聚酯-TGIC體系的種類、聚酯樹脂與顏填料的影響

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  摘要：本文通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究了以醋酸丁酸纖維素為抗皺劑時(shí)，聚酯-TGIC型皺紋粉末涂料中聚酯樹脂、填料、助劑、噴涂、烘烤等工藝對(duì)涂膜外觀的影響。進(jìn)行了調(diào)查。和性能影響。

  介紹

  皺紋紋粉末涂料是在皺紋粉末中加入顏料，在表面產(chǎn)生線條圖案的藝術(shù)粉末涂料。裝飾性強(qiáng)，能掩蓋基材本身的缺陷，不易出現(xiàn)縮水現(xiàn)象；

  其表面平整度要求不高，廣泛應(yīng)用于門窗、鋼木家具、縫紉機(jī)、儀器儀表、小型機(jī)電外殼等領(lǐng)域。

  帶皺紋花紋的粉末涂料大多采用聚酯-環(huán)氧體系，防腐性能好，老化性能差。使用QUVB加速老化箱進(jìn)行老化試驗(yàn)時(shí)，50小時(shí)后出現(xiàn)失光、粉化現(xiàn)象。, 只能在室內(nèi)使用。

  但使用滌綸-TGIC型皺紋粉需要250-300小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的失光和粉化現(xiàn)象，可在戶外使用。

  本文主要討論了聚酯-TGIC體系中聚酯樹脂的種類、填料的種類、聚酯樹脂與顏填料的配比、固化促進(jìn)劑的用量、抗皺劑用量對(duì)其粉體和填料的影響。涂膜。

  1、實(shí)驗(yàn)部分

  1.1 測(cè)試原料和基本配方

  所用原料及基本配方比例見下表1：

  

  1.2 測(cè)試設(shè)備

  測(cè)試設(shè)備：電子天平、擠出機(jī)、粉碎機(jī)、靜電噴槍、烘箱、QUVB加速老化箱、涂膜厚度儀。

  1.3 響應(yīng)原則

  皺紋紋粉末涂料的反應(yīng)原理是粉末涂料在烘烤固化時(shí)，熔融流平涂料的表面張力大，而皺紋劑的表面張力小。

  由于兩種不同表面張力的物質(zhì)相容性差，表面張力較小的一種不能完全降低表面張力較大的一種的表面張力靜電粉末噴槍，兩種不同的物質(zhì)在張力上共存，從而形成不均勻表面。涂層外觀。

  1.4 測(cè)試方法

  將原料按配方組分稱重，混合均勻后通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，冷卻，粉碎機(jī)粉碎粉碎，過180目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到粒度均勻的粉末涂料. 所得粉末涂料與顏料干混。

  采用靜電噴涂，電壓控制在70-90kV，氣壓控制在0.5×105-1.5×105Pa，固化條件為200℃/10min。然后測(cè)試涂層和粉末的性能。

  2、結(jié)果與討論

  2.1 不同聚酯樹脂品種對(duì)皺紋紋粉末涂料的影響

  樹脂是粉末涂料成膜物質(zhì)的重要組成部分，其一些技術(shù)指標(biāo)直接影響最終涂料的性能。本試驗(yàn)選用表2中5種不同的聚酯樹脂進(jìn)行對(duì)比，粉末涂料配方及粉末涂料性能見表3。

  

  

  從表3的結(jié)果可以看出，式1中，雖然聚酯樹脂A的粘度較高，但其酸值較低，膠凝時(shí)間較長。圖層紋理更大更平，線條也比較模糊。

  式4中，聚酯樹脂D的粘度較低，但其反應(yīng)活性遠(yuǎn)高于A，因此其涂層也能形成紋理，且紋理比聚酯樹脂A形成的紋理更具立體感。

  在聚酯-TGIC型皺紋紋粉體系中，聚酯樹脂的酸值和粘度對(duì)涂層質(zhì)地有很大影響。

  一般來說，當(dāng)聚酯樹脂的粘度相近時(shí)，酸值越高，反應(yīng)活性越高，膠凝時(shí)間越短，質(zhì)地越小，立體效果越強(qiáng)。

  酸值越低，反應(yīng)活性越低，凝膠時(shí)間越長，質(zhì)地越大，立體效果越弱。

  2.2 不同填料品種對(duì)皺紋型粉末涂料的影響

  在皺紋花紋粉末涂料中，不同的填充劑由于吸油率不同，對(duì)花紋質(zhì)感的影響也較大。

  本次試驗(yàn)選用重晶石粉、沉淀硫酸鋇、輕質(zhì)碳酸鈣和云母粉四種不同填料進(jìn)行對(duì)比。

  

  

  從表5的結(jié)果可以看出，吸油量大的填料熔體粘度大，烘烤時(shí)流平不易鋪展，形成的質(zhì)地也較小。吸油量小的填料熔體粘度較小，烘烤時(shí)更容易流平，質(zhì)地較大。

  重晶石粉、沉淀硫酸鋇、輕質(zhì)碳酸鈣、云母粉的吸油量逐漸增加，表面紋理逐漸變小，但仍能形成良好的紋理，因此填料品種對(duì)皺紋紋粉末涂料的影響為比較高。其他幾個(gè)因素影響不大。

  2.3 不同樹脂及顏填料含量比對(duì)皺紋型粉末涂料的影響

  在皺紋圖案粉末涂料中，樹脂與顏料和填料的比例對(duì)圖案有很大影響。分別比較了三種樹脂與顏填料的配比，粉末涂料配方及粉末涂料性能見表6。

  

  從表6中顏填料用量的變化（增減10%）可以看出，當(dāng)顏填料用量增加時(shí)，質(zhì)地相對(duì)較少，因?yàn)轭佁盍嫌昧吭黾?，填料增加，熔體粘度增加，烘烤時(shí)的流平不易展開，所以產(chǎn)生的質(zhì)感也比較小。

  當(dāng)顏填料用量減少時(shí)，織構(gòu)比較大，因?yàn)轭佁盍嫌昧繙p少，熔體粘度降低，涂層表面在烘烤過程中更容易流平，形成的織構(gòu)比較大。

  然而，當(dāng)顏料和填料的量太少時(shí)，熔體粘度低。如果聚酯樹脂的粘度也低，則容易出現(xiàn)流掛現(xiàn)象。這時(shí)就需要改變樹脂種類或加入固化促進(jìn)劑，加快反應(yīng)速度靜電粉末噴槍，提高其性能。下垂現(xiàn)象。

  如圖1所示，配方10、配方2、配方11，顏填料用量依次減少，涂層形成的紋理依次增加。

  

  2.4 不同添加劑用量對(duì)皺紋型粉末涂料的影響

  在皺紋圖案粉末中，皺紋劑對(duì)涂層的質(zhì)地具有至關(guān)重要的影響。如果不添加抗皺劑，涂層很難形成紋理。對(duì)于抗皺劑的用量，我們一般控制在0.1%-0.3%。

  隨著劑量的增加，涂層紋理的三維度降低，直到變成平坦的外觀。固化促進(jìn)劑可以改變粉末涂料的反應(yīng)速率，從而影響涂層的質(zhì)地。

  采用不同抗皺劑和不同固化促進(jìn)劑的用量進(jìn)行對(duì)比，粉末涂料配方及粉末涂料性能見表7。

  

  從表7的結(jié)果可以看出，當(dāng)抗皺劑的用量過少時(shí)，如圖2中的公式12所示，質(zhì)感的三維質(zhì)感變強(qiáng)，但涂層卻顯得暴露，線條混合模糊。

  隨著抗皺劑用量的增加，如圖2中式2、式13所示，其質(zhì)地趨于正常，涂層逐漸由立體感較強(qiáng)的較大花紋變?yōu)檩^小花紋三維效果較弱。，線條也逐漸清晰起來。

  

  固化促進(jìn)劑的主要作用是加快反應(yīng)速度。當(dāng)用量增加時(shí)，相應(yīng)粉末涂料的膠凝時(shí)間也縮短，體系粘度與其反應(yīng)速率和膠凝時(shí)間密切相關(guān)。

  加熱烘烤時(shí)，熔體粘度隨著加熱時(shí)間的延長而降低，此時(shí)線條開始形成。當(dāng)涂料開始交聯(lián)固化時(shí)，熔體粘度開始上升，涂料流動(dòng)減慢，交聯(lián)固化反應(yīng)達(dá)到一定程度，涂料停止流動(dòng)。紋理固定。

  

  如圖3中的配方14、配方15所示，隨著固化促進(jìn)劑用量的增加，表面紋理逐漸變小，線條變得模糊，直至圖3中的配方16所示。

  固化促進(jìn)劑用量過大，反應(yīng)速度過快，體系粘度迅速上升，流平完成前粉末涂料已經(jīng)固化，涂料不能形成皺紋紋理和紋路。

  2.5 噴涂和烘烤工藝對(duì)皺紋紋粉末涂料的影響

  2.5.1 噴涂工藝對(duì)褶皺型粉末涂料的影響

  噴涂工藝對(duì)皺紋紋粉形成的涂膜質(zhì)地有很大影響。噴涂過厚易流掛，機(jī)械性能差，附著力差。同時(shí)，使用更多的粉末，增加了成本。

  噴厚的時(shí)候，涂膜的質(zhì)感會(huì)比較大，所以噴小花紋的皺紋紋粉時(shí)，盡量噴薄一點(diǎn)，噴大花紋的時(shí)候，可以噴的厚一些。

  一般皺紋紋粉的膜厚為80-120μm，使涂膜表面不易露底：如下圖4所示，同款皺紋紋粉薄噴與普通的對(duì)比噴涂，左側(cè)薄噴涂，膜厚50-80μm。

  涂層質(zhì)地細(xì)小，線條模糊，底部外露。右側(cè)為正常噴涂，膜厚80-120μm，表面花紋正常，線條清晰。

  

  2.5.2 烘烤工藝對(duì)皺紋紋粉末涂料的影響

  烘烤過程主要是烤箱的溫度和升溫速度。烘箱溫度較低時(shí)，皺紋紋粉完全流平的時(shí)間較長，形成的紋路也較大且較平整。

  烘箱溫度高時(shí)，粉末的凝固時(shí)間變短，形成的線條變小，立體感更強(qiáng)。圖 5 顯示了相同皺紋圖案粉末在不同烘烤條件下的對(duì)比。

  在左邊，烤箱溫度從室溫加熱到 200°C，烘烤完成。形成的線條比較大而且比較平，線條上的色素也會(huì)分散，所以不可能像右邊那樣形成清晰的線條；

  右邊是200℃烤箱直接烘烤形成的紋理，立體感強(qiáng)，紋理線條清晰。

  

  3、結(jié)束語

  3.1 在聚酯-TGIC型皺紋紋粉末涂料中，聚酯樹脂的種類對(duì)質(zhì)地的影響較大，酸值越高、反應(yīng)速度越快的樹脂形成的質(zhì)地越小，而粘度越大的樹脂形成的質(zhì)地越小。立體感更強(qiáng)的質(zhì)感。

  3.2 在聚酯-TGIC型皺紋紋粉末涂料中，填料類型對(duì)質(zhì)地的影響不如聚酯樹脂大，但仍有一定的影響。小而立體。

  3.3 在聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料中，皺紋劑的用量對(duì)質(zhì)地有至關(guān)重要的影響。一般隨著用量的增加，質(zhì)感變小，立體效果變?nèi)?。適量的固化促進(jìn)劑可以加快反應(yīng)速度，使紋理更具立體感。

  3.4 在聚酯-TGIC型皺紋花紋粉末涂料中，噴涂和烘烤對(duì)涂層質(zhì)感也有很大影響。一般大圖案的膜厚控制在80-120μm，小圖案可以薄一些。烘烤時(shí)，可先升高爐溫，再放入噴涂工件，這樣可以減少涂層的質(zhì)感效果變化。

  3.5 滌綸-TGIC型皺紋紋粉影響紋理大小的因素很多，任何因素的變化都會(huì)對(duì)其外觀產(chǎn)生重大影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到理想的質(zhì)感效果。