低温固化型粉末涂料开发及促进剂的应用
摘要:
通过实验评估户内、户外用树脂的低温固化性能,满足160℃/10min固化完全,并以机械性能、表面效果、储存稳定性、玻璃化温度、抗blooming性能为标准,评估出最适宜的聚酯品种。
并分别在各配方中添加1%的促进剂K和促进剂M,考察促进剂对涂膜的机械性能、外观、胶化时间、倾斜流动性、玻璃化温度、储存稳定性的影响。
引言
近年来,由于粉末具有接近零VOC排放的优点,在整个涂料、涂装行业成为快速发展的领域,在当前国家绿色环保可持续发展的背景下更驱动了他的快速发展。
但普通热固性粉末涂料的建议施工温度多在180℃—210℃/10—20min,与液体涂料相比,存在烘烤温度高,时间长的缺点。
这势必会导致施工企业能耗较高,且高温固化也限制了粉末涂料在热敏底材如MDF板、塑料、电子元件等新生领域的推广应用。
粉末涂料的固化过程是树脂和固化剂之间的化学交联反应过程。粉末涂料经历贮存、喷涂、受热熔融流平、固化反应成膜的过程。
从热力学微观角度看:储存、施工阶段由于环境温度低于粉末涂料的玻璃化温度,内部分子运动相对较慢,粉末涂料以固体形式存在;
进入烘道、烘箱后,温度升高,粉末涂料受热开始熔融,粘度降低,流动成膜;
但外界温度超过其反应活化能,树脂与固化剂开始交联反应,熔融粘度增大,达到一定程度后,涂膜无法流动,即进入胶化状态,直至固化反应完全,形成致密的涂膜。
1、反应动力学分析
以户内混合型粉末涂料为例,涂膜是由环氧基和羟基交联固化形成,其化学反应方程为:
根据反应热力学,其反应速度为:s=k[RCOOH] [EPOXY],式中S为反应速度;K为反应速率系数;【RCOOH】为聚酯羟基浓度;【EPOXY】为环氧基浓度;
由此可见方反应速度与反应速率常数和羟基、环氧基的浓度成正比,而反应速率常数为:K=Ae-Ea/(RT) ,其中Ea为反应活化能;R为摩尔气体常数;A为常数。
促进剂K是一种鎓盐化合物,鎓盐又叫叶立德,它是以碳负离子为中心的特殊的两性离子,中心包含一个正电荷原子和一个负电荷原子。
负电荷原子总数是碳原子....
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