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铝型材用节能环保型耐气候粉末涂料的研究

来源:广州擎天实业有限公司粉末涂料分公司  作者:张捷 高庆福 王景宏  日期:2013-9-9
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  摘要:研究了配方组成中树脂酸值范围、固化剂种类及用量、填料类型及透气剂用量等对聚酯/β-羟烷基酰胺(HAA)体系环保耐候型粉末涂料涂层性能的影响,得到了适用于铝型材涂装的粉末涂料产品,且各性能指标达到铝型材相关国家标准。本文还将聚酯/HAA与聚酯/ TGIC体系进行了综合性能对比,结果表明聚酯/HAA型铝型材用粉末涂料产品完全可以替代目前聚酯/TGIC体系粉末涂料,其综合性能相当,并且在节能、健康环保、存储稳定性和成本方面则更具优势。
  关键词:铝型材;节能环保;耐候粉末涂料;聚酯树脂

  2.3 填料的选择

  粉末涂料生产中常用的填料包括硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、石英粉云母粉、钛白粉等,其性能数据如表6所示:

  表6 不同填料性能比较

  钛白粉既能作为填料,又是重要的白色颜料,其各方面性能优异,在调色过程中必不可少,钛白粉又分为金红石型和锐钛型两种,其中粉末涂料中应用较多的是金红石型,其白度高、耐候性能优异;其他填料中,碳酸钙等只能应用于室内,滑石粉、云母粉等吸油量过大,对涂层的流动性能影响很大,不能得到较好的外观。因此,制备铝型材用耐候型粉末涂料时,如果耐候性能要求较高,一般采用硫酸钡作为填料,如耐候性要求不高则可加入适量的碳酸钙作为填料以降低成本。

  2.4 助剂的选择

  粉末涂料中常用的助剂包括流平剂、安息香、润湿剂、脱气剂及其他特殊功能助剂等。

  流平剂、润湿剂、安息香等是流平粉末涂料配方中必不可少的组分,一般的产品均是通用型的,在选择时主要是注重成本以及与客户已使用产品的兼容性问题。Primid体系粉末涂料在固化过程中,HAA的羟基与树脂的羧基缩合后有一分子的水放出,大概占涂膜总质量的5‰,因而涂膜在厚涂时容易出现针孔,要避免厚涂;同时如果成膜体系本身的黏度偏高、或者固化反应活性较高导致固化前期体系的黏度迅速增大,就不利于水分子的脱除,所以需要添加除气剂,以改善脱气效果,避免出现涂膜针孔。

  试验过程中研究发现,通过在配方体系中加入安息香(其用量约为总量的3‰),并与其它透气剂配合使用时,能够达到很好的透气效果,试验结果如表7所示。

  表7 透气剂用量对涂层外观的影响

  试验结果表明,当透气剂用量小于2‰时,涂层厚度超过50~80μm就出现针孔;当透气剂用量超过5‰后,涂层厚度接近100μm,也不会出现针孔;当透气剂用量为1%以上,涂层厚度针孔超过150μm。因此,综合配方成本,通常在配方设计时,宜控制透气剂用量为5‰左右。

  2.5 HAA型和TGIC型耐候聚酯及对应涂层性能对比

  按照2.5提供的HAA体系配方制得涂膜,并同TGIC体系涂膜进行了性能对比,结果如表9所示。

  表9 HAA和TGIC及其耐候粉末性能对比

  表9为铝型材粉末涂料配方的试验结果对比,结果表明:HAA型粉末的反应活性比TGIC强,可低温固化,深入试验研究表面固化温度可降低到160℃/15min;粉末贮存稳定性比TGIC好、耐候性与TGIC相当、固化剂用量比TGIC少。可见,本项目研究开发的铝型材用HAA型粉末涂料的综合性能完全可以同TGIC型粉末涂料媲美,并且在节能、健康环保、存储稳定性和成本等方面具有明显优势。

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