度测试结果
注 : / 下方为抗紫外线 (UV) 后的实验数据 , 下同。
一般地 , 样板耐冲击性能正冲情况较反冲好。从表 2 可以看出 , 聚酯相同 , 使用活性 CaCO 3 的样板冲击强度好 , 而使用轻质 CaCO 3 的样板冲击强度最差。由 6700 、 6600 、 CC450 三种聚酯树脂的对比可见 , 使用 CC450 冲击强度较 6700 、 6600 好 ; 而抗 UV 测试数据表明 , 三者在耐候性 ( 冲击强度方面 ) 情况接近。
4. 1. 3
:R7w4P!?!u2pkwww.wcoat.com光泽度测试结果分析
填料的种类与用量对于涂膜光泽度的影响很大。填料分散至涂膜表面 , 破坏基料树脂的连续性 , 形成一层产生漫反射的膜层 , 从而具有消光效果。从下页表 3 可知 , 不同填料对涂膜光泽的影响次序为 :BaSO 4 < 90 # CaCO 3 < 活性 CaCO 3 < 轻质 CaCO 3 。经过紫外灯 24h 的照射 , 三种树脂所体现的耐候性能良好 , 抗 UV 测试后光泽度下降幅度不明显。

jjyypi 发布于2008-04-03 15:26:15: 4. 2 　钛白粉种类的改变对涂膜的影响
用于粉末涂料的钛白粉除了提供颜色即装饰效果外 , 还能吸收紫外光 , 提高涂料的耐候性。 5MPa冲击强度测试结果表明 ,CR -828 的用量变化对冲击强度的影响不甚明显 ; 三种钛白粉的冲击强度依次为 :CR -828 > 耐晒白 > ZA -100 , 即 CR -828 体系的耐冲击性能最好。
^hXlV5|万客化工在线由表 4 可知 ,CR -828 因具有优良的表面包膜处理 , 改善了其润湿分散性 , 也因此增加了涂膜的流平性能 , 光泽度高。经过抗 UV 实验后 , 三种钛白粉体系的光泽度下降均不大 , 说明其耐候性能良好。三种聚酯在对应钛白粉类型相同的情况下 , 光泽度也基本相同。钛白粉 CR -828 配合聚酯 CC450 可获得良好的涂膜性能 , 其用量 200 份左右较好。www.wcoat.com&L.Fgi2@3v+hbs$O
4. 3 　固化剂 TGIC 用量变化对涂膜的影响
TGIC 是熔点约为 95 ℃ 左右的白色粉末 , 环氧值在 0. 92 以上。它与双酚 A 型环氧树脂不同之处在于不含有苯环和醚键 ; 因此固化产物具有优良的抗 UV 性能 , 具有良好的保光、保色性。实验表明 ,TGIC 用量为树脂量的 4 % 时 , 不能充分固化聚酯树脂 , 导致耐冲击性能差 ;6 % 时 , 涂膜冲击强度较好。进一步实验说明 ,6 % ～ 8 % 的 TGIC 用量正好使 CC450 交联完全 ; 用量继续增加时 , TGIC 在 CC450 中的相容性变差 , 反而使涂膜性能降低。
4. 4 　助剂用量的影响万客化工在线IWssjX
实验表明 , 树脂用量 600g , 增光剂 931 用量 8g 左右较好 ; 流平剂 FC -100 用量 10g 左右最佳。安息香 (Benzoin) 分子中有两个苯环和一个羟基 , 是一个多极性基团的消泡剂 , 具有很低的表面张力。它最大的缺点是用量过多时 , 高温下会引起涂层泛黄 , 一般维持在树脂用量的 0. 5 % 左右即可。

jjyypi 发布于2008-04-03 15:27:13: 5 　结论
5. 1 　聚酯树脂选择 CC450
i6K#T;m*a3oW&I万客化工在线三种聚酯树脂 6700 、 6600 、 CC450 中 ,CC450 熔融粘度低 , 分子量分布窄 , 对填料有较好的相容性和分散性 , 所制得的粉末涂料涂膜综合性能最好。
h4sZ7N%oe0zR5. 2 　填料的选择www.wcoat.comOu6n
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与 CC450 配合时 ,BaSO 4 与 90 # CaCO 3 综合性能较好 , 可以考虑配合使用。钛白粉选用杜邦公司产品 CR -828 , 综合性能最好。
j ~+P*U_0iwww.wcoat.com5. 3 　固化剂用量及助剂
固化剂 TGIC 为基料 ( 树脂 ) 的 6 % ～ 8 % 左右 , 增光剂 931 为 8g , 流平剂 FC -100 为 10g , 消泡剂安息香 (Benzoin) 为 3g , 所制涂膜综合性能最好。
原文地址：白色纯聚酯粉末涂料的性能研究万客化工在线-]h6Fwz
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