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粉末涂料配方设计及铝材粉末原料选择

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  粉末涂料的应用现在十分普及,几十年的发展,粉末涂料技术已很成熟,在许多领域正在逐步替代含溶剂涂料等传统涂料。这里简要介绍基本配方(通用型)设计和部分重点市场的配方设计(实用型)等内容。

  一、粉末涂料基本配方的设计要点

  1、环氧/聚酯型(混合型)粉末

  是当前在国内生产量最大和使用面最广的品种。配方设计主要从涂层各项性能要求和售价成本入手。

  2、环氧型粉末涂料

  环氧粉末是热固性粉末最早研发和形成市场的粉末品种,环氧粉末分为功能型和装饰型两类。

  功能型环氧粉末近年来发展迅速,主要应用在防腐(输油输气、管件和阀件、钢筋等)领域、电子(元件等)和电气领域(汇流排和母线等)。功能型环氧粉末的基础树脂除双酚A型环氧树脂,也经常采用改性环氧如酚醛环氧树脂、橡胶弹性体环氧树脂等。

  装饰性环氧粉末目前并不普及,一般应用于特殊效果如水纹(绵绵漆)和裂纹粉末、浴室把手罩光透明粉和铸铁件表面花纹(如缝纫机机头用皱纹)等。

  凡是在一定温度(110200℃)下能与环氧基反应的化合物,都可以作为环氧粉末的固化剂,而事实上适合环氧粉末的固化剂主要品种有胺类(双氰胺、改性或加速双氰胺),酸酐(芳香族酸酐、脂环族酸酐等)酰肼(葵二酸二酰肼、己二酸二酰肼等)、咪唑类(往往作促进剂)和有机酚类固化剂等几类,根据不同的技术要求而选择相应的固化剂,同时要选择合适的固化促进剂配合,满足各种实际需要和固化条件,促进剂也有很多种类,如乙酰丙酮金属盐【M(AA)n】、三苯基膦(TPP)及其鏻盐、芳基异氰酸酯的加成物(取代脲)2-苯基咪唑啉以及二甲基咪唑等。

  二、常见配方

  实用型主要以耐候性粉末、白色家用电器粉末(以微波炉为例)、基础美术型粉末、户内外高透明粉末为基本内容,针对功能型粉末再作重点介绍,这是由于功能型粉末(以环氧粉末为主)实际应用领域和市场近来扩展很快,用途和性能不断提高,是目前重要的研发方向之一,同时也是能够取得较好经济效益的重要途径。

  耐候性粉末(以建筑铝型材为例)

  建筑型材以优异的耐久性、装饰性和加工成型性,广泛应用于建筑物的各个方面。而铝合金型材又因加工性能佳、质轻等优点,用量占金属型材的80%以上,粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长。目前,铝型材表面处理是阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式,每一种方式都各有优势,就环保方面看,粉末涂料更具优势,同时粉末涂料在色彩、花纹、光泽度等方面可选择性好,得到了各行人士的喜爱。具有代表性的粉末涂料品种有环氧型、聚酯型、丙烯酸型及有机硅树脂型等。作为实际应用,如铝框架、门窗、阳台、走廊、隔墙板等高防腐蚀性铝型材,大多数采用聚酯、丙烯酸粉末涂料;此外,由于环氧树脂粉末涂料具有优异的附着性、防腐蚀性,但耐候性较差,用于户内或者作为底漆。

  建筑型材粉末涂料选用的聚酯树脂为饱和型的,按其端基分为端羧基型(—COOH)和端羟基型(—OH)两类。低酸值(2045mgKOH/g)的聚酯用异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、羟基酰胺作固化剂(PrimidHAA),端羟基(—OH)聚酯采用已内酰胺封闭的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)多元醇预聚物作固化剂,制备耐候性卓越的纯聚酯粉末涂料。

  根据粉末涂料耐候要求,国外通常按照佛罗里达天然曝晒测试结果分成三级:

  1.标准型耐候粉末涂料(可以通过佛罗里达曝晒实验标准12a

  2.改进型耐候粉末涂料(可以通过佛罗里达曝晒实验标准23a

  3.超耐候型耐候粉末涂料(可通过佛罗里达曝晒实验标准5a以上)

  国内我们一般依据GB/T 1865-1997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》(滤过的氙弧辐射),对相应的粉末涂料作耐候性评估。

  设计耐候好的型材粉末涂料,第一步是原辅材料的选择,没有性能可靠的材料,就无法保证粉末的基本品质。根据国内各地气候条件,这里我们提供比较适合的原料选择,见表1-1。较典型的白色和灰色参考配方见表1-2

 

  依照上述配方经标准工艺生产和严格检验,粉末具有性能如下:

  1.具有十分优异的柔韧性,防腐蚀性;

  2.卓越的户外耐候性(抗紫外光降解),十分优良的装饰性和经济效益;

  3.该产品与铝材及镀锌底层有良好的附着力,无需底漆;

  4.涂膜的物理机械性能和耐化学药品性能好。

  其涂装方法:

  采用认可的涂装机械,按照产品说明和技术说明在正常条件下进行施工,该产品可形成平整有光或无光的涂层,完全符合甚至超过Qualicoat标准的技术指标。

  推荐固化条件:

  190℃/20min,200℃/15min.


更新日期:2018-01-06