

20世紀80年代至今,粉末塗料作為(wéi)環境友好型塗料的一(yī)種曰益被塗料(liào)與塗裝行業(yè)人士所認可。特別是近年來, 環保與可持續發(fā)展(zhǎn)要求急速上升。無論從政府法規還是行業(yè)趨勢,低揮發分及無揮發分塗料(liào)都將成為塗料行業 整體發展的主要方向。但隨著多年的發展,粉末塗料的諸多弊(bì)端也始終困擾著從業者,其中最為重(chóng)要便是物料的分散。
分散性在(zài)塗(tú)料行業是一個老生常談的問題,而粉末(mò)塗(tú)料的物料分(fèn)散較差。主要原因在於塗(tú)料中無溶劑,在熔融條件下進行擠壓式(shì)混煉分散(sàn),且時間很短(duǎn)。物料間粒徑、粘虔、吸油量等指標差異很大,達到(dào)充分的潤濕、包覆及互溶難虔較(jiào)大。雖然從工藝、體係粘虔等方麵已作出較大改善,在塗料性能方麵提升並不多。近些年出現了一些預處(chù)理複合材料在這方麵指出了另一條出路(lù),使得塗料性能改善有(yǒu)了更多種的(de)選擇。
表麵包裹技術的應用
此(cǐ)類原料較為常(cháng)見,如金屬粉(fěn)、顏料、填料的包覆等,通過不同包覆材料(liào)的選擇能夠帶來(lái)更優異的性能。
在(zài)鋁粉外層包覆二氧(yǎng)化矽或丙烯酸可有(yǒu)效(xiào)的提(tí)高其抗氧化(huà)性(xìng),多(duō)層包覆下使鋁粉的戶外使用成為可能。最新(xīn)的聚(jù)酯包覆型鋁粉依靠(kào)外(wài)包覆層與底粉更(gèng)為相近,且避免(miǎn)了吸(xī)油量大、帶電與底粉(fěn)存在差異的缺點。在僅使用後混(hún)的情況下加(jiā)量15%,未出現金屬粉與底粉分離情(qíng)況,且金屬粉效果(guǒ)良(liáng)好。同時,多層包(bāo)覆後的鋁粉其閃點也得到了相應(yīng)的下降,使其使用的安全性得(dé)到了提高(gāo)。
功能填料通過在填料表層包覆不同的有機物料(liào)可有效的降低填料吸油(yóu)量,調整使用後塗層的流平與光澤。使用硬脂酸包覆後(hòu)的珠光在(zài)塗層中能夠得到(dào)更好的閃爍效(xiào)果(guǒ)並減少其用量。而采用不同有機物進行包覆的碳酸鈣在提高其穩(wěn)定性的前(qián)提下也(yě)大大改善了表麵狀態,在很多領域得到應用。
顏料的分(fèn)散在塗料行業中一直是最為重要(yào)的工藝。如何有效破(pò)壞小顆拉顏料間的團(tuán)聚使其穩定的分散在塗料體係中也是顏料及設備廠商所(suǒ)研究的重點。粉末塗料恰恰在此方麵與其他(tā)種類塗料存在很大差異,過(guò)於簡單的工藝和超大的粘(zhān)度(dù)使得顏料分散變得(dé)更宏觀。而目前(qián)一種類(lèi)似(sì)於色(sè)母粒的預分散顏料能夠有效的解決此類難(nán)題。先以炭黑為例:
Ⅰ | Ⅱ | |
聚酯樹脂 | 54 | 54 |
TGIC | 4.1 | 4.1 |
流(liú)平劑 | 0.8 | 0.8 |
701 | 0.5 | 0.5 |
安息香 | 0.3 | 0.3 |
炭黑 | 1 | 0 |
預分散炭黑 | 0 | 1.9 |
沉(chén)澱硫酸鋇 | 39.3 | 38.4 |
配方中炭黑為德固薩中色素炭黑,而預(yù)分散炭黑中該炭黑的有效成(chéng)分55%,最終指標對比如下:
Ⅰ | Ⅱ | |
光澤 | 91 | 96 |
衝擊 | 50通過 | 50通過 |
水平(píng)流動性(200℃) | 24 | 27 |
焦化時間(200℃) | 78s | 82s |
黑度 | Ⅱ更黑 |
可見預分散炭黑在(zài)提高炭黑分散性的(de)同時改善了(le)顏料的潤濕,降低其吸油量(liàng)。所以(yǐ)在低樹脂量配方中有效的(de)改善了塗層的流平(píng)和光澤(zé),而更低的量也減小了(le)大量顏料對機械性能的影響。如能(néng)夠進一步提高顏料的有效量會是粉末塗料更為鮮豔的福音(yīn)。
功能材(cái)料結構的作(zuò)用
珠光的核決定(dìng)了其閃爍程度,由(yóu)自然矽到人工矽再到後來的玻璃珠光,我們可(kě)以得到不同的變化。同(tóng)樣,粒徑的(de)改變在提供物料(liào)功能的同時也可以(yǐ)提高粉來的幹粉流動性。這些都是一些物理狀態在粉末中的有效應用。
在做高硬度產品的時候一般我們都會選擇(zé)表層增(zēng)硬和體(tǐ)質增(zēng)硬(yìng)兩種途徑。在體質增硬中最常見(jiàn)的是矽,石英的莫氏硬度可以達到7.5,但我們忽略掉了另一樣高硬度物質,那就是莫氏硬度為9的剛王(wáng),且我國剛玉儲量極大。剛玉主要成分 A1203 ,從煉鋁所用的白剛玉到最為礦(kuàng)渣的黑剛玉品種眾多(duō),如何有效的提高剛玉在塗料中的分散是其能否應用的關鍵。
采用粒徑 5 微米以下的一水氧化鋁進行高溫(wēn)鍛(duàn)燒,能夠得到一種多孔結構的剛王微粒。在提高了顆粒(lì)比(bǐ)表麵積的前提下(xià)使關於與樹脂間的結合力得以提高。使用黏度略低的固化體係能夠讓體係潤濕(shī)進行的更徹底。此類增硬調料在添加量達到40%時,表麵(miàn)鉛筆硬度5一6H 。按 GB/T 1768一2006 漆膜的耐磨性測定,1kg 正壓,10000 個循環的質量損失可控製在 100-200mg之(zhī)間。
複合材料的使用
目前應用中的(de)複合材(cái)料多為後混工藝,但市場上也開始能夠看到一些工藝更為複雜的(de)功能性材料。
1.安息香包裹的酰(xiān)胺蠟顆粒
安息香是粉(fěn)末中應用最為廣泛的除氣劑,但其易黃變、易冒煙的(de)特性也始終(zhōng)為人訴病。替代產品多數無法到達其(qí)有效效果。那麽控製更少的(de)加量似乎是(shì)目前最佳的選擇。
通過對安息香(xiāng)進行霧化並對酞胺蠟進行包覆,能夠得到更小的顆粒利於物料分散。霧化的同時也增加了安息香的比表麵積,使其能夠更(gèng)高效的分(fèn)散於塗層樹脂(zhī)間。而酞月安蠟在體係中可以(yǐ)提高塗層表麵豐滿度並降低粘度改(gǎi)善(shàn)流平。因提高了(le)安息香的比表麵積也使(shǐ)得其用量降低。通過實驗(yàn)其(qí)加量在0.15-0.2%可達到塗(tú)層 50 微米無針孔,做到脫氣(qì)良好。加量為0.2%的(de)白(bái)色(sè)Primd體係高(gāo)光配方其檢測數據如下:
膜厚(um) | 55 | 表麵(miàn)狀態 | 良好(無針孔(kǒng)) |
光澤 | 94° | 水平流(liú)動(dòng)性(um) | 26.5 |
230℃20min烘烤 | 無黃變 | ||
2.聚四氟乙烯(xī)蠟包裹的聚乙烯蠟(là)顆粒
與前麵相似,選用霧化技術使聚四氟乙烯蠟(後簡稱PTFE)對(duì)聚乙烯蠟(後簡稱 PE 蠟)進行包覆,增大PTFE陀比表麵積的同時降低(dī)了物料比重(chóng),使其具有更好的上浮(fú)性。PTFE的高(gāo)焙點也能保(bǎo)證其內部 PE 蠟不會流出並降低漆(qī)膜硬度。同時,也有效的降低了物料成本。
3.金剛砂包覆的N,N`-乙(yǐ)撐雙硬脂酸(suān)酰胺(後(hòu)簡稱EBS)
EBS 在粉末塗料中可作為一種流動助劑和增韌劑,但(dàn)加量過多(duō)會使體係(xì)玻璃(lí)化溫度急劇降低,在近兩年使用量開始下降。使用金剛砂與 EBS 進行複合可以使其在低溫段快速焙融並上浮,在提高塗料流動性(xìng)的同時更好的是金(jīn)剛砂(shā)分(fèn)布在塗層表麵,提高塗層表麵硬度。 EBS良(liáng)好的柔韌性也能彌補金剛砂所帶來的脆性。在相同配方中加(jiā)入(rù)0.8%PTFE蠟(I號配方)、0.5%PTFE 包(bāo)覆PE蠟(Ⅱ工號配方)、 0.5 %金剛砂包覆 EBS(Ⅲ工號配方)與不加任何增韌助劑的工Ⅳ號配方對比,最終所得漆膜對比參數如下:
Ⅰ號 | Ⅱ號 | Ⅲ號 | Ⅳ號 | |
膜厚 | 70-80 | 70-80 | 70-80 | 70-80 |
衝(chōng)擊 | ±50通過 | ±50通過 | ±50通過 | ±50通過 |
鉛筆硬度 | 2H | 2H | 2H-3H | H |
1000周期(qī)磨損試驗(mg) | 54 | 56 | 41 | 164 |
冒煙情況 | 有 | 有 | 無 | 無(wú) |
隨著環保、安全意識的加深,粉(fěn)末塗料作為(wéi)環境發好塗(tú)料(liào)的一種將迎來大發展的(de)春天。各領域的功(gōng)能(néng)型塗料需求不斷被提出。加深工藝研究已逐步從設備開始走(zǒu)向塗(tú)料生產控製及原材料工藝選(xuǎn)擇。更多角度、更多元(yuán)化的提升(shēng)塗料綜合指(zhǐ)標(biāo)也必然成為粉末行業未來的(de)發展趨勢。
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