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浩羅分享粉末涂料的配方設(shè)計(jì)

來(lái)源:www.sdwfjmq.com日期:2018-01-23

     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(jiǎn)要介紹基本配方(通用型)設(shè)計(jì)和部分重點(diǎn)市場(chǎng)的配方設(shè)計(jì)(實(shí)用型)、試驗(yàn)過(guò)程等。


一、 粉末涂料基本配方設(shè)計(jì)要點(diǎn)

    1 環(huán)氧型粉末涂料

環(huán)氧粉末是熱固性粉末最早研發(fā)和形成市場(chǎng)的粉末品種,一般是基于雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂,按照常見(jiàn)的看法。環(huán)氧粉末分為功能型和裝飾型兩類(lèi)。、

功能型環(huán)氧粉末近年來(lái)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(shù)脂除雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂,也經(jīng)常采用改性環(huán)氧如酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、橡膠彈性體環(huán)氧樹(shù)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(shí)上適合環(huán)氧粉末的固化劑主要品種有胺類(lèi)(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(lèi)(往往作促進(jìn)劑)和有機(jī)酚類(lèi)固化劑等幾類(lèi),根據(jù)不同的技術(shù)要求而選擇相應(yīng)的固化劑,同時(shí)要選擇合適的固化促進(jìn)劑配合,滿(mǎn)足各種實(shí)際需要和固化條件,促進(jìn)劑也有很多種類(lèi),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。

 

2 環(huán)氧/聚酯型(混合型)粉末

當(dāng)前在國(guó)內(nèi)還是生產(chǎn)量很大和使用面最寬的品種。配方設(shè)計(jì)主要從涂層各項(xiàng)性能要求和售價(jià)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(shuō)明。

 

二、常見(jiàn)配方

   實(shí)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(hù)內(nèi)外高透明粉末為基本內(nèi)容,針對(duì)功能型粉末再作重點(diǎn)介紹,這是由于功能型粉末(以環(huán)氧粉末為主)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)近來(lái)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(shí)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?xún)?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(gè)方面。而鋁合金型材又因加工性能佳、質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn),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(zhǎng)。

目前,鋁型材表面處理是陽(yáng)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(shì),就環(huán)保方面看,粉末涂料更具優(yōu)勢(shì),同時(shí)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(ài)。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(shù)脂型等。作為實(shí)際應(yīng)用,如鋁框架、門(mén)窗、陽(yáng)臺(tái)、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(shù)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(hù)內(nèi)或者作為底漆。

建筑型材粉末涂料選用的聚酯樹(shù)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(lèi)。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(guó)外通常按照佛羅里達(dá)天然曝曬測(cè)試結(jié)果分成三級(jí):

1. 標(biāo)準(zhǔn)型耐候粉末涂料(可以通過(guò)佛羅里達(dá)曝曬實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1~2a)

2. 改進(jìn)型耐候粉末涂料(可以通過(guò)佛羅里達(dá)曝曬實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)2~3a)

3. 超耐候型耐候粉末涂料(可通過(guò)佛羅里達(dá)曝曬實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)5a以上)

國(guó)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(guò)的氙弧輻射),對(duì)相應(yīng)的粉末涂料作耐候性評(píng)估。

設(shè)計(jì)耐候好的型材粉末涂料,第一步是原輔材料的選擇,沒(méi)有性能可靠的材料,就無(wú)法保證粉末的基本品質(zhì)。根據(jù)國(guó)內(nèi)各地氣候條件,這里我們提供比較適合的原料選擇,見(jiàn)表11-5。較典型的白色和灰色參考配方見(jiàn)表

 鋁型材粉末原料選擇

型號(hào)     

特征簡(jiǎn)述

適用范圍

供應(yīng)商

聚酯樹(shù)脂選擇

P5200

羧基聚酯樹(shù)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(shù)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(shù)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(shù)脂

P855

羧基聚酯樹(shù)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(shù)脂,酸值約35mgKOH/g

P5200接近,價(jià)格有優(yōu)勢(shì),TGIC固化

杭州中法

P3005

羧基聚酯樹(shù)脂,酸值約35mgKOH/g

透明粉專(zhuān)用,適于靜電噴涂,TGIC固化,流平稍差

昆山DSM

CE3099

羧基聚酯樹(shù)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(rùn)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

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(guó)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(guó)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

 


依照上述配方經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)工藝生產(chǎn)和嚴(yán)格檢驗(yàn),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(hù)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(wú)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(cè))                 色澤均勻疏松

密℃                         1.2~1.6g/cm3

粉末細(xì)℃(180目篩余物)      <0.5%

儲(chǔ)存穩(wěn)定性(35℃以下)       12個(gè)月

試驗(yàn)項(xiàng)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(yàn)                      ≥7mm

附著力(劃格法)              0級(jí)

壓痕硬度                      ≥80

耐鹽霧試驗(yàn)(1000h)           在10cm劃痕中有小于16mm2腐蝕

耐候試驗(yàn)                      1年,朝南傾角5。清洗樣品測(cè)試保光率≥50%

人工加速老化試驗(yàn)(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(shuō)明和技術(shù)說(shuō)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(wú)光的涂層,完全符合甚至超過(guò)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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