【干货】粉末涂料配方的设计及铝材粉末原料的选择。
粉末涂料应用十分普及,在许多领域正在逐步替代含溶剂涂料等传统涂料,几十年的发展,粉末涂料技术已很成熟,这里简要介绍基本配方(通用型)设计和部分重点市场的配方设计(实用型)、试验过程等。
一、
粉末涂料基本配方设计要点
1、
环氧型粉末涂料
环氧粉末是热固性粉末最早研发和形成市场的粉末品种,一般是基于双酚A型环氧树脂,按照常见的看法。环氧粉末分为功能型和装饰型两类。、
功能型环氧粉末近年来发展迅速,主要应用在防腐(输油输气、管件和阀件、钢筋等)领域、电子(元件等)和电气领域(汇流排和母线等)。功能型环氧粉末的基础树脂除双酚A型环氧树脂,也经常采用改性环氧如酚醛环氧树脂、橡胶弹性体环氧树脂等,具体在后面“功能型环氧粉末”有较具体的叙述。
装饰性环氧粉末目前并不普及,一般应用于特殊效果如水纹(绵绵漆)和裂纹粉末、浴室把手罩光透明粉和铸铁件表面花纹(如缝纫机机头用皱纹)等。
凡是在一定温度(110~200℃)下能与环氧基反应的化合物,都可以作为环氧粉末的固化剂,而事实上适合环氧粉末的固化剂主要品种有胺类(双氰胺、改性或加速双氰胺),酸酐(芳香族酸酐、脂环族酸酐等)酰肼(葵二酸二酰肼、己二酸二酰肼等)、咪唑类(往往作促进剂)和有机酚类固化剂等几类,根据不同的技术要求而选择相应的固化剂,同时要选择合适的固化促进剂配合,满足各种实际需要和固化条件,促进剂也有很多种类,如乙酰丙酮金属盐【M(AA)n】、三苯基膦(TPP)及其鏻盐、芳基异氰酸酯的加成物(取代脲)、2-苯基咪唑啉以及二甲基咪唑等。
2、
环氧
/
聚酯型(混合型)粉末
当前在国内还是生产量最大和使用面最宽的品种。配方设计主要从涂层各项性能要求和售价成本入手。相关技术和配方在前后有关章节中有具体说明。
二、常见配方
实用型主要以耐候性粉末、白色家用电器粉末(以微波炉为例)、基础美术型粉末、户内外高透明粉末为基本内容,针对功能型粉末再作重点介绍,这是由于功能型粉末(以环氧粉末为主)实际应用领域和市场近来扩展很快,用途和性能不断提高,是目前重要的研发方向之一,同时也是能够取得较好经济效益的重要途径。
(一) 耐候性粉末(以建筑铝型材为例)
建筑型材以优异的耐久性、装饰性和加工成型性,广泛应用于建筑物的各个方面。而铝合金型材又因加工性能佳、质轻等优点,用量占金属型材的80%以上,粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长。目前,铝型材表面处理是阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式,每一种方式都各有优势,就环保方面看,粉末涂料更具优势,同时粉末涂料在色彩、花纹、光泽度等方面可选择性好,得到了各行人士的喜爱。具有代表性的粉末涂料品种有环氧型、聚酯型、丙烯酸型及有机硅树脂型等。作为实际应用,如铝框架、门窗、阳台、走廊、隔墙板等高防腐蚀性铝型材,大多数采用聚酯、丙烯酸粉末涂料;此外,由于环氧树脂粉末涂料具有优异的附着性、防腐蚀性,但耐候性较差,用于户内或者作为底漆。
建筑型材粉末涂料选用的聚酯树脂为饱和型的,按其端基分为端羧基型(—COOH)和端羟基型(—OH)两类。低酸值(20~45mgKOH/g)的聚酯用异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、羟基酰胺作固化剂(Primid或HAA),端羟基(—OH)聚酯采用已内酰胺封闭的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)多元醇预聚物作固化剂,制备耐候性卓越的纯聚酯粉末涂料。
根据粉末涂料耐候要求,国外通常按照佛罗里达天然曝晒测试结果分成三级:
标准型耐候粉末涂料(可以通过佛罗里达曝晒实验标准1~2a)
改进型耐候粉末涂料(可以通过佛罗里达曝晒实验标准2~3a)
超耐候型耐候粉末涂料(可通过佛罗里达曝晒实验标准5a以上)
国内我们一般依据GB/T 1865-1997《色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射暴露》(滤过的氙弧辐射),对相应的粉末涂料作耐候性评估。
设计耐候好的型材粉末涂料,第一步是原辅材料的选择,没有性能可靠的材料,就无法保证粉末的基本品质。根据国内各地气候条件,这里我们提供比较适合的原料选择,见表11-5。较典型的白色和灰色参考配方见表11-6。
表
11-5
铝型材粉末原料选择
型号
特征简述
适用范围
供应商
聚酯树脂选择
P5200
羧基聚酯树脂,酸值约35mgKOH/g
通用耐候粉末,高光和平光,适于静电喷涂,普通流平,TGIC固化
昆山 DSM
P5201
羧基聚酯树脂,酸值约35mgKOH/g
通用耐候粉末,高光和平光,适于摩擦带电喷涂,普通流平,TGIC固化
昆山DSM
EL6600
羧基聚酯树脂,酸值约35mgKOH/g
耐候性稍低,高光和平光,适于静电喷涂,普通流平,TGIC固化
广州南方树脂
P855
羧基聚酯树脂,酸值约35mgKOH/g
通用耐候粉末,静电摩擦都适用,多用于砂纹和皱纹粉,用烷基酰胺固化
昆山DSM
P9335
羧基聚酯树脂,酸值约35mgKOH/g
与P5200接近,价格有优势,TGIC固化
杭州中法
P3005
羧基聚酯树脂,酸值约35mgKOH/g
透明粉专用,适于静电喷涂,TGIC固化,流平稍差
昆山DSM
CE3099
羧基聚酯树脂,酸值约27mgKOH/g
耐候性稍低,静电摩擦都适用,多用于砂纹和皱纹粉,用烷基酰胺固化
浙江天松
固化剂选择
PT710
白色颗粒,EEW约110,熔点约92℃
低酸值聚酯树脂固化剂,用于耐候性好的粉末,流平性中
瑞士汎达
PT810
白色颗料,EEW约108,熔点约96℃
低酸值聚酯树脂固化剂,用于耐候性好的粉末,流平性好
瑞士汎达
TGIC
白色粉状,EEW约110,溶点约93℃
低酸值聚酯树脂固化剂,耐候性同PT710,流平性中
常州牛塘
XL552
白色粉状,羟值约84mgKOH/g,溶点约122℃
低酸值聚酯树脂固化剂,耐候性同PT710,多用于砂纹和皱纹
美国罗门哈斯
T105M
白色粉状,羟值约84mgKOH/g,溶点约122℃
低酸值聚酯树脂固化剂,耐候性同国产TGIC,多用于砂纹和皱纹
宁波南海化学
AG500
GMA型丙烯酸树脂,EEW约530
羧基聚酯消光固化剂,可得30。以下的任何光泽
广州南方树脂
B1530
灰白色固体
羟基聚酯固化剂,流平好,耐候性高
德国赫斯
主要助剂选择
BENZOIN
安息香(苯偶因),粉末脱气剂
用于平光类粉....
该文章只显示3分之一,如想阅读到这篇文章的完整内容,请扫描下方二维码,打开我们的万水化工商城小程序,在首页“知识中心”栏目搜索文章标题继续进行阅读。万水化工商城收集100万+篇精细化工知识文章,旨在为您深入的了解行业知识和化工应用技巧。