掮要:采用硬脂酸對商業(yè)化的超支化聚酯(Bbtommo)進(jìn)行端基改性,提高其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(r8),將其作為 增大粉末涂膜表面張力和降低熔體黏度的助劑,以期達(dá)到減少涂膜表面縮孔和針孔,改善粉末涂料涂膜的表觀性能的 目的。運(yùn)用紅外光譜儀(FT-IR)、差式掃描量熱分析系統(tǒng)(DSC)、旋轉(zhuǎn)流變儀、接觸角測量儀等方法進(jìn)行了表征,研究 表明硬脂酸封端Blotom H20超支化聚酯(SA - HBP)的Ts升高到70 *C,滿足粉末涂料的5C存要求;與未加人SA -HBP的粉末涂料相比,加人SA - HBP后熔體黏度降低了 20% ~ 50%,表面接觸角從100。降到80。,橘皮、針孔和縮孔 k. 等表面缺陷減少’同時物理機(jī)械性能如硬度、耐沖擊性、附著力均有所改善。
關(guān)鍵詞:超支化聚酯;玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;熔體黏度;表面張力;流平性 中圖分類號:TQ 630.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0253 - 4312(2011)10 - 0034 - 04
羥烷基酰胺(haa)/聚酯粉末涂料是一類低毒、耐候性能 優(yōu)異的新型粉末涂料。但是,由于羥基和羧基在固化過程中 會釋放水分子,易使涂膜表面產(chǎn)生微小縮孔和針孔等表面缺 陷,限制了它的廣泛應(yīng)用[1_2〕。因此,開發(fā)一些新的產(chǎn)品,增 加粉末涂料的流平性,提高氣泡脫除閾值,減少針孔的出現(xiàn), 極具市場前景和應(yīng)用價值。
超支化聚合物具有球型致密的分子結(jié)構(gòu),獨(dú)特的空腔以 及大量的支化單元等特點(diǎn)[3<。因而它們具有低黏度、高相 容性、多功能性以及易成膜等優(yōu)異特性。將超支化聚合物用 于粉末涂料是目前研究的熱點(diǎn)⑷。但是由于超支化聚合物不 易結(jié)晶,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低,不利于穩(wěn)定貯存,這在一定程度 上限制了它的廣泛應(yīng)用[5—8]。本文研究目的是在超支化聚合 物的端基用結(jié)晶性極性化合物進(jìn)行改性,提高超支化聚酯的 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,利用其空腔和支化結(jié)構(gòu),提高聚酯粉末涂料
的表面張力和降低熔體黏度,幫助小分子從體系中脫除,改善 聚酯粉末涂料表觀性能。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1實(shí)驗(yàn)原料
商業(yè)化超支化聚酯(Blotom H20,l 747 ^mol):工業(yè)級,三 永國際有限公司淑脂酸^入^對苯磺酸^-!^)、^^-: 甲基甲酰胺(DMF):分析純,阿拉丁試劑(上海)有限公司;羧 酸聚酯樹脂:工業(yè)級,氰特化工有限公司;羥烷基酰胺、流平 劑、流平促進(jìn)劑、安息香、分散劑:工業(yè)級,寧波南?;瘜W(xué)有限 公司;二氧化鈦:杜邦;超細(xì)硫酸鋇:青島東風(fēng)化工有限公司。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
硬脂酸改性超支化聚酯的反應(yīng)見式(1)。
30 "C反應(yīng)3 h, 抽真空繼續(xù)反應(yīng)12 h后終止,得到黃棕色液體,用NaOH中和 過量的硬脂酸,乙醇沉淀,真空干燥,得到硬脂酸封端Blotom H20超支化聚酯(SA - HBP),高速粉碎后為微黃色粉末。
1.2.2粉末涂料涂膜的制備
將SA-HBP與聚酯粉末涂料粉體進(jìn)行配方設(shè)計,經(jīng)預(yù)混 合、熔融擠出、高速破碎、篩分,髙壓靜電噴涂,最后固化得到 表面光滑的涂層,得到涂膜編號為Standard、Blotom H20、l#、 23#0其中,Slandard是南海化學(xué)網(wǎng)上公布的配方,Blotwm H20編號為直接加人商業(yè)化的超支化聚酯的粉末涂料配方組 分,1'2*、3*編號為加人不同量SA - HBP的粉末涂料配方 組分。
1.3測試與表征
Nicolet 6700型傅里葉紅外光譜儀;Data Physics 0CA20視 頻光學(xué)接觸角測量儀;Physica MCR301旋轉(zhuǎn)流變儀;差式掃描 量熱分析系統(tǒng);粉末涂料涂膜耐沖擊性、柔韌性、附著力、鉛筆 硬度、光澤分別按 GB/T 1732—1993、GB/T 1731—1993、GB/T 9286—1998nGB/T 6739—2006、GB/T 9754—1988 進(jìn)行測試。
2結(jié)果與討論
2.1硬脂酸改性Blotron H20的FT - IR分析
硬脂酸改性Blotron H20的FT - IR分析如圖1所示。
圖1中3400cm_i為Blotom H20中一OH的吸收峰, 1 721 cnT1為酯基C=0的吸收峰,1 680 cm-1為SA羧酸中 C =0的吸收峰。SA封端后的Blotom H20(SA - HBP),出現(xiàn) I 712 cm—1的酯基吸收峰,同時能觀察到一OH峰面積減少,因 此硬脂酸對Blotom H20進(jìn)行了封端。
2.2 DSC分析
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度對粉末涂料的表觀性能和JC存穩(wěn)定性有 很大的影響,為獲得綜合性能優(yōu)異的涂膜,一般要求玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度在50 t以上,圖2是Blotom H20和SA - HBP的DSC 譜圖^
了 2個熔融吸收峰,這是因?yàn)橛仓岱肿渔湵旧砗苋犴?、易結(jié)
晶,從而誘導(dǎo)了 Blotom H20的非晶區(qū)產(chǎn)生誘導(dǎo)結(jié)晶,因此
42 t附近的是誘導(dǎo)結(jié)晶熔融峰,70 t附近的是硬脂酸鏈的培
融峰,因此封端后的HBP的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高到了 70 X ,
達(dá)到了粉末涂料的貯存要求。
2.3 SA -HBP的引入對粉末涂料流變性能的影響