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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行分析，并對影響消光的因素研究探討。
20世紀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注焦點，粉末涂料以其完全不含溶劑, 可以全部轉化成涂膜, 且涂裝效率高、保護和裝飾綜合性能好的特點, 適應涂料工業(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注。探討粉末涂料光澤的影響因素, 對粉末涂料的生產和使用具有一定的指導意義。
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。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, 生產中是通過光電光澤儀進行測定。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法。物理消光加入消光劑,使涂料在成膜過程, 表面產生凹凸不平, 增大對光的散射和減少反射; 化學消光是靠在涂料中引入一些如聚丙烯接枝物質類能吸收光線的結構或基團來獲得低光澤。
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, 光線射到物體表面上發(fā)生漫散射、反射、散射和折射, 產生消光的外觀。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, 涂膜的外觀質量下降, 桔皮嚴重, 且大顆粒粉末的重力超過空氣動力和靜電力, 粉末涂料未達到工件表面就已經落下, 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、蠟和功能性細料, 主要是通過消光劑與成膜物之間相容性不好而產生消光效果。以CH08粉末涂料為對象, 某固化劑的加入量與涂膜光澤關系見圖1。
從圖1可以看出, 在一定范圍內, 增加消光劑的用量, 涂膜的光澤度下降, 但當消光劑用量超過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)產品配方為基礎, 考察了常見填料鈦白粉、沉淀硫酸鋇、立德粉、輕質碳酸鈣的消光性能, 其結果見表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> 輕質碳酸鈣。填料一般占整個涂料質量的20~30%, 填料添加量太多會使涂膜表面顆�；�, 嚴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活性的這一特征, 至少2種粉末將其混合來達到消光的目的。把漢森邦德與圣聯(lián)達2家公司環(huán)氧聚酯粉末涂料進行混合試驗, 結果見表2。
反應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、反應活性有差別, 不同配比的粉末之間的表面張力也難達到一致, 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的可能性不大, 生產過程難以控制, 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系分別見圖2、圖3。
從圖2中可以看出: 當流平溫度低于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, 固化溫度要求達到180℃ 左右能滿足要求。從圖3 可知: 適當延長固化時間有助于涂膜光澤提高, 160s后達到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, 增加產量。要獲得好的流平外觀, 提高光澤度, 需調整懸掛鏈速率, 對CH-08粉末涂料噴涂線運行線速為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、無光的粉末涂料產品, 尋找出便捷、經濟、有效的消光途徑, 是制備低光粉末涂料的1個重要課題。
