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影响粉末涂料涂膜光泽的因素

摘要:阐述了影响粉末涂料涂膜光泽的多种因素,并介绍了几种对粉末涂料涂膜进行消光的途径。

关键词:粉末涂料;光泽;环氧聚酯

1 引言

粉末涂料与一般溶剂型涂料和水性涂料不同,不是使用溶剂作为分散介质,而是借助空气作为分散介质。因此减少了污染,改善了环境,保障了操作人员的健康。如果按照粉末涂料涂膜状态进行分类的话,通常把涂膜光泽大于70%的称为有光涂料,光泽度为6%-70%的称为半光涂料,光泽度小于6 %的称为平光涂料,把光泽为0或接近于0的称为无光涂料。然而光泽度的大小直接取决于物体表面的光滑程度。因此涂料消光实际上就是采用种种手段来破坏涂膜表面的光滑性。以下着重介绍影响粉末涂料涂膜光泽的几大因素。

2 试验部分

2.1 填料对粉末涂料涂膜光泽的影响

填料对涂料起到消光作用,其原理是填料布满整个涂膜的表面,破坏了涂膜的平整度,造成粗糙的表面。但不能单纯依靠填料对涂料进行消光,只有在填料用量达到临界体积浓度时,才会有最佳的消光效果。采用相对密度小、悬浮力好的填料 (滑石粉) 能防止沉降,有一定的消光效果,但这类填料有一定的触变性能,影响了涂料的流动,难以制得平整的涂膜。只有那些相对密度小、空隙度大、吸油量高的填料 (硅藻土、合成二氧化硅) 才具有用量小、效果佳的消光效果。除了填料的用量对涂料涂膜的光泽有直接影响外,填料的粒度也影响涂膜的光泽,粒径越大的填料制得的涂膜光泽越低;反之,光泽越高;同时,填料的粒度分布也影响涂膜的光泽,只有选用粒度分布比较狭窄的填料才能取得较好的消光效果。填料的品种和用量对粉末涂料涂膜光泽的影响见表1 。

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由表1可知,在环氧粉末涂料中,各种填料的消光性能排序为:

钛白粉 > 高岭土、硅微粉 > 沉淀硫酸钡 > 立德粉 > 轻质碳酸钙2.2 消光固化剂用量对涂膜光泽的影响

使用消光固化剂的目的主要是为了调节涂膜的光泽,因此就容易产生这样一个误区:只要调节消光固化剂的用量就可以得到不同光泽的涂膜。现以目前国内应用最为广泛的宁波南海化学有限公司的环氧消光固化剂来做试验加以说明(见表2) 。

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由表2可知,在一定用量范围内,消光固化剂确实有调节涂膜光泽的功能。一旦超出了最佳用量范围时,就不符合消光固化剂用量越高涂膜光泽越低的规律。实践说明当消光固化剂用量过高时,反应前期就已经基本成膜,反应后期不均匀收缩的可能性就大大降低,从而降低了消光固化剂的消光活性,反而使涂膜的光泽略有升高。但是当消光固化剂用量不足时,就影响到涂膜的机械性能、物理性能和化学性能。因此单纯依靠消光固化剂来调节涂膜的光泽是不当的。

2.3 聚酯的酸值和用量对涂膜光泽的影响

就粉末涂料本身而言,原材料的选择也直接影响涂膜的各种性能,包括影响涂膜的光泽。所以通常在生产粉末涂料之前一定要对选用什么样的聚酯生产什么性能的涂料做到有的放矢。试验结果如表3 所列。

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由表3可知,用同样的配方来做试验,酸值越高的聚酯制得的涂膜的光泽就越高;反之,酸值越低的聚酯制得的涂膜的光泽就越低;不仅如此,聚酯树脂在配方中所占比例的高低也直接影响到涂膜光泽的高低,实践证明在同一配方中用同一酸值的聚酯树脂来做试验,聚酯用量越高,制得涂料涂膜的光泽就越高;反之,聚酯用量越低,制得涂料涂膜的光泽越低。

2.4 混合粉末法对涂膜光泽的影响

所谓混合粉末法是指利用具有相似的,但又具有不同反应活性的这一特征,先制备至少2种粉末,再将其混合在一起,通过这一手段来达到消光的目的。试验结果如表4 所列。

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按表4 配方制得的A , B 2 种粉末按照一定的比例加以混合,可制得12%~40%不同光泽的涂膜。在这一体系中,反应活性的差异越大或引起交联的温差越高,所形成的涂膜光泽就越低。但是由于采用这种方法不可能混合得十分均匀,而且不同配比的粉末之间的表面张力也难以达到完全一致,因此涂膜的平整性受到影响,尤其是缩孔等缺陷难以消除。所以,在目前的条件下,大批量投人生产的可能性不大。

2.5 影响粉末涂料涂膜光泽的其他因素

以上着重列举了影响粉末涂料涂膜光泽的4种因素,此外还有一些因素同样影响到涂膜的光泽,如①混合固化剂,即在粉末涂料制造过程中加入活性不同的几种固化剂,利用其化学反应活性的差异,固化速度的不同,造成不均匀收缩产生消光效应;②消光蜡;③烘烤温度;④固化时间;⑤树脂结构。3 结语涂膜表面的光泽是按照使用者的要求来选择的。一般情况下,高贵、美观、豪华的装饰要求高光泽;  而安静、舒适、优雅的环境则要求较低的光泽。通常室外使用的机械、轿车外壳、高速公路护栏等要求高光泽;而室内使用的车、船等的驾驶室、仪表室、办公设备等则希望低光泽。尤其是随着物质水平的提高,人们审美观念的转变,对涂膜光泽提出了新的要求。

目前,消光型粉末涂料已特别引人注目,越来越受到国内外广大用户的青睐。有关资料显示消光型粉末涂料在全球粉末涂料产量中已经超过了 20 %, 并保持着强劲的发展势头。所以涂料界的科研人员应该加快研发步伐,深化研发力度,开发出更多的低光、无光的粉末涂料产品,寻找出更便捷、更经济、更有效的消光途径。

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