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      鋁型材用節能環保型耐氣候粉末涂料的研究

      來源:廣州擎天實業有限公司粉末涂料分公司  作者:張捷 高慶福 王景宏  日期:2013-9-9
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        摘要:研究了配方組成中樹脂酸值范圍、固化劑種類及用量、填料類型及透氣劑用量等對聚酯/β-羥烷基酰胺(HAA)體系環保耐候型粉末涂料涂層性能的影響,得到了適用于鋁型材涂裝的粉末涂料產品,且各性能指標達到鋁型材相關國家標準。本文還將聚酯/HAA與聚酯/ TGIC體系進行了綜合性能對比,結果表明聚酯/HAA型鋁型材用粉末涂料產品完全可以替代目前聚酯/TGIC體系粉末涂料,其綜合性能相當,并且在節能、健康環保、存儲穩定性和成本方面則更具優勢。
        關鍵詞:鋁型材;節能環保;耐候粉末涂料;聚酯樹脂

        2.3 填料的選擇

        粉末涂料生產中常用的填料包括硫酸鋇、碳酸鈣、硅酸鈣、石英粉云母粉、鈦白粉等,其性能數據如表6所示:

        表6 不同填料性能比較

        鈦白粉既能作為填料,又是重要的白色顏料,其各方面性能優異,在調色過程中必不可少,鈦白粉又分為金紅石型和銳鈦型兩種,其中粉末涂料中應用較多的是金紅石型,其白度高、耐候性能優異;其他填料中,碳酸鈣等只能應用于室內,滑石粉、云母粉等吸油量過大,對涂層的流動性能影響很大,不能得到較好的外觀。因此,制備鋁型材用耐候型粉末涂料時,如果耐候性能要求較高,一般采用硫酸鋇作為填料,如耐候性要求不高則可加入適量的碳酸鈣作為填料以降低成本。

        2.4 助劑的選擇

        粉末涂料中常用的助劑包括流平劑、安息香、潤濕劑、脫氣劑及其他特殊功能助劑等。

        流平劑、潤濕劑、安息香等是流平粉末涂料配方中必不可少的組分,一般的產品均是通用型的,在選擇時主要是注重成本以及與客戶已使用產品的兼容性問題。Primid體系粉末涂料在固化過程中,HAA的羥基與樹脂的羧基縮合后有一分子的水放出,大概占涂膜總質量的5‰,因而涂膜在厚涂時容易出現針孔,要避免厚涂;同時如果成膜體系本身的黏度偏高、或者固化反應活性較高導致固化前期體系的黏度迅速增大,就不利于水分子的脫除,所以需要添加除氣劑,以改善脫氣效果,避免出現涂膜針孔。

        試驗過程中研究發現,通過在配方體系中加入安息香(其用量約為總量的3‰),并與其它透氣劑配合使用時,能夠達到很好的透氣效果,試驗結果如表7所示。

        表7 透氣劑用量對涂層外觀的影響

        試驗結果表明,當透氣劑用量小于2‰時,涂層厚度超過50~80μm就出現針孔;當透氣劑用量超過5‰后,涂層厚度接近100μm,也不會出現針孔;當透氣劑用量為1%以上,涂層厚度針孔超過150μm。因此,綜合配方成本,通常在配方設計時,宜控制透氣劑用量為5‰左右。

        2.5 HAA型和TGIC型耐候聚酯及對應涂層性能對比

        按照2.5提供的HAA體系配方制得涂膜,并同TGIC體系涂膜進行了性能對比,結果如表9所示。

        表9 HAA和TGIC及其耐候粉末性能對比

        表9為鋁型材粉末涂料配方的試驗結果對比,結果表明:HAA型粉末的反應活性比TGIC強,可低溫固化,深入試驗研究表面固化溫度可降低到160℃/15min;粉末貯存穩定性比TGIC好、耐候性與TGIC相當、固化劑用量比TGIC少。可見,本項目研究開發的鋁型材用HAA型粉末涂料的綜合性能完全可以同TGIC型粉末涂料媲美,并且在節能、健康環保、存儲穩定性和成本等方面具有明顯優勢。

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