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0·引言
環(huán)氧聚酯粉末涂料是在我國粉末涂料中生產(chǎn)量最多、涂膜外觀類型和花色品種也最多、應(yīng)用范圍最廣泛的粉末涂料品種。為了滿足各種用途的需要，經(jīng)常要調(diào)整粉末涂料的各種技術(shù)參數(shù)，例如固化速度、熔融黏度、遮蓋力、上粉率、邊角覆蓋力等，其中粉末涂料的邊角覆蓋力對于要求厚涂層或者工件邊角厚度要求均勻的工件來說是重要的技術(shù)參數(shù)之一。粉末涂料的邊角覆蓋力主要與粉末涂料的熔融黏度、膠化時(shí)間有密切的關(guān)系。一般來說，粉末涂料的熔融黏度受樹脂的熔融黏度、顏填料的含量和吸油量等因素影響，粉末涂料的熔融黏度越大，邊角覆蓋力越好;其次是粉末涂料的膠化時(shí)間受樹脂的活性、催化劑的品種和用量等因素影響，膠化時(shí)間越短涂膜邊角覆蓋力越好，但涂膜流平性變差，因此必須把這些技術(shù)指標(biāo)調(diào)整到合適的水平。
在設(shè)計(jì)粉末涂料配方時(shí)，首先在原材料的選擇上，應(yīng)考慮選擇對粉末涂料熔融黏度有較大影響的品種;其次選擇對粉末涂料膠化時(shí)間起縮短作用的原料品種。具體來說，在聚酯樹脂的選擇上，盡量考慮在固化溫度下熔融黏度高的聚酯樹脂品種;另外在配方設(shè)計(jì)上通過添加固化促進(jìn)劑縮短粉末涂料的膠化時(shí)間;還有添加邊角覆蓋力改性劑、增加顏填料的含量等方法提高粉末涂料的熔融黏度，以此改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。下面具體介紹進(jìn)行研究試驗(yàn)的情況。
1·試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)室用雙螺桿擠出機(jī)、小型高速粉碎機(jī)、靜電粉末噴涂設(shè)備、粉末涂料膠化時(shí)間和熔融流動性測定儀、涂膜性能測定設(shè)備等。
1.2 試驗(yàn)用原料
環(huán)氧聚酯粉末涂料用一般原料(包括不同商家不同規(guī)格的聚酯樹脂)、E-12環(huán)氧樹脂、流平劑、光亮劑、安息香、金紅石鈦白粉、沉淀硫酸鋇、促進(jìn)劑、氣相二氧化硅等。
1.3 試驗(yàn)方法
選擇環(huán)氧聚酯粉末涂料的經(jīng)典配方(m環(huán)氧/m聚酯=50/50)，聚酯樹脂品種、促進(jìn)劑品種和用量、邊角覆蓋力改性劑品種和用量、顏填料含量等后，考察粉末涂料的熔融流動性和膠化時(shí)間的變化情況。
2·結(jié)果與討論
2.1 聚酯樹脂的影響
用不同商家的4種聚酯樹脂(m環(huán)氧/m聚酯=50/50)配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能指標(biāo)見表1。
表1 不同商家聚酯樹脂配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能
表1的試驗(yàn)結(jié)果表明，4種不同商家的聚酯樹脂配制的同一種配方的環(huán)氧聚酯粉末涂料，雖然涂膜的外觀、光澤、耐沖擊性都差不多，粉末涂料的膠化時(shí)間差別也不大，然而聚酯樹脂的熔融黏度差別較大，粉末涂料的熔融水平流動性差別較大，其中產(chǎn)協(xié)聚酯樹脂配制粉末涂料的流動性最小。因此要得到邊角覆蓋力好的環(huán)氧聚酯粉末涂料，最好選擇產(chǎn)協(xié)聚酯樹脂。在選擇聚酯樹脂時(shí)，最好選擇固化溫度條件下，熔融黏度大或配制粉末涂料熔融水平流動性小的聚酯樹脂品種。
2.2 促進(jìn)劑品種和用量的影響
分別選擇2-苯基咪唑啉和2-甲基咪唑配制環(huán)氧聚酯粉末涂料，用2-苯基咪唑啉配制的環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能見表2;用2-甲基咪唑配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能見表3。
表2 用2-苯基咪唑啉配制的環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能
表3 用2-甲基咪唑配制環(huán)氧聚酯粉末涂料的配方和涂膜性能
表2的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著2-苯基咪唑啉用量的增加，涂膜的外觀和光澤沒有明顯的變化，但是涂膜的耐沖擊性得到明顯的改進(jìn)，而且粉末涂料的膠化時(shí)間有明顯的縮短，粉末涂料的熔融流動性也明顯變小，也就是說明通過調(diào)整2-苯基咪唑啉的用量，可以改進(jìn)涂膜的邊角覆蓋力。
表3的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著2-甲基咪唑用量的增加，涂膜的外觀變差，光澤降低，然而涂膜耐沖擊性有變好的傾向。隨著2-甲基咪唑用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間明顯變短，粉末涂料的熔融水平流動性明顯變小，有利于涂膜邊角覆蓋力的改進(jìn)。
當(dāng)含有2種促進(jìn)劑的粉末涂料進(jìn)行比較時(shí)，含有2-甲基咪唑粉末涂料的膠化時(shí)間更短，粉末涂料的熔融水平流動性更小，說明2-甲基咪唑?qū)Ψ勰┩苛贤磕み吔歉采w力的改進(jìn)效果比2-苯基咪唑啉的效果更好。
2.3 邊角覆蓋力改性劑的影響
在環(huán)氧聚酯粉末涂料中，氣相二氧化硅、氣相氧化鋁、納米碳酸鈣等可以作為涂膜邊角覆蓋力改性劑使用。用不同用量的氣相二氧化硅和納米碳酸鈣做的試驗(yàn)結(jié)果見表4~5。
表4 不同用量的氣相二氧化硅和納米碳酸鈣做的試驗(yàn)結(jié)果
表5 不同用量納米碳酸鈣對環(huán)氧聚酯粉末涂料和涂膜性能的影響
表4的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著氣相二氧化硅用量的增加，涂膜的流平性變差，涂膜光澤下降，涂膜的耐沖擊性也變差，當(dāng)用量增加至一定程度后正反耐沖擊性都通不過。對粉末涂料來說，隨著氣相二氧化硅用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間變長，而粉末涂料的熔融水平流動性變小，說明通過調(diào)整配方中氣相二氧化硅的用量，使粉末涂料的邊角覆蓋力得到改進(jìn)，但添加的量要根據(jù)涂膜機(jī)械性能的要求決定，添加過多會影響涂膜的機(jī)械性能。
表5的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著納米碳酸鈣用量的增加，涂膜光澤和耐沖擊性的影響并不明顯，然而對涂膜外觀有一定影響，當(dāng)增加到一定量以后涂膜橘紋變重。隨著納米碳酸鈣用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間有所變短，而粉末涂料的熔融水平流動性明顯變小，說明調(diào)整配方中納米碳酸鈣的用量可以改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。
2.4 顏料和填料用量的影響
在粉末涂料配方中，顏料和填料是不可缺少的組成成分，而且用量也比較大。因此其品種和用量的選擇對粉末涂料的技術(shù)指標(biāo)和涂膜的性能有很大的影響，其中包括對粉末涂料的膠化時(shí)間和流動性的影響。如果選擇合適的顏料和填料及用量時(shí)，通過調(diào)整顏料和填料在配方中的含量可以改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。不同填料(超細(xì)重晶石粉)用量對環(huán)氧聚酯粉末涂料的影響見表6;不同顏料和填料組合對環(huán)氧聚酯粉末涂料的影響見表7。
表6 不同顏料和填料組合對環(huán)氧聚酯粉末涂料的影響
表7 不同顏填料組合對環(huán)氧聚酯粉末涂料和涂膜性能的影響
表6的結(jié)果表明，隨著超細(xì)重晶石粉填料用量的增加，涂膜外觀變差，涂膜光澤和耐沖擊性沒有明顯的變化，粉末涂料的膠化時(shí)間的變化也很小，然而粉末涂料的熔融水平流動性的變化明顯，隨著超細(xì)重晶石粉用量的增加粉末涂料的熔融水平流動性變小，可以通過適當(dāng)增加填料用量改進(jìn)涂膜的邊角覆蓋力。
表7的結(jié)果表明，當(dāng)金紅石鈦白、銳鈦型鈦白和沉淀硫酸鋇3種顏填料的配比進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，粉末涂料涂膜的外觀、光澤和耐沖擊性的變化不大，粉末涂料的膠化時(shí)間變化明顯，而且粉末涂料的熔融水平流動性的變化較大，說明配方27的涂膜邊角覆蓋力比配方25有明顯的改進(jìn)。也就是說，通過不同顏填料用量配比的調(diào)整，可以改進(jìn)粉末涂料的涂膜邊角覆蓋力。
3·結(jié)語
試驗(yàn)結(jié)果表明，要改進(jìn)環(huán)氧聚酯粉末涂料的邊角覆蓋力，可以在下面幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：
1)從聚酯樹脂考慮，盡量選擇在固化溫度下熔融黏度高的聚酯樹脂品種，這樣粉末涂料在固化時(shí)熔融黏度高，涂膜的邊角覆蓋力好。
2)添加合適的固化促進(jìn)劑品種和用量可以調(diào)整粉末涂料的膠化時(shí)間，使粉末涂料的熔融水平流動性變小，可以改進(jìn)粉末涂料涂膜的邊角覆蓋力。
3)添加能增加粉末涂料熔融黏度的邊角覆蓋力改性劑，如氣相二氧化硅、納米碳酸鈣等助劑，可以改進(jìn)粉末涂料涂膜的邊角覆蓋力。
4)根據(jù)顏料和填料的吸油量和活性，通過改變顏填料的品種、用量及配比來調(diào)整粉末涂料的熔融黏度、膠化時(shí)間和熔融水平流動性，可以改進(jìn)粉末涂料的邊角覆蓋力。