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        聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料影響因素探究,涂料在線,coatingol.com
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        聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料影響因素探究
        2022年11月09日    閱讀量:     新聞來源:涂料在線 coatingol.com  |  投稿

        摘要:本文通過對比試驗,探究在使用醋酸丁酸纖維素作為皺紋劑時,聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料中聚酯樹脂、填料、助劑、噴涂及烘烤工藝等對其涂膜外觀和性能的影響。

         

        引言

        皺紋花紋粉末涂料是一種通過皺紋粉末外加顏料從而使其表面具有線條花紋的美術型粉末涂料,其具有很強的裝飾性,能掩蓋基材本身的缺陷,不易出現縮孔;


        對其表面流平無太高要求,廣泛應用于門窗、鋼木家具、縫紉機、儀表、小型機電外殼等領域。


        大部分皺紋花紋粉末涂料都是使用聚酯-環氧體系來制得,防腐性能較好,老化性能較差,使用QUVB加速老化箱進行老化測試時,50小時則出現了失光、粉化現象,只能用于戶內涂料在線coatingol.com。


        而使用聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末250-300小時才出現較為嚴重失光、粉化現象,可將作為戶外使用。


        本文主要探討聚酯-TGIC體系中,聚酯樹脂的種類、填料的種類、聚酯樹脂與顏填料的比例、固化促進劑的用量、皺紋劑的用量等因素對其粉末、涂膜的影響。


        1、實驗部分


        1.1 試驗原材料及基礎配方


        所用原材料及基礎配方配比如下表1所示:

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         1.2 試驗設備

        試驗設備:電子天平,擠出機,磨粉機,靜電噴槍,烘箱,QUVB加速老化箱,涂層膜厚儀。


        1.3 反應原理

        皺紋花紋粉末涂料的反應原理是當粉末涂料燒烤固化時,熔融流平涂料表面張力很大,而皺紋劑的表面張力較小。


        由于兩種不同表面張力的物質之間相容性不好,表面張力小的一方又不能使表面張力大的一方的表面張力完全降下來,兩種不同物質張力相互共存,這樣就形成凹凸不平的涂層外觀。


        1.4 試驗方法

        按配方組分稱量原材料,混合均勻后通過雙螺桿擠出機熔融混合均勻擠出,壓片冷卻,破碎后磨粉機粉碎,過180目標準篩,獲得粒徑均勻的粉末涂料,將所制得的粉末涂料與顏料進行干混。


        采用靜電噴涂,電壓控制70-90kV,氣壓控制在0.5×105-1.5×105Pa,固化條件為200℃/1Omin。再對涂層及粉末進行性能測試。 


        2、結果與討論


        2.1 不同聚酯樹脂品種對皺紋花紋粉末涂料的影響


        樹脂是粉末涂料成膜物質的重要組成,它的一些技術指標直接影響到最終涂層的性能。本試驗選用表2中五種不同的聚酯樹脂進行對比,其粉末涂料配方及粉末、涂層性能見表3。

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        從表3結果可知,在配方1中,聚酯樹脂A的黏度雖然較大,但其酸值低,膠化時間長,涂層在200℃/10min的烘烤條件下無法完全固化,其涂層紋理較大且較平,線條亦相對模糊。


        而配方4中,聚酯樹脂D的黏度低,但其反應活性較A要高很多,故而其涂層亦能形成紋理,且較聚酯樹脂A形成的紋理更為立體。


        在聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末體系中,聚酯樹脂的酸值和黏度對涂層紋理有較大的影響。


        一般情況下,聚酯樹脂黏度相近時,其酸值越高,反應活性越高,膠化時間越短,所形成的紋理越小,立體感越強。


        酸值越低,反應活性越低,膠化時間越長,形成紋理越大,立體感則越弱。


        2.2 不同填料品種對皺紋花紋粉末涂料的影響


        在皺紋花紋粉末涂料中,不同的填料由于其吸油性的不同,其對花紋紋理也有較大的影響。


        本試驗選用重晶石粉、沉淀硫酸鋇、輕質碳酸鈣、云母粉四種不同填料進行對比,填料品種和技術指標見表4,其粉末涂料配方及粉末、涂層性能見表5。

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        從表5結果可知,吸油量大的填料,其熔融黏度也較大,烘烤時流平不易展開,所形成的紋理也較小。吸油量小的填料,其熔融黏度也較小,烘烤時流平較易,所形成的紋理也較大。


        重晶石粉、沉淀硫酸鋇、輕質碳酸鈣、云母粉四種填料吸油量逐漸增大,表面紋理逐漸變小,但仍然能夠形成較好的紋理,所以填料品種對于皺紋花紋粉末涂料的影響較另外幾個因素的影響小。


        2.3 不同樹脂與顏填料量比例對皺紋花紋粉末涂料的影響


        在皺紋花紋粉末涂料中,樹脂與顏填料比例對花紋有較大的影響。分別對樹脂與顏填料量的三種比例進行對比,其粉末涂料配方及粉末、涂層性能見表6。

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        通過表6中顏填料量的變化(增減10%的用量)可知,顏填料量增大時,其紋理相對較小,因為顏填料量增大,其熔融黏度增大,烘烤過程中流平不易展開,故而所得到的紋理也相對較小。


        顏填料量減少時,紋理相對較大,因為顏填料量減少,熔融黏度降低,烘烤過程中涂層表面流平較易,形成的紋理也就相對較大。


        但當顏填料量過少,其熔融黏度低,如選用聚酯樹脂黏度也較低,則易出現流掛的現象,此時需要通過更換樹脂品種或者加入固化促進劑加快反應速率,從而改善其流掛現象。


        如圖1所示,配方10、配方2、配方11,顏填料量依次遞減,其涂層所形成紋理依次增大。

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        2.4 不同助劑用量對皺紋花紋粉末涂料的影響


        在皺紋花紋粉末中,皺紋劑對其涂層紋理有至關重要的影響。如果不加入皺紋劑,涂層難以形成紋理,對于皺紋劑用量,一般我們控制在0.1%-0.3%。


        隨著用量增大,涂層紋理立體感下降,直至變成平整外觀。固化促進劑可以改變粉末涂料的反應速率,從而影響涂層紋理效果。


        使用不同皺紋劑用量、不同固化促進劑用量進行對比,其粉末涂料配方及粉末、涂層性能見表7。

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        從表7結果可知,當皺紋劑用量太少時,如圖2中配方12所示,其紋理立體感變強,但涂層出現了露底的情況,同時線條交雜較為模糊。


        隨著皺紋劑用量增加,如圖2中配方2、配方13所示,其紋理趨于正常,涂層由花紋較大,立體感較強逐漸變為花紋較小,立體感較弱,線條也出現逐漸清晰。

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        固化促進劑主要作用是加快反應速率,用量增大,相對應的粉末涂料的膠化時間也縮短,而體系黏度則與其反應速率及膠化時間有密切聯系。


        加熱烘烤時,熔融黏度隨著加熱時間延長而降低,此時開始形成紋路,當涂料開始交聯固化后,熔融黏度開始上升,涂料流動減緩,交聯固化反應達到一定程度,涂料停止流動,紋理固定。

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        如圖3配方14、配方15所示,隨著固化促進劑用量的增大,其表面紋理逐漸變小,線條變模糊,直至如圖3配方16所示。


        固化促進劑用量過大,反應速率太快,體系黏度上升很快,粉末涂料在流平未完成之前已經固化,其涂層無法形成皺紋紋理及線條。

         

        2.5 噴涂及烘烤工藝對皺紋花紋粉末涂層的影響


        2.5.1 噴涂工藝對皺紋花紋粉末涂層的影響

        噴涂工藝對于皺紋花紋粉末形成的涂膜紋理有較大的影響。噴涂太厚易產生流掛、機械性能較差、附著力較差的缺點,同時用粉較多,成本增加。


        厚噴時涂膜所起的紋理會較大,所以在噴小花紋的皺紋花紋粉末時應盡量噴薄點,而在噴大花紋時則可以噴厚點。


        一般皺紋花紋粉末膜厚在80-120μm,這樣涂膜表面才不易出現露底的情況:如下圖4所示為同一皺紋花紋粉末在薄噴和正常噴涂時的對比,左邊為薄噴,其膜厚為50-80μm。


        其涂層紋路較小,線條模糊,出現露底的情況,右邊為正常噴涂,膜厚為80-120μm,其表面花紋正常,線條清晰。

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        2.5.2 烘烤工藝對皺紋花紋粉末涂層的影響


        烘烤工藝主要是烤箱的溫度、升溫速率。當烤箱溫度較低時,皺紋花紋粉末有較長的時間充分流平,其所形成的紋路也較大較平。


        烤箱溫度高時,粉末固化時間變短,形成的紋路也隨之變小變立體。如圖5所示為同一皺紋花紋粉末在不同的烘烤條件的對比。


        左邊為烤箱溫度從室溫開始加熱直至200℃結束烘烤,其形成的紋路較為大較平,同時紋路上的顏料也會分散,無法像右邊的形成清晰的線條;


        右邊的則為烤箱溫度200℃直接烘烤所形成的紋理,其立體感較強,紋理線條也較為清晰。

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        3、結語


        3.1 在聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料中,聚酯樹脂種類對于紋理有較大的影響,其酸值較高、反應速率較快的樹脂形成的紋理較小,而黏度較大的樹脂形成的紋理立體感較強。 


        3.2 在聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料中,填料種類對于紋理影響沒有聚酯樹脂的影響大,但仍然存在一定的影響,吸油量越大的填料,其紋理一般都偏小、立體。

         

        3.3 在聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料中,皺紋劑用量的多少對紋理有至關重要的影響,一般隨著用量的增大,其紋理變小,立體感變弱。而適量的固化促進劑可以加快反應速率使紋理立體感更為強。

         

        3.4 在聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料中,噴涂及烘烤對于涂層紋理影響也較大,一般大花紋膜厚控制在80-120μm,小花紋則可以偏薄一些。烘烤時則可以先將爐溫升高,再放入噴涂好的工件,這樣可以使涂層紋理效果變化較小。

         

        3.5 聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末的紋理大小影響因素較多,任何因素改變都對其外觀有明顯的影響。實際生產中,需要根據情況來調節,從而達到需要的紋理效果。


        標簽:工業涂料,原材料,技術中心,粉末涂料,樹脂
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