摘要:討論了樹脂、固化劑、助劑以及工藝條件對聚氦酯粉末;余料涂膜性能的影響及選擇,最 終得到了最優(yōu)化的配方方案。
關(guān)鍵詞:粉末涂料;聚氦酯;固化劑;助劑
在耐候性粉末涂料中,聚氨酯粉末涂料的產(chǎn)量 i在世界上僅次于聚酯粉末涂料。由于其優(yōu)異的物理 化學(xué)性能,以及非常好的裝飾性,性能全面、平衡, 應(yīng)用范圍特別廣,主要應(yīng)用于戶外場合的裝飾性涂 裝,如自行車、摩托車、汽車等。另外,易于薄層化 的特點(diǎn)使其特別適合于金屬預(yù)涂材料(PCM)的涂 裝?,F(xiàn)在市場上的聚氨酯粉末涂料均是由羥基聚酯 和封閉異氰酸酯組成的。由不同的羥基聚酯和封閉 舁氰酸酯組成的粉末涂料其物理化學(xué)性能有很大的 區(qū)別。
本研究的目的是通過試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)找到合適的 聚氨酯粉末涂料的最佳配方,以達(dá)到最佳的性價 比,同時探討了各部分組成及試驗(yàn)條件對涂膜性能 的影響。
1羥基聚酯的選擇
聚氨酯粉末涂料固化成膜的主要化學(xué)反應(yīng)是聚 酯樹脂的羥基(一OH)與封閉異氰酸基(一NCO) 之間的反應(yīng),反應(yīng)式可表示如下:
表1以不同樹脂制備聚親釀粉末涂料的參考配方
將原材料嚴(yán)格按照參考配方稱量并且混合均勻, 用國產(chǎn)SLJ-30擠出機(jī)擠出(一區(qū)溫度控制在1051:, 二區(qū)溫度控制在110X:),烤箱溫度為(200 ± 2)r ,制 定標(biāo)準(zhǔn)檢測樣板,檢測標(biāo)準(zhǔn)按照國家推薦標(biāo)準(zhǔn),檢測 以不同飽和羥基聚酯制成的聚氨酯粉末涂料涂膜性 能,結(jié)果見表2。
按照表2所顯示的這四種飽和羥基聚酯所在的 配方的各種物理化學(xué)性能相差不大,但是在表中可 以看出國產(chǎn)樹脂的光澤偏低,耐老化性能比國外樹 脂稍差。通過以上試驗(yàn)對比選擇國外樹脂2作為聚氨 酯粉末涂料的最終成膜樹脂。
2固化劑的選擇
固化劑對聚氨酯粉末涂料的物理化學(xué) 性能有很大的影響,如果選擇的固化劑與 樹脂不能很好地產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng),那么聚氨 酯粉末涂料的物理化學(xué)性能就會受到很大 程度的影響。聚氨酯粉末涂料的固化劑現(xiàn) 在主要還是采用進(jìn)口的,在此選擇了德國 拜耳的2147不封閉型的異氰酸酯為固化劑1和德固 薩的B-1530封閉型的異氰酸酯為固化劑2作為實(shí)驗(yàn) 用的固化劑,樹脂選用上述試驗(yàn)的國外樹脂2,其參 考配方見表3。
嚴(yán)格按照表2的試驗(yàn)檢測條件對由表3配方制成 的粉末涂料涂膜進(jìn)行檢測,除耐老化、光澤、杯突有 所變化外,其他的各種物理化學(xué)性能跟表2做對比都 沒有變化。試驗(yàn)結(jié)果見表4。
由表4中可以看出固化劑2所在的配方的性比 表1中各配方的性能有了很大的提高,固化劑2比固 化劑1所做的配方的性能要優(yōu)異一些,因此選擇固由圖1可以看出,隨著BT-71添加量的增加,聚 氨酯粉末涂料涂膜的剛性在增加,其耐沖擊性就會 降低,同時涂膜的光澤也會有不同程度的下降,通過 試驗(yàn)檢測到其添加量在3%0~3.5%0時,涂膜在保光 率20%時其耐老化性達(dá)到800 h以上,同時正反沖 5 結(jié)語
擊'50 kg不出現(xiàn)細(xì)小裂紋。
由以上試驗(yàn)可以得出聚氨酯粉末涂料最優(yōu)化配 方應(yīng)選擇國外樹脂2、固化劑2、BT-71添加量3%。
在試驗(yàn)擠出的過程中,擠出機(jī)的清理非常重要, 最好有專門的生產(chǎn)聚氨酯粉末涂料的擠出機(jī)和研磨 機(jī),如果擠出機(jī)與研磨機(jī)中有其他涂料的殘留物,生 產(chǎn)出的聚氨酯粉末涂料就會有顆粒、縮孔等弊病。由 于聚氨酯粉末涂料在烘烤固化成膜過程中,要釋放 封閉劑等小分子彳七合物,試驗(yàn)樣板的涂膜不能太厚, 否則容易產(chǎn)生針孔、氣泡等弊?。煌瑫r由于封閉性異 氰酸酯的解封溫度要求很高,決定了聚氨酯粉末涂 料不能做低溫固化。烘箱的溫度過高或者烘烤的時 間過長都會引起涂膜的變黃,進(jìn)而也會影響涂膜的 光澤等。