浅谈粉末涂料的消光

收稿日期：2018-07-09
浅谈粉末涂料的消光
程
坚，
王俊
(新中法高分子材料股份有限公司,浙江杭州310000)
摘要:粉末涂料行业在中国发展非常迅速,其中消光型粉末在粉末涂料中的应用非常广泛。

该文
综述了消光粉末涂料的分类及各自消光原理,并列举了消光剂使用时受到的影响因素,生产时考虑这些因素可以更好地服务于消光粉末涂料的生产。

关键词:粉末涂料;消光剂;影响
doi:10.13752/j.issn.1007-2217.2018.03.002第48卷第3期2018年9月
Vol.48No.3Sep.2018
杭州化工
HANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY
粉末涂料的发展始于20世纪30年代,我国发展较晚,开始于20世纪60年代,改革开放以后,发展较为迅速。

1986年杭州中法化学有限公司(现为新中法高分子材料股份有限公司)引进年产600t 粉末涂料生产线和年产1500t 聚酯树脂生产线后,把我国粉末涂料生产技术和产品质量提高到新的水平,缩短了与世界先进工业国水平的差距。

在随后进一步的改革开放中,国民经济的发展更为迅速,吸引了世界大型跨国企业纷纷来中国投资,涂料行业也不例外,如阿克苏诺贝尔等,带动了国内粉末涂料的发展。

经过30多年的发展,无论在聚酯树脂行业还是粉末涂料行业,厂家和产品的品种都呈现了“百花齐放”的盛况,从之前的主要以环氧-聚酯粉末涂料为主发展到现在的有耐候性的聚酯粉末涂料、环氧粉末涂料以及聚氨酯粉末涂料等。

目前粉末涂料的原材料和涂装设备基本都能在国内得到解决,国内的市场也相当庞大,但结合粉末涂料的本身特点及当前环保压力增大的情况,使得我们需要对产品的特性进行研究改良,使之更能为市场所接受。

1粉末涂料及消光
粉末涂料一般由树脂、固化剂、颜料、填料和助剂
组成,跟溶剂型和水性涂料的主要组成差别不大。

在树脂中有热塑性树脂和热固性聚酯两大类,由热塑性树脂组成的粉末涂料中不需要固化剂,而在热固性粉末涂料中必须要添加固化剂。

一般的粉末涂料中都含有颜料(透明粉除外),它主要起到着色后的装饰作用和防锈作用;填料在粉末涂料中起
到增加涂膜硬度和刚性的作用,同时还可以降低涂料成本;助剂也是粉末涂料中重要的组成部分,其种类繁多,如流平剂、脱气剂、增光剂和消光剂等。

在粉末涂料的各项技术指标里面,涂膜光泽扮演着极其重要的角色。

习惯上,我们按照涂膜光泽的高低可以将粉末涂料分为以下几类:高光(≥85%)、有光(70%～85%)、半光(30%～70%)、亚光(10%～30%)、无光(≤10%)。

国家对于涂膜光泽的分类没有统一的规定,而且不同国家的分类方法也不同。

本文重点讲述消光的粉末涂料。

2消光剂的分类及消光原理
为了达到需求的光泽,根据消光的原理,对消光
助剂进行了分类,分为物理消光剂和化学消光剂。

一般通过物理作用的,称之为消光剂,属于物理消光剂;通过物理和化学共同作用的,称之为消光固化剂,属于化学消光剂。

2.1物理消光剂的消光原理
物理消光剂的消光作用主要是通过消光剂与成膜物之间的相容性不好而产生的,属于物理作用。

在粉末涂料中常用的物理消光剂有蜡型消光剂和非蜡型消光剂2类:蜡型消光剂中含蜡量较低,可以使得涂膜的外观流平性很好,但是加少了消光效果有限,加多了其表面容易形成蜡状;非蜡型消光剂的烘烤热稳定性好,涂膜的耐泛黄性好,但是加少了达不到我们需要的效果,加多了涂膜的冲击强度等物理力学性能不好。

二者都有一定的局限性。

2.2化学消光剂的消光原理
第3期程坚,等:浅谈粉末涂料的消光
消光固化剂的消光原理是利用粉末涂料配方中2种不同反应活性的固化剂和反应体系,由于其中一种反应体系的固化反应活性大,反应速度快,另外一种反应体系的固化反应活性小,反应速度慢,2种成膜物反应体系之间的反应速度差别和2种产物之间相容性的差别,形成微观上表面粗糙、对光反射力差的消光涂膜[1]。

消光固化剂是消光剂的特殊品种,在粉末涂料成膜的过程中,作为固化剂的一部分参与化学交联反应,通过树脂、固化剂与消光固化剂用量的调整,涂膜光泽容易控制,涂膜的光泽稳定性好,光泽的控制范围宽,应用范围更广。

目前消光固化剂在市场上品种很多,如宁波南海化学有限公司生产的XG603-1A、XG633,上海索是化工有限公司生产的T-68、T-308,武汉炎黄化工有限公司生产的YH-208、YH-218等,但是大多数消光固化剂存在烘烤时涂膜容易泛黄的缺点,一般大部分适合于配制浅色粉末涂料。

一般使用消光固化剂后,其光泽范围较广,能达到5%～70%,但是综合考虑以上因素,还需要针对所生产的产品特点,对消光固化剂进行选择,考虑的因素包括:颜色的深浅、固化时间的长短、户内户外聚酯的选择和促进剂的使用等。

3消光粉末涂料光泽的影响因素
3.1填料的影响
在配方中添加具有消光效果的填料,如消光硫酸钡、高岭土、超细硅微粉以及超细云母粉等,这种消光方法适用于所有树脂品种粉末涂料,但是有一定的局限性。

一般来说,由于填料密度比树脂密度大很多,要达到破坏涂膜平整度,得到粗糙表面的效果,则填料的用量比较大,其直接后果将使涂膜的流平性、机械性能大大降低,故采用此方法不能将光泽降得很低。

3.2消光剂的影响
在配方中使用具有消光效果的消光剂,能在一定程度上降低光泽,但是要考虑它的使用后果:用多了表面效果不好,用少了达不到需求,而且不能将光泽降得很低;同时,在使用时还需要考虑粉末涂料的耐候性能,户外型粉末涂料中的消光剂可以用在户内型粉末涂料中,但户内型消光粉末涂料不一定能用在户外型粉末涂料中。

消光剂的一些特性使得它在使用中的局限性较大,但是在满足要求条件下,进行合理的配方设计能够降低涂料成本。

3.3消光固化剂的影响
在配方中使用的消光固化剂,根据光泽要求,调节其用量,可以得到我们希望的产品,但并不能够满足我们所有的需求。

虽然在一定用量范围内,消光固化剂确实有调节涂膜光泽的功能,但是并不是加大其使用量就一定能达到将光泽降到很低的目的。

然而,当消光固化剂用量不足时,就影响到涂膜的机械性能、物理性能和化学性能。

因此,单纯依靠消光固化剂来调节涂膜的光泽是不恰当的。

3.4聚酯树脂特性的影响
聚酯作为生产粉末涂料时最主要的原材料,它的重要作用是不言而喻的。

在使用时,要考虑2个比较重要的因素:聚酯的酸价和用量,以上2个因素都会对涂膜的光泽产生影响。

一般来讲,酸值越高的聚酯制得的涂膜的光泽就越高;反之,酸值越低的聚酯制得的涂膜的光泽就越低。

不仅如此,聚酯树脂在配方中所占比例的高低也直接影响到涂膜光泽的高低,聚酯用量越高,制得的涂料涂膜的光泽就越高;反之,聚酯用量越低,制得涂料涂膜的光泽越低[2]。

为达到粉末涂料的消光,我们还可以通过粉末干混法进行消光,所谓干混法是指利用具有2种不同反应活性的粉末进行混合消光,先分别制备粉末,再将制备好的粉末混合,因2种粉末反应活性不同,固化时会形成表面对光反射力差的涂膜,从而达到消光的目的。

新中法高分子材料股份有限公司曾采用不同的聚酯制备各种粉末进行干混法消光,结果发现无论是高酸值还是低酸值树脂,改变其填料、消光助剂、固化时间都能对涂膜的光泽产生较大的影响。

在实际生产中,综合考虑这些因素,更有利于得到我们希望的产品。

3.5其他因素的影响
以上着重列举了影响粉末涂料涂膜光泽的几种因素,此外还有一些其他因素同样影响到涂膜的光泽,如填料的粒径大小及分布情况,固化时间的长短,加入不同反应类型的消光固化剂等。

4结语
涂膜表面的光泽是根据使用者的要求来选择的,每个人对装饰或环境的敏感度不一样,造成对光泽的
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(2)水力空化降解BPA的反应过程中,入口压力对BPA的降解具有双重影响。

最佳的入口压力为0.3MPa。

在相同操作条件下,孔板空化器反应速率大小为2号>1号>3号>4号>5号,2号孔板的空化效果更好,其反应速率常数为0.12879h-1,空化降解BPA 属于一级动力学反应。

(3)空化降解BPA的反应过程中,加入TBA后BPA的降解效果明显降低,而加入CCl4后降解效果却提高,进一步说明水力空化降解BPA是空化过程中产生的·OH的氧化作用。

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第3期卢贵玲,等:孔板水力空化对双酚A去除研究
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要求也不一样。

消光型粉末涂料由于其光泽范围广,而且性能基本能满足各个方面的需求,越来越受到人们的喜爱,并由此激励着更多的科研人员对其进行钻研。

虽然粉末涂料有它的许多优点,发展速度也比较快,但毕竟不是十全十美的产品,粉末涂料产品的多样化、低温固化、薄涂层化、超耐候超耐久性的特点仍需要进行着重研究。

参考文献:
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