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粉末涂料專用流平劑對其理化性能的影響研究

作者: 必威體育 發布時間: 2019年09月05日 18:37:06

慧聰涂裝網訊:

 摘要:介紹了粉末涂料專用流平劑的分類、成份、單體及紅外圖譜IR,且通過大量實驗數據表征闡述了不同流平劑在相同體系、相同添加量條件下對粉末涂料表面張力、熔融黏度、靜摩擦系數、層間附著力、玻璃化溫度Tg、凝膠時間、鮮映性DOI、流平性R、短波Sw、長波Lw及光澤等理化性能的影響。

  0引言

流平劑是粉末涂料中非常重要的助劑,擁有不可取代的地位。流平劑常常被人們稱為“界面活性劑”,因其與樹脂相容受限而被排擠至氣/液界面處,使涂料的表面張力處于平衡狀態,從而克服了因其表面張力差造成的表面缺陷。

本研究選取了多款國內外知名供應商流平劑,通過對比其有效成份含量、單體及紅外圖譜IR,可以更加直觀清晰地看出其相似與不同之處;且在相同添加量1%于戶內混合(Hybrid)體系中進行同比實驗,通過實驗測試數據反映出不同流平劑對粉末涂料表面張力、熔融黏度、靜摩擦系數、層間附著力、Tg、鮮映性DOI及流平性R等理化性能的影響,繼而在后續的配方設計中找到更加適合客戶現場應用的流平劑。以下實驗測試均在相同添加量1%、混合(Hybrid)體系、擠出條件、粒徑、膜厚、噴涂條件、烘烤條件下進行。

 1流平劑

1.1分類

粉末涂料用流平劑按照反應類型可以分為反應型和非反應型:一般非反應型流平劑較常使用如ESTRONResiflow®P67、Resiflow®PL-200、寧波南海GLP588等,而反應型流平劑較少使用且價格較貴如ESTRONResiflow®PH-240等;按照分子結構可以分為丙烯酸酯類和聚醚類,丙烯酸酯類較常使用如ESTRONResiflow®P67、Resiflow®PL-200、Resiflow®PH-240、寧波南海GLP588、PV88等,聚醚類常用于透明粉且價格較貴如Powdermate®486CFL、Powdermate®570FL等。

由于丙烯酸類分子聚合度低,在常溫下為液體,因此需要吸附在氣相二氧化硅載體上來制得粉末涂料用流平劑,其有效成份通常為60%~70%;而聚醚類分子鏈長,在常溫下本身為固體,因此無需吸附任何載體,其有效成份為100%。

 1.2成份及單體

本研究選取國內外6個知名流平劑,通過傅里葉變換紅外光譜FTIR和核磁共振波譜NMR進行表征對比,流平劑單體及有效成份對比見表1。

粉末涂料專用流平劑對其理化性能的影響研究

粉末涂料專用流平劑對其理化性能的影響研究

通過對比可知:PL-200、P67、GLP588、PH-240都屬于丙烯酸酯類流平劑,僅有PH-240含HEA單體,此流平劑為反應型流平劑,另外幾個為非反應型流平劑;486CFL、570FL屬于聚醚類流平劑,其透度較高適用于透明粉。

粉末涂料專用流平劑對其理化性能的影響研究

粉末涂料專用流平劑對其理化性能的影響研究

 1.3IR紅外圖譜

通過紅外圖譜對比可知:PL-200、P67、GLP588、PH-240丙烯酸酯類流平劑的特征吸收峰一致,圖譜基本重合;486CFL、570FL聚醚類流平劑的特征吸收峰一致,圖譜基本重合。

 2理化性能研究 

 2.1表面張力

表面張力是極性力和色散力的總和,色散力主要是范德華力,極性力主要是偶極矩、氫鍵、酸堿結合力。表面張力對于底材的潤濕和層間附著力有著重要的影響,低表面張力有助于底材的潤濕,高表面張力有助于粉末涂料的流平,本文通過添加相同量1%的不同品種流平劑于Hybrid體系中與空白試驗對比其涂膜表面張力。

粉末涂料專用流平劑對其理化性能的影響研究

粉末涂料專用流平劑對其理化性能的影響研究

通過試驗數據對比可知:丙烯酸酯類流平劑對于涂膜表面張力均稍有提高,能加強面粉與底粉之間的層間附著力;而聚醚類流平劑486CFL能顯著降低涂膜表面張力,對于層間附著力、重涂與流平有較大影響,同時聚醚類流平劑570FL是在486CFL的分子結構基礎上接枝改性以提高其重涂性能。

2.2熔融黏度

熔融黏度曲線對于粉末流平與固化過程是一個非常重要的參考指標,一般可將熔融黏度曲線分為3個階段:第一階段為粉末初熔結聚;第二階段為粉末熔融鋪展及流平;第三階段為粉末固化。第一階段與第二階段粉末熔融黏度隨溫度上升而急劇下降,此過程有助于粉末潤濕、鋪展與流平;第三階段粉末在高溫下開始發生交聯固化反應,體系黏度開始逐漸變大,此過程粉末表面張力基本不會發生變化,但流平阻力迅速變大,對于粉末流平基本無幫助。

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