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铝合金平开门型材常用低温固化粉末涂料及催化剂研究
更新时间:2018-12-15           点击率291:


在我国,铝合金平开门型材现已在许多行业得到广泛运用,与我们的日子密不可分,因此怎么使铝型材可以运用得更加耐久,铝型材的表面涂装越来越重要。而其间,粉末涂装以其高出产功率,高的收回运用率和对环境污染少的特点深受广大铝型材制造商的喜欢。粉末涂料一般都是在200℃×10min下完结涂膜的完全固化,这个烘烤进程需求消耗许多的动力,而广东省作为铝型材出产的大省,年产量占到全国的60%,怎么减少动力的消耗及减少废气的排放成为重中之重。

一般粉末的固化温度在(180~200)℃×(20~10)min,烘烤温度较高,关于诸如焊锡件,组装电子元件,塑料,木材,纸张等不耐热的被涂物的涂装带来了困难,200℃关于许多日常用品来说都太高了,无法用粉末涂装技术进行涂装,约束了粉末在这些方面的运用。下降烤炉的温度则能在必定的程度上减少动力的消耗,也能减少各种废气的排放。因此低温固化越来越被我们所注重,低温固化技术也得到展开,不过要说老到和许多的运用,在国内来说还有很长的路要走。

2、低温固化工艺与技术

粉末涂料的低温固化,是经过前进树脂与固化剂的反应活性来抵达的,树脂和固化剂的反应基团活性的改善,分子结构的操控,催化剂或促进剂新品种的开发,都是下降反应温度或许采用的方法。低温固化粉末涂料,固化温度低,熔融粘度高,因此涂膜流平较差,一同由于粉末涂料的反应活性强,影响贮存稳定性,二者彼此控制,需平衡处理才干工业化。

从粉末涂料的推行运用来说,最好是低温固化的一同,还可以快速固化,这样有利于前进出产功率的一同还可以节省动力,而且低温快速固化,可以缩短烘烤炉的长度,减少占地面积,下降涂装线的本钱。

铝型材用粉末涂料的低温固化要求就没有像那些热敏性的资料那么高,仅仅是从节省动力方面考虑,低温固化做到160℃×10min固化就可以,这样可以在出产功率不变的情况下最大极限的减少动力的消耗。修建用的铝型材大多都是用于野外的,关于功用要求比较高,特别是耐候等级必定要高,聚酯粉末涂料底子可以满足耐候要求。铝型材用聚酯粉末涂料的低温固化要求在不下降涂膜外观及功用的条件下,完结160℃×10min固化。


3、低温固化粉末涂料配方规划

3.1 常规树脂的低温固化实验

如下表一,多种常用的聚酯树脂在常规配方,正常的条件下熔融挤出,破碎,磨粉,固化条件160℃×10min。

常规用的中等酸值树脂聚酯-1,聚酯-3均不能在TGIC体系中完结160℃×10min完全固化,涂膜表面橘皮明显,流平差,涂膜功用达不到要求。一同在粘度较高,反应速率更快的高酸值树脂聚酯-6中,也无法完结160℃×10min完全固化,而且表面还有许多针孔。

聚酯-2树脂在TGIC体系中固化,涂膜的各项功用都可以满足要求,一同,该粉末涂料胶化时刻较短,比较志向,可以用于低温快速固化。仅仅从外观上看,流平稍差,且有细微失光,光泽较低,可考虑引进一种功用性助剂予以处理。

众所周知,β-羟烷基酰胺(HAA)是一种在国际上广为运用的纯聚酯粉末涂料体系固化剂。由于TGIC有较强的毒性,对环境和人体健康都有必定的影响,所以在世界许多国家和地区早已开端抵抗对它的运用,与此一同,TGIC的替代品——毒性较低的HAA备受喜欢。


聚酯-2树脂在HAA体系中不能160℃×10min完全固化,反应速率明显变慢许多,且涂膜很不平坦,耐冲击功用检验就出现开裂坠落现象,不能满足要求。聚酯-5与聚酯-2相相似,也出现了相同的问题。高酸值树脂聚酯-6反应速率很快,但是没有充分的固化,涂膜的致密性不可,而且也存在表面针孔的现象。

常用聚酯-3也可以在T-105M中,160℃×10min条件下固化,涂膜均能满足各项机械功用要求,涂膜流挂,聚酯-3的反应时刻过长,涂膜光泽明显偏低,只有50%左右。聚酯-4,聚酯-7均能在T-105M中,160℃×10min条件下固化,涂膜能满足各项功用要求。

对T-105M固化的各个树脂也进行了耐沸水检验,只有聚酯-3,聚酯-4,聚酯-7,在保光率,色差方面均能做到合格,其他的色差都很大,涂膜表面有起泡,坠落的现象。


聚酯-2与聚酯-4均能在160℃×10min完全固化,外观与各项功用目标都相差不大。不过,聚酯-2与聚酯-4比较,反应要更快。一同也分别进行了200℃×3min,180℃×6min的固化实验,两者都能满足要求。在我国,铝型材用HAA体系的粉末涂料运用还不可多,由于HAA体系还存在诸多的缺点:在制备高光粉末涂料时,用HAA固化的涂膜表面光泽没有TGIC体系高;与HAA配套的聚酯树脂在运用上还存在一些问题;HAA体系不宜厚涂;HAA的抗黄变性没有TGIC好。这些是用户反映得比较多的问题,当然还有其他方面的一些原因。但是最底子的一个原因应该是人们现已用习惯了TGIC,哪怕是在试用HAA的时分,也是拿TGIC作为参阅规范。所以本来运用就不多的HAA体系很难能更多的运用在铝型材低温固化粉末涂料。

寻找可以前进树脂和固化剂反应活性的试剂,即低温催化剂,然后抵达能让常规树脂也能160℃×10min固化,然后能更好的处理遇到的一些难题。

3.3 催化剂催化低温固化实验

催化剂1是一种自交联的超耐侯性树脂作载体组成的催化资料,可以前进聚酯反应活性,使得粉末涂料固化剂也可以在160℃下具有很高的反应活性。

表三:催化剂低温固化实验


聚酯-3可以在催化剂1催化效果下完结160℃×10min固化,而且不会出现流挂的现象,涂膜表面流平较好。AB之间的对比,TGIC固化的比T-105M固化的在功用上相对要好。而D由于催化剂的量不可,固化不完全,表面橘皮严峻,各项功用均不符合要求。聚酯-3在催化剂催化效果下于160℃×10min固化的涂膜功用与200℃×10min条件下未加催化剂固化的功用无明显的差别。

3.4 不同催化剂对比及流平剂的对比

(1)由于催化剂1虽能使涂膜的机械功用满足需求,但是如HAA体系相同,也存在光泽过低,无法满足高光粉的问题,在此尝试多种不同的纯聚酯低温催化剂的催化效果,以及彼此之间催化功用的对比。

B、C、D在三种不同的催化剂催化下均能完全固化,与常规配方A比较,各项功用均能抵达要求,粉末涂料反应速率都比较快。各项功用的对比上,B、C的硬度等级检验比D的要好一些,一同也做了耐沸水和人工加速老化实验。耐沸水实验中,工件放置在高压锅中,0.1个大气压的条件下,煮沸一个小时,发现B、C、D表面均很平坦,没有起泡和坠落的现象出现,色差在规范的规模之内。经过人工加速老化实验,涂膜表面尽管有必定的改变,但是也没有出现粉化或许坠落的现象,保光率和色差都能抵达要求。

(2)经过重复的实验发现,运用常规的流平剂很难可以使涂膜的流平有很大的前进,如B、C与A之间的对比,均无法使涂膜的表面流平变好,而且涂膜的光泽依然很低,制备高光粉还有必定的难题,由于许多的流平剂自身熔融温度就比较高,无法在低温的条件下能下降粉末涂脸的熔融粘度,对流平的促进效果不大。

4、低温固化问题讨论

在本实验中,用聚酯树脂-2做的铝型材用粉末涂料可以在不添加助剂的的条件下,以TGIC作为固化剂,在160℃×10min条件下固化,流平不可志向,各项功用目标也抵达要求,也进行了多次改善流平的实验,效果不明显。也实验了该树脂HAA体系的低温固化粉末涂料,发现简略出现流挂的现象,而且关于HAA体系,运用还不是很广泛,功用上比不上TGIC固化的粉末涂料。所以最好的方法就是运用催化剂,即在常规的配方中参加适量的催化剂,以前进树脂和固化剂的反应活性,使得粉末涂料能在160℃×10min固化,固化后的涂膜无论是外观仍是功用均能满足要求。但是也存在一些问题,那就是运用催化剂后,由于反应速率太快,表面光泽偏低,因此,高光涂膜表面还有待进一步研讨。

5、结语

本文介绍了铝型材用低温固化粉末涂料的展开和研讨方向,关键评论了树脂的选择和催化剂的运用,并对低温固化粉末涂料普遍存在的流平及光泽问题进行了讨论。铝型材用低温固化粉末涂料在处理节能、高效的基础上完结了经济效益的最大化,是可继续展开的严重举措。

低温固化粉末涂料的选择途径有:寻找能低温固化的树脂,如聚酯-2;HAA固化体系;开发低温固化催化剂;第一第二种方法由于需求特定的树脂,需求制备特定功用要求的树脂;而低温催化剂的运用则显得更简略一些,既参加适量的催化剂,不会影响制粉的工艺和涂装的工艺,而且不会由于树脂反应活性低的原因此出现贮存问题,因此必定成为最佳的研讨方向,尽管低温固化还不可老到和完善,许多的运用还有必定的路要走,可谓任重道远。

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