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0·引言
環(huán)氧聚酯粉末涂料是在我國(guó)粉末涂料中生產(chǎn)量最多、涂膜外觀類型和花色品種也最多、應(yīng)用范圍最廣泛的粉末涂料品種。為了滿足各種用途的需要，經(jīng)常要調(diào)整粉末涂料的各種技術(shù)參數(shù)，例如固化速度、熔融黏度、遮蓋力、上粉率、邊角覆蓋力等，其中粉末涂料的邊角覆蓋力對(duì)于要求厚涂層或者工件邊角厚度要求均勻的工件來說是重要的技術(shù)參數(shù)之一。粉末涂料的邊角覆蓋力主要與粉末涂料的熔融黏度、膠化時(shí)間有密切的關(guān)系。一般來說，粉末涂料的熔融黏度受樹脂的熔融黏度、顏填料的含量和吸油量等因素影響，粉末涂料的熔融黏度越大，邊角覆蓋力越好;其次是粉末涂料的膠化時(shí)間受樹脂的活性、催化劑的品種和用量等因素影響，膠化時(shí)間越短涂膜邊角覆蓋力越好，但涂膜流平性變差，因此必須把這些技術(shù)指標(biāo)調(diào)整到合適的水平。
在設(shè)計(jì)粉末涂料配方時(shí)，首先在原材料的選擇上，應(yīng)考慮選擇對(duì)粉末涂料熔融黏度有較大影響的品種;其次選擇對(duì)粉末涂料膠化時(shí)間起縮短作用的原料品種。具體來說，在聚酯樹脂的選擇上，盡量考慮在固化溫度下熔融黏度高的聚酯樹脂品種;另外在配方設(shè)計(jì)上通過添加固化促進(jìn)劑縮短粉末涂料的膠化時(shí)間;還有添加邊角覆蓋力改性劑、增加顏填料的含量等方法提高粉末涂料的熔融黏度，以此改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。下面具體介紹進(jìn)行研究試驗(yàn)的情況。
1·試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)室用雙螺桿擠出機(jī)、小型高速粉碎機(jī)、靜電粉末噴涂設(shè)備、粉末涂料膠化時(shí)間和熔融流動(dòng)性測(cè)定儀、涂膜性能測(cè)定設(shè)備等。
1.2 試驗(yàn)用原料
環(huán)氧聚酯粉末涂料用一般原料(包括不同商家不同規(guī)格的聚酯樹脂)、E-12環(huán)氧樹脂、流平劑、光亮劑、安息香、金紅石鈦白粉、沉淀硫酸鋇、促進(jìn)劑、氣相二氧化硅等。
1.3 試驗(yàn)方法
選擇環(huán)氧聚酯粉末涂料的經(jīng)典配方(m環(huán)氧/m聚酯=50/50)，聚酯樹脂品種、促進(jìn)劑品種和用量、邊角覆蓋力改性劑品種和用量、顏填料含量等后，考察粉末涂料的熔融流動(dòng)性和膠化時(shí)間的變化情況。
2·結(jié)果與討論
2.1 聚酯樹脂的影響
用不同商家的4種聚酯樹脂(m環(huán)氧/m聚酯=50/50)配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能指標(biāo)見表1。
表1 不同商家聚酯樹脂配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能
表1的試驗(yàn)結(jié)果表明，4種不同商家的聚酯樹脂配制的同一種配方的環(huán)氧聚酯粉末涂料，雖然涂膜的外觀、光澤、耐沖擊性都差不多，粉末涂料的膠化時(shí)間差別也不大，然而聚酯樹脂的熔融黏度差別較大，粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性差別較大，其中產(chǎn)協(xié)聚酯樹脂配制粉末涂料的流動(dòng)性最小。因此要得到邊角覆蓋力好的環(huán)氧聚酯粉末涂料，最好選擇產(chǎn)協(xié)聚酯樹脂。在選擇聚酯樹脂時(shí)，最好選擇固化溫度條件下，熔融黏度大或配制粉末涂料熔融水平流動(dòng)性小的聚酯樹脂品種。
2.2 促進(jìn)劑品種和用量的影響
分別選擇2-苯基咪唑啉和2-甲基咪唑配制環(huán)氧聚酯粉末涂料，用2-苯基咪唑啉配制的環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能見表2;用2-甲基咪唑配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能見表3。
表2 用2-苯基咪唑啉配制的環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能
表3 用2-甲基咪唑配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能
表2的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著2-苯基咪唑啉用量的增加，涂膜的外觀和光澤沒有明顯的變化，但是涂膜的耐沖擊性得到明顯的改進(jìn)，而且粉末涂料的膠化時(shí)間有明顯的縮短，粉末涂料的熔融流動(dòng)性也明顯變小，也就是說明通過調(diào)整2-苯基咪唑啉的用量，可以改進(jìn)涂膜的邊角覆蓋力。
表3的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著2-甲基咪唑用量的增加，涂膜的外觀變差，光澤降低，然而涂膜耐沖擊性有變好的傾向。隨著2-甲基咪唑用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間明顯變短，粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性明顯變小，有利于涂膜邊角覆蓋力的改進(jìn)。
當(dāng)含有2種促進(jìn)劑的粉末涂料進(jìn)行比較時(shí)，含有2-甲基咪唑粉末涂料的膠化時(shí)間更短，粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性更小，說明2-甲基咪唑?qū)Ψ勰┩苛贤磕み吔歉采w力的改進(jìn)效果比2-苯基咪唑啉的效果更好。
2.3 邊角覆蓋力改性劑的影響
在環(huán)氧聚酯粉末涂料中，氣相二氧化硅、氣相氧化鋁、納米碳酸鈣等可以作為涂膜邊角覆蓋力改性劑使用。用不同用量的氣相二氧化硅和納米碳酸鈣做的試驗(yàn)結(jié)果見表4~5。
表4 不同用量的氣相二氧化硅和納米碳酸鈣做的試驗(yàn)結(jié)果
表5 不同用量納米碳酸鈣對(duì)環(huán)氧聚酯粉末涂料和涂膜性能的影響
表4的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著氣相二氧化硅用量的增加，涂膜的流平性變差，涂膜光澤下降，涂膜的耐沖擊性也變差，當(dāng)用量增加至一定程度后正反耐沖擊性都通不過。對(duì)粉末涂料來說，隨著氣相二氧化硅用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間變長(zhǎng)，而粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性變小，說明通過調(diào)整配方中氣相二氧化硅的用量，使粉末涂料的邊角覆蓋力得到改進(jìn)，但添加的量要根據(jù)涂膜機(jī)械性能的要求決定，添加過多會(huì)影響涂膜的機(jī)械性能。
表5的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著納米碳酸鈣用量的增加，涂膜光澤和耐沖擊性的影響并不明顯，然而對(duì)涂膜外觀有一定影響，當(dāng)增加到一定量以后涂膜橘紋變重。隨著納米碳酸鈣用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間有所變短，而粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性明顯變小，說明調(diào)整配方中納米碳酸鈣的用量可以改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。
2.4 顏料和填料用量的影響
在粉末涂料配方中，顏料和填料是不可缺少的組成成分，而且用量也比較大。因此其品種和用量的選擇對(duì)粉末涂料的技術(shù)指標(biāo)和涂膜的性能有很大的影響，其中包括對(duì)粉末涂料的膠化時(shí)間和流動(dòng)性的影響。如果選擇合適的顏料和填料及用量時(shí)，通過調(diào)整顏料和填料在配方中的含量可以改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。不同填料(超細(xì)重晶石粉)用量對(duì)環(huán)氧聚酯粉末涂料的影響見表6;不同顏料和填料組合對(duì)環(huán)氧聚酯粉末涂料的影響見表7。
表6 不同顏料和填料組合對(duì)環(huán)氧聚酯粉末涂料的影響
表7 不同顏填料組合對(duì)環(huán)氧聚酯粉末涂料和涂膜性能的影響
表6的結(jié)果表明，隨著超細(xì)重晶石粉填料用量的增加，涂膜外觀變差，涂膜光澤和耐沖擊性沒有明顯的變化，粉末涂料的膠化時(shí)間的變化也很小，然而粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性的變化明顯，隨著超細(xì)重晶石粉用量的增加粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性變小，可以通過適當(dāng)增加填料用量改進(jìn)涂膜的邊角覆蓋力。
表7的結(jié)果表明，當(dāng)金紅石鈦白、銳鈦型鈦白和沉淀硫酸鋇3種顏填料的配比進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，粉末涂料涂膜的外觀、光澤和耐沖擊性的變化不大，粉末涂料的膠化時(shí)間變化明顯，而且粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性的變化較大，說明配方27的涂膜邊角覆蓋力比配方25有明顯的改進(jìn)。也就是說，通過不同顏填料用量配比的調(diào)整，可以改進(jìn)粉末涂料的涂膜邊角覆蓋力。
3·結(jié)語
試驗(yàn)結(jié)果表明，要改進(jìn)環(huán)氧聚酯粉末涂料的邊角覆蓋力，可以在下面幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：
1)從聚酯樹脂考慮，盡量選擇在固化溫度下熔融黏度高的聚酯樹脂品種，這樣粉末涂料在固化時(shí)熔融黏度高，涂膜的邊角覆蓋力好。
2)添加合適的固化促進(jìn)劑品種和用量可以調(diào)整粉末涂料的膠化時(shí)間，使粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性變小，可以改進(jìn)粉末涂料涂膜的邊角覆蓋力。
3)添加能增加粉末涂料熔融黏度的邊角覆蓋力改性劑，如氣相二氧化硅、納米碳酸鈣等助劑，可以改進(jìn)粉末涂料涂膜的邊角覆蓋力。
4)根據(jù)顏料和填料的吸油量和活性，通過改變顏填料的品種、用量及配比來調(diào)整粉末涂料的熔融黏度、膠化時(shí)間和熔融水平流動(dòng)性，可以改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。