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丙烯酸消光透明粉末涂料的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-05-27  浏览次数:68
导读

引言丙烯酸(酯)在涂料行业中应用很广泛,尤其是在水性涂料中,因为丙烯酸涂料具有优异的耐候性,且防腐性能不错,装饰性能强。

引言

丙烯酸(酯)在涂料行业中应用很广泛,尤其是在水性涂料中,因为丙烯酸涂料具有优异的耐候性,且防腐性能不错,装饰性能强。但在粉末涂料中,丙烯酸(酯)的涂料占有的市场份额却是很小的,因为其价格比较高,柔韧性能较差,丙烯酸具有的性能其他低廉的树脂和固化体系也能代替。但是,丙烯酸树脂的颜色浅,且具有极好的透明度,硬度高,特别适合运用在透明粉末涂料。丙烯酸可以制得高光泽的涂料,且保光性性很好,国外已经成熟运用到汽车表面罩光,美国通用汽车公司、欧洲汽车公司等采用丙烯酸透明粉末涂料激进型车身罩光,取得很好的效果。另外,在消光粉末涂料中,丙烯酸参与固化的消光效果也是非常显著的。

由于透明涂料不能用填料消光,且一些消光助剂和消光固化剂在固化过程中会发黄,这些原材料如果应用在透明涂料中对透明度和白度都有影响,所以制作消光透明粉末涂料时树脂和消光剂的选择比较受限制。然而丙烯酸不仅颜色浅,透明度好,且用丙烯酸消光就能够在不牺牲白度和透明度的前提下得到低光甚至无光的透明涂层。但是丙烯酸与其他的树脂的混溶性较差,两种树脂混合使用困难,又因为透明涂料配方中几乎没有填料,所以经固化后的涂膜表面很容易一产生裂纹,较难得到平整光滑的涂层。

从理论上考虑,丙烯酸粉末涂料的品种很多,但是由于粉末涂料的贮存稳定性和涂膜的各种性能等原因,这些品种中工业化的耐候性丙烯酸粉末涂料,主要是缩水甘油基丙烯酸树脂用多元羧酸固化体系和羟基丙烯酸树脂用封闭型多异氰酸酯固化体系。这里我们主要讨论环氧丙烯酸用聚酯树脂固化和羧基丙烯酸用环氧树脂固化体系。

实验部分

  • 原材料的选择以及实验设备
  • 原材料的选择
  • 环氧丙烯酸、羧基丙烯酸、羧基聚酯树脂、环氧树脂、TGIC以及透明涂料专用流平剂和透气剂
  • 实验设备
  • 双螺杆高排布实验挤出机,工业级咖啡磨,金马枪,电子称,光泽仪以及一般机械性能检测仪器等。
  • 实验过程
  • 按照配方称量原材料,再物理混合在通过挤出机螺杆挤出,然后制得样板目测对比透明度以及白度,并且检测一般机械性能。

实验结果以及分析

丙烯酸消光透明涂料

环氧丙烯酸消光透明涂料

配方如下表所示:

 通过图1可以看出,涂层的透明度和白度都很好。光泽7.0%,但细看表面,会发现表面有一些小裂纹且表面粗糙,并对样板进行一般机械性能检测(如图2所示),涂层的抗冲击性能较差。所以此配方需做一些改进。

羧基丙烯酸消光透明涂料

配方如下表:

通过图3所示,样板的白度与透明度都很好。光泽9.0%,但表面的裂纹情况比较明显,一般机械性能如图4所示,羧基丙烯酸透明涂料的柔韧性相对图2较好。

 图1与图3对比说明,环氧丙烯酸要比羧基丙烯酸的表面裂纹情况要好很多,在不选取新的丙烯酸固化剂的情况下我们针对环氧丙烯酸消光透明涂料配方进行实验改进,消除裂纹缺陷,并且提高其柔韧性。

丙烯酸消光透明涂料实验改进部分

涂层表面容易起裂纹,如果不较大的牺牲涂层的透明度和白度的前提下在配方中添加一些提高粘度的助剂或高粘度树脂。

具体实验配方如下表:

表3中的配方对应的样板分别如下图:

如图5所示,上图从,左到右依次是表3中A、B、C、D配方对应的样板,A组为空白试验。表面效果对比如表4。

通过对比B组的综合效果都比较好,不足的是光泽较高。C组解决了表面有裂纹的缺陷,但是添加的助剂对透明度和白度的影响相对较大。通过对B组机械性能测试,其柔韧性能也能达到很好的水平,如图6所示。

   从上述实验对比得到,B组能够达到消光透明涂料的基本要求,如果配方中加入一点透明填料,还能进一步降低光泽。

结语

从上述实验分析得到:

     (1)丙烯酸消光透明涂料涂层表面容易产生裂纹缺陷,且环氧丙烯酸的表面比羧基丙烯酸的略好;

     (2)经过改进的环氧丙烯酸消光透明涂料层仍能得到透明度高白度好的涂料;

     (3)经过改进的环氧丙烯酸消光透明涂料能够改善丙烯酸涂料刚性大的缺点,得到机械性能满足需求的涂料。

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