颜料和填料对聚酯粉末涂料的影响

南仁植、薛志荣、金顺玉、杨志超

摘要：

颜填料作为聚酯粉末涂料的重要组成分，对涂料性能和涂膜性能影响很大。文章通过大量试验研究发现，颜填料品种和用量的变化对涂料的胶化时间、熔融水平流动性、涂膜外观、硬度、抗冲击性、光泽、色差均有影响；

同一品种颜料对不同固化剂体系的聚酯粉末涂料性能影响也有所不同。因此合理选择颜填料品种和用量对聚酯粉末涂料十分重要。

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前言

聚酯粉末涂料是在我国粉末涂料品种中产量位居第二的最重要的耐候性粉末涂料，是由聚酯树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成的热固性粉末涂料。

虽然颜料和填料在聚酯粉末涂料中的作用不像树脂和固化剂那样重要，但是除了透明粉之外，大多数粉末涂料品种中都需要使用颜料和填料，他们也是粉末涂料配方中的重要组成部分。

关于颜料和填料对粉末涂料的影响问题，我们在以前的文章中曾报道过。本文选择我国聚酯粉末涂料中常用的异氰脲酸三缩水甘油酯（简称TGIC）和β-羟烷基酰胺（简称HAA）固化的纯聚酯粉末涂料体系。

研究了不同品种和规格的钛白粉、无机颜料、有机颜料和填料以及颜填料质量分数对粉末涂料胶化时间（决定粉末涂料的反应活性）、熔融水平流动性（决定粉末涂料的熔融粘度）、涂膜外观、光泽、抗冲击强度、铅笔硬度和色差等的影响，以便在设计聚酯粉末涂料配方时，根据用户的要求选择合适的颜料和填料品种和用量。

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 实验部分

2.1 主要仪器和设备

Φ30mm双螺杆挤出机；高压静电粉末喷涂设备；高速微细粉碎机；胶化时间和流动性测定仪；色差仪；光泽计等。

2.2 实验方法

按一般实验室粉末涂料制备方法，经原料混合→熔融挤出→冷却→粉碎→过筛制粉；

用高压静电粉末喷涂设备将其喷涂在0.3~0.5mm厚经打磨的冷轧钢板上，TGIC固化的聚酯粉末涂料在180℃/20min条件下固化；HAA固化的聚酯粉末涂料在180℃/15min条件下固化。

2.3 实验配方

在聚酯/TGIC粉末中聚酯/TGIC比=92/8；聚酯/HAA粉末中聚酯/HAA比=93/7；流平剂用量均为成膜物（树脂＋固化剂）量的1.25%质量分数；光亮剂用量均为成膜物的1%质量分数；安息香分别为成膜物的0.5%和0.35%质量分数。

在上述基本配方基础上，改变颜料、填料品种和颜填料质量分数进行试验。

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结果与讨论

3.1 钛白粉品种的影响

3.1.1 钛白粉品种对聚酯/TGIC粉末涂料的影响

我们选择国产金红石钛白粉R940、R224、R215和进口钛白粉R930、R902、R706、CR822。

在粉末涂料配方中颜填料用量是35.0%质量分数，钛白粉为23.7%质量分数，上述钛白粉对聚酯/TGIC粉末涂料和涂膜性能影响的试验结果见表1。

表1的试验结果表明，不同金红石钛白粉品种对粉末涂料熔融水平流动性、涂膜外观、光泽、铅笔硬度的影响没有明显的差别，然而对粉末涂料胶化时间、涂膜耐冲击强度和色差的影响有明显的差别。

因此在选择钛白粉品种或改换品种时一定要考虑配方的匹配问题，还需要进行必要的调色工作。

3.1.2 钛白粉品种对聚酯/HAA粉末涂料的影响

我们选择国产钛白粉R940、R224、R215和进口钛白粉R930、R902、R706、CR822，在粉末涂料配方中颜填料用量为35.0%质量分数；

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