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引言：粉末涂料作為一種新型環(huán)保型涂料，以其優(yōu)良的特性，成為當(dāng)今世界最具有發(fā)展前途的涂料。本文從粉末涂料的消光原理進(jìn)行分析，并對影響消光的因素研究探討。
20世紀(jì)70年代以來，隨著工業(yè)發(fā)展，溶劑型涂料的涂裝對大氣的污染成為國際社會的關(guān)注焦點，粉末涂料以其完全不含溶劑, 可以全部轉(zhuǎn)化成涂膜, 且涂裝效率高、保護(hù)和裝飾綜合性能好的特點, 適應(yīng)涂料工業(yè)對節(jié)約資源和能源、減輕環(huán)境污染及提高工效等方面要求, 受到全世界的廣泛重視, 從而獲得飛速發(fā)展。過去高光澤的亮光涂料以其色澤鮮艷、明亮等優(yōu)點深受消費者的喜愛; 但隨著人們生活水平的不斷提高, 耐候低光粉末涂料的用量呈現(xiàn)較大上升趨勢, 消費者感覺到了高光澤的亮光涂料成膜后反光比較嚴(yán)重, 對人的眼睛有害; 高檔的亞光涂料, 以其自然、高貴、優(yōu)雅, 吸引了廣大消費者, 亞光涂層的表面可隱蔽輕微的漆膜缺陷, 使外觀均勻一致,受到涂料生產(chǎn)廠家的歡迎, 中、低光澤涂料在未來的涂料市場中會越來越引起人們的關(guān)注。探討粉末涂料光澤的影響因素, 對粉末涂料的生產(chǎn)和使用具有一定的指導(dǎo)意義。
一、消光原理
涂膜光澤度(%)對裝飾涂料來說是一項很重要的指標(biāo)。光澤度是指光線投射到物體的表面會發(fā)生光線的反射時, 物體表面對光線的反射能力, 生產(chǎn)中是通過光電光澤儀進(jìn)行測定。粉末涂料消光的基本原理就是采用各種手段, 破壞涂層的光滑性, 增大涂層表面的微觀粗糙度, 降低涂層表面對光的反射能力, 粉末涂料的消光有物理法和化學(xué)法。物理消光加入消光劑,使涂料在成膜過程, 表面產(chǎn)生凹凸不平, 增大對光的散射和減少反射; 化學(xué)消光是靠在涂料中引入一些如聚丙烯接枝物質(zhì)類能吸收光線的結(jié)構(gòu)或基團(tuán)來獲得低光澤。
二、影響粉末涂料光澤的主要因素
1.粉末涂料的粒徑
物體表面光澤和物體表面的粗糙程度緊密相關(guān), 光線射到物體表面上發(fā)生漫散射、反射、散射和折射, 產(chǎn)生消光的外觀。顆粒越大, 造成的表面微觀粗糙度越高, 消光效率越好, 但粉末的粒徑也不能太大, 否則, 涂膜的外觀質(zhì)量下降, 桔皮嚴(yán)重, 且大顆粒粉末的重力超過空氣動力和靜電力, 粉末涂料未達(dá)到工件表面就已經(jīng)落下, 使上粉率降低。適合靜電噴涂粉末涂料, 粒徑控制在20~ 90um較適宜。
2.消光劑加入量
消光劑是添加到粉末涂料配方中能夠降低涂膜光澤的助劑, 常用有金屬皂、蠟和功能性細(xì)料, 主要是通過消光劑與成膜物之間相容性不好而產(chǎn)生消光效果。以CH08粉末涂料為對象, 某固化劑的加入量與涂膜光澤關(guān)系見圖1。
從圖1可以看出, 在一定范圍內(nèi), 增加消光劑的用量, 涂膜的光澤度下降, 但當(dāng)消光劑用量超過6%后反而使光澤略有升高, 消化劑的用量在7%左右較理想。
3.填料品種
填料消光作用是用填料來破壞了涂膜的平整度, 造成粗糙表面。我們以CH08(環(huán)氧聚酯混合型)產(chǎn)品配方為基礎(chǔ), 考察了常見填料鈦白粉、沉淀硫酸鋇、立德粉、輕質(zhì)碳酸鈣的消光性能, 其結(jié)果見表1。
由表1可知, 填料的消光性能順序為: 鈦白粉> 沉淀硫酸鋇> 立德粉> 輕質(zhì)碳酸鈣。填料一般占整個涂料質(zhì)量的20~30%, 填料添加量太多會使涂膜表面顆粒化, 嚴(yán)重影響了涂膜的性能。
4.粉末涂料混合
混合粉末法是指利用具有相似的但又具有不同反應(yīng)活性的這一特征, 至少2種粉末將其混合來達(dá)到消光的目的。把漢森邦德與圣聯(lián)達(dá)2家公司環(huán)氧聚酯粉末涂料進(jìn)行混合試驗, 結(jié)果見表2。
反應(yīng)活性的差異越大或引起交聯(lián)的溫差越高, 形成的涂膜光澤就越低。不同廠家聚酯樹脂熔融黏度、反應(yīng)活性有差別, 不同配比的粉末之間的表面張力也難達(dá)到一致, 因此涂膜的平整性受到影響, 光澤度發(fā)生變化, 甚至失光。但采用此方法來大批量投入生產(chǎn)的可能性不大, 生產(chǎn)過程難以控制, 容易造成針孔、縮坑等弊病。
5.涂膜的固化溫度與時間
以CH-08粉末涂料固化過程為例, 固化溫度和時間與涂膜的光澤關(guān)系分別見圖2、圖3。
從圖2中可以看出: 當(dāng)流平溫度低于120℃時, 涂膜基本無光澤; 超過120℃時, 光澤度迅速上升, 130℃時即可達(dá)65%, 反映出較好的流平效果。對CH-08 高光型涂料, 固化溫度要求達(dá)到180℃ 左右能滿足要求。從圖3 可知: 適當(dāng)延長固化時間有助于涂膜光澤提高, 160s后達(dá)到1 個良好流平狀態(tài), 繼續(xù)延長固化時間, 光澤變化不明顯。生產(chǎn)中希望流平時間較短較好, 節(jié)約能源, 減少固化時間, 增加產(chǎn)量。要獲得好的流平外觀, 提高光澤度, 需調(diào)整懸掛鏈速率, 對CH-08粉末涂料噴涂線運(yùn)行線速為4.5~5.5m /m in, 能滿足涂層厚度及固化工藝要求。
三、結(jié)語
影響粉末涂料的光澤的因素很多, 除上面所討論主要影響因素外, 還有其它一些方法如合成中酸值和高酸值聚酯樹脂、丙烯酸系列消光樹脂、高性能消光固化劑品種等配制粉末涂料達(dá)到消光目的, 滿足市場日益增長的需求。盡快開發(fā)消光效果好、消光范圍寬、涂膜耐久性好、價格又便宜的新型消光固化劑及消光樹脂來配制低光、無光的粉末涂料產(chǎn)品, 尋找出便捷、經(jīng)濟(jì)、有效的消光途徑, 是制備低光粉末涂料的1個重要課題。
