铝型材专用砂纹粉末涂料光泽稳定性探讨

第45卷第22期

2017年11月广　州　化　工

Guangzhou Chemical Industry Vol.45No.22 Nov.2017

铝型材专用砂纹粉末涂料光泽稳定性探讨

李佰战,龙海波,杨鹏博,万俊亮

(肇庆千江高新材料科技股份公司,广东　肇庆　526238)

摘　要:介绍了铝型材专用聚酯/TGIC型砂纹粉末涂料,针对砂纹粉末涂料生产使用过程中经常出现的光泽异常问题进行了分析㊂砂纹粉末涂料光泽异常往往会导致涂膜的颜色差异影响装饰性㊁更甚者影响到涂膜的性能㊂通过分析探讨影响铝型材专用砂纹粉末涂料光泽稳定性的影响因素,并对各个影响因素进行了条件对比实验㊂实验的最终结论是:砂纹剂㊁固化剂的添加量对砂纹粉末光泽稳定性有着至关重要的影响㊂

关键词:砂纹粉末涂料;光泽;铝型材

　中图分类号:O62 文献标志码: 文章编号:1001-9677(2017)22-0073-03 Discussion on Gloss Stability of Special Sand Powder

Coating for Aluminium Profile

LI Bai-zhan,LONG Hai-bo,YANG Peng-bo,WAN Jun-liang

(Zhaoqing Rivers High-tech Materials Co.,Ltd.,Guangdong Zhaoqing526238,China)

Abstract:The special polyester/TGIC molding powder coating for aluminum profile was introduced.The abnormal gloss problems often occurred in the production and application of sand powder coatings were analyzed.The abnormal gloss of sand powder coating often leaded to coating color difference,affecting decoration and even the coating performance.The influencing factors of gloss stability of special sand powder coatings for aluminum profiles were analyzed and discussed, and the relative factors were compared.The result showed that the addition amount of sand grain agent and curing agent had a crucial influence on the gloss stability of the sand grain powder.

Key words:sand powder coating;gloss;aluminum profile

粉末涂料作为在各种涂料品种中发展最快的品种,其在生产和涂装过程中没有溶剂释放,少污染,符合环保要求,现在已成为公认的符合高生产效率(efficiency)㊁优良涂膜性能(excelence)㊁生态环保型(ecology)和经济型(economy)的4E型涂料品种㊂铝型材专用砂纹粉末涂料作为粉末涂料的一部分,其通过在粉末涂料中添加纹理剂从而得到美术型纹理效果㊂但是在实际生产涂装过程中砂纹粉末涂料经常出现光泽纹路与标准样相差较大,影响生产效率,严重的可能产生客户退粉赔偿事件㊂而目前铝型材专用砂纹粉末涂料如何保障光泽及纹路的稳定性是粉末行业难点㊂本文从各个影响因素进行分析,从而找出能改善铝型材专用砂纹粉末涂料稳定性的途径㊂

铝型材专用砂纹粉末涂料一般是在粉末涂料中加入砂纹剂及砂纹助剂通过物理或者化学作用,在粉末涂料熔融流平固化后,在涂膜表面形成规则的独特的纹理效果㊂与其他的纹理型粉末涂料一样易受生产及喷涂㊁固化因素影响,稳定性较差,一般表现在光泽及纹理上㊂现分别探讨生产㊁喷涂㊁固化等各个因素对砂纹粉末的光泽及纹理的影响㊂

粉末涂料生产过程中为了使各组分分散均匀,物料需要通过熔融挤出机熔融混合,使其各组分进一步分散均匀㊂熔融挤出混合工序在制造粉末涂料过程中是不可或缺的,是关系产品质量的关键工序之一㊂

相同物料的砂纹产品在不同挤出机生产出来的光泽相差较大,可能会有3度(60度光泽)以上的区别㊂但是相同物料的在同一台挤出机多次重复挤出,产品光泽基本保持不变㊂一般认为不同的挤出机混炼效果上的差异会导致在生产砂纹粉末涂料时光泽及纹理的差别㊂有经验的工艺员可以通过调整配方来减少不同机器所带来的砂纹产品光泽差异㊂

砂纹粉末涂料产品还可以通过调节粒径来调整涂膜光泽和表面㊂一般生产过程中经常通过适当提高或者降低粒径的方式来控制砂纹粉的纹路及光泽㊂但这种调节方式对光泽的调整范围较为有限,因为砂纹粉粒径太小时,造成粉末上粉率偏低㊁增加粉耗㊂粒径偏粗则造成砂纹纹路偏粗㊁光泽变低,影响装饰效果㊂为了保证产品的批次稳定性,同一产品批次之间的粒径相差不能太大㊂

上述所说的挤出机混炼效果的差异及粉末粒径分布的控制,在实际生产中均可以通过记录各生产线的参数来保障砂纹粉末涂料的产品稳定性㊂

1　实　验

1.1　原　料

试验材料采用临朐欧文粉末涂料有限公司所用户外铝型材粉末涂料用材料㊂实验粉末涂料样粉采用临朐欧文粉末涂料有限公司生产的户外铝型材粉末涂料产品㊂

1.2　设　备

GYP-2030实验小型双螺杆挤出机;101-2A电热恒温干燥

74　广　州　化　工2017年11月

箱;ACM-05F 立式磨粉机;ED-400涂膜厚度仪;静电喷枪;WGG60-Y4光泽度仪;电子天平等㊂

1.3　实验方法

砂纹粉末涂料产品从生产到客户使用过程中的有许多的因素影响着涂膜的光泽和表面效果,如下我们对这些因素进行实验㊂

1.3.1　喷涂工件的涂膜厚度

选择粉A㊁粉B 两个不同的粉,分别喷涂40~60μm㊁60~70μm㊁70~80μm㊁80~90μm㊁100μm 以上不同膜厚样板各2块㊂充分固化后取出样板冷却到室温测试样板光泽,取同等膜厚下2块样板光泽的平均值记录㊂1.3.2　涂膜的固化温度

选择粉C㊁粉D 两个不同的粉,静电喷涂完毕后在190℃/10min㊁200℃/10min㊁220℃/10min 三个不同固化条件下进行固化,固化完毕后取出样板冷却到室温测试样板光泽㊂1.3.3　涂膜的固化时间

选择粉E㊁粉F 两个不同的粉,静电喷涂完毕后在200℃/10min㊁200℃/30min 两个个不同固化条件下进行固化,固化完毕后取出样板冷却到室温测试样板光泽㊂1.3.4　砂纹助剂的添加量

选择一个常规铝型材砂纹粉末涂料配方,调整其中砂纹剂和砂纹助剂加量,分别在公司内部烤箱固化和客户处固化炉固化,比较不同条件下同一配方光泽的变化大小㊂1.3.5　配方中固化剂量

选择一个常规铝型材砂纹粉末涂料配方,调整其中固化剂的加量,分别在公司内部烤箱固化和客户处固化炉固化,比较不同条件下同一配方光泽的变化大小㊂

2　结果与讨论

2.1　喷涂工件的涂膜厚度

表1　不同膜厚对砂纹粉末涂料的光泽的影响Table 1　Influence of different film thickness on gloss of

sand powder coating

膜厚/μm 光泽/度

粉A 粉B 50~609.69.560~708.9970~808.58

80~908

7.6100

7.57.4

从表1得知,膜厚相差越大,光泽差异越大,一般而言膜厚在40~80μm 时光泽变化在1度左右,比较稳定,颜色偏差也不是很大㊂当膜厚在100μm 以上时,光泽较正常膜厚相差2度以上,两者间的色差很大㊂而且表面纹路较粗,立体感减弱,与正常膜厚表面相差很大㊂

在浅色砂纹粉末涂料中,膜厚低于40μm 时可能会因为遮盖力不够出现透底现象,这时工件厚涂处与薄涂处颜色相差更大;砂纹粉末喷涂一般要求膜厚在40~80μm 左右,膜厚太薄容易造成遮盖不够,起不到装饰和保护底材的作用;膜厚太厚则一方面造成粉耗太高使成本增加,另一方面造成涂层性能下降的不良影响㊂而涂膜厚度对砂纹粉末的光泽有较大的影响㊂

2.2　涂膜的固化温度

表2　不同固化温度对砂纹粉末涂料的光泽的影响Table 2　Influence of different curing temperature on gloss

of sand powder coatings

固化温度光泽/度

粉C 粉D 190℃/10min 6.99.2200℃/10min 6.99.6220℃/10min

6.5

8.9

由表2得知,砂纹粉末涂料在190~220℃固化温度范围内,温度变化对砂纹粉光泽影响不大,一般在光泽变化在0.5度以下㊂但是砂纹粉末涂料在190℃/10min 固化条件下较220℃/10min 固化条件下的表面纹理粗较多㊂

热固性粉末涂料在常温下是不发生交联反应的,粉末涂料固化需要在一定的温度范围内才可以进行交联反应㊂铝型材用粉末涂料一般采用200℃左右的温度进行固化㊂固化温度偏低则造成涂层交联程度不完全,影响涂层性能;而固化温度过高,则会造成涂层不可逆转的破坏,引起涂层失光㊁变色㊁粉化等变化㊂

尽管可以认为在一定温度范围内砂纹粉末涂料的光泽对温度不敏感,但是固化温度会对砂纹粉末的其他性能有所影响,因而尽可能保证砂纹粉末涂料的固化温度的稳定㊂

2.3　涂膜的固化时间

表3　不同固化时间对砂纹粉末涂料的光泽的影响Table 3　Influence of different curing time on gloss of

sand powder coatings

固化时间光泽/度

粉E 粉F 200℃/10min 8.58

200℃/30min

8.2

8.1由表3得知,在保证砂纹粉末涂料固化充分的条件下,固化时间从10min 延长到30min,砂纹粉末涂料的光泽变化在0.5度左右变化很小㊂说明在保证砂纹粉末涂料固化完全的前提下适当的延长固化时间对砂纹粉末涂料光泽影响不大㊂

粉末涂料固化过程中有两个很重要的指标:一个是固化温度,另一个是固化时间㊂粉末涂料的固化过程需要一定时间才能充分完成㊂如果固化时间太短,容易造成涂层固化不完全,涂层性能达不到国标要求㊂而固化时间太长容易造成涂层过固化,涂层产生失光㊁黄变等破坏性影响,从而导致涂层性能也达不到国标要求㊂涂膜固化时间长短在实验室时可以很好控制,但在客户实际喷涂时,易受链速㊁工件大小㊁固化炉等因素影响而使得不好控制㊂

2.4　砂纹助剂的添加量

由表4得知,砂纹助剂的增加对砂纹粉末涂料的光泽稳定性不利,砂纹助剂添加量大于0.2%时,砂纹粉末涂料光泽稳定性开始变差,0.3%时光泽相差1度以上,而且随着砂纹助剂添加量的提高,光泽稳定性迅速降低㊂

因此在条件许可的情况下尽可能保证砂纹助剂的添加量低于0.3%㊂这样可以保障砂纹粉末涂料光泽的稳定性㊂