工业铝型材喷粉用原料的选择方法
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     粉末涂料作为一种具有无溶剂、无污染、可收回和节能等优点的涂料,目前已经逐渐占领着一定份额的涂料市场。其中一种以TGIC为固化剂,端羧基饱和聚酯为基础树脂的纯聚酯热固性粉末涂料,可以被广泛地应用到铝型材涂装领域。该种铝型材用粉末涂料主要由聚酯树脂、固化剂、助剂、颜料和填料组成,鄙人在东莞市德盈铝制品幸运飞艇从事铝型材表面处理多年,下面是本人对于喷粉用原材料的筛选和检测方法的总结,希望与大家共勉。

    1.聚酯树脂的选择

    树脂是热固性粉末涂料的主要成膜物质,树脂的结构和性能是决定粉末涂料质量和涂膜性能的主要因素。对于聚酯树脂的筛选,一般考虑在大型树脂厂家的铝型材专用聚酯树脂中选择,然而由于不同厂家之间的树脂配方的差别,聚酯树脂之间的性能指标有一定的差别。要考虑筛选出涂膜性能好、性价比高的聚酯树脂,必须比较不同厂家的树脂,在不同体系的配方中的性能,从而筛选出适合的聚酯树脂。例如,要从聚酯树脂A和B筛选出适合的聚酯,先根据以下四个配方,用同样的挤出、磨粉工艺制粉,然后分别测试该四个粉末的性能及其涂膜性能。主要测试对比的性能有:粉末的胶化时间、粒度和熔融流动性以及涂膜的外观、机械性能、耐沸水性、耐高温性和耐侯性等性能。

       对于铝型材用户外粉末涂料,对涂膜的耐候性、耐高温性和粉末的储存稳定性要求较高,所以选用的聚酯树脂,要求其在耐候性、耐沸水性以及耐高温性和储存稳定性要具有一定的优势。但不同的树脂各有各的优缺点,可能在不同体系的粉末里所表现出来的性能也不一致。对于平面体系的粉末涂料,选用的聚酯树脂要有较好的流平和较好的机械性能;对于砂纹体系的粉末涂料,要选用机械性能、耐沸水性较好和表面纹路较细的聚酯树脂;对于双组分干混体系。要选择快、慢组分粒径分布较均匀,光泽稳定性、储存稳定性较好和较易消光的树脂。所以在选择聚树脂的过程中,要全方面检测树脂在不同体系里的性能,从而筛选出最适合的树脂。

    2.固化剂的选择

    固化剂与树脂发生交联反应,使涂料能够固化成膜得到具有一定物理力学性能和耐化学性能的涂膜。一般纯聚酯的粉末涂料选用异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)或者羟烷基酰胺(HAA)作为固化剂。其中TGIC所配制的粉末摩擦带电性和储存稳定性较差,但是与树脂固化反应没有副产物产生,且耐温性和耐泛黄性较好;而HAA固化剂的毒性相比TGIC明显要小很多,且储存稳定性较好,但与树脂固化反应时会释放出小分子的水,而且其耐温性和耐泛黄性较差,不适合厚涂至100μm以上,膜厚在100μm以上时容易出现针孔。目前,铝型材用粉末涂料的固化剂主要以TGIC为主。

    3.填料的选择

    填料也是粉末涂料中不可或缺的组成部分,主要起到提高涂膜硬度、刚性和抗划伤性等性能的作用,当然还能降低一定的成本。填料的种类有硫酸钡、重晶石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙以及硅微粉等。填料一般选择要吸油量小、分散性好且不含有重金属的品种。目前,铝型材用粉末涂料主要选择硫酸钡作为填料。对于填料,主要检测填料的纯度、白度以及是否含有其他异物,一般用水洗过筛和酸洗进行检测。例如检测硫酸钡,首先取硫酸钡试样150-200g到400目标准网筛中,放入水中进行水洗,以网筛中留下杂质多少评判硫酸钡的品质,杂质越多则认为硫酸钡的品质越差;然后取少量硫酸钡试样于小烧杯中,逐渐滴入10%盐酸溶液,观察是否有气泡产生。

    4。助剂的选择

    助剂虽然用量不多,但在粉末涂料中的作用也是很大的。对于助剂的选择,一般要求其相容性好、容易分散、无毒或者低毒且冒烟要较少。所有助剂的检测,首先都要先取10g助剂样品置于200℃的烤箱中烘烤10min,然后观察其冒烟状况和熔融状态以及测量它的失重。冒烟能达到要求了,再进行其他相关性能的检测。由于助剂的种类较多,本文主要对常用几种助剂的筛选检测进行阐述。

    5.颜料的选择

    5.1 普通颜料的检测

    颜料在粉末涂料中的主要作用是遮盖底材和起到装饰的效果。常用的颜料有无机颜料和有机颜料两种。无机颜料的耐温性能和耐候性能比较好、颜色比较稳定,但着色力差、颜色不鲜艳;有机颜料的着色力强、颜色鲜艳、无毒,但耐候性和耐温性较差。

    颜料的选择首先要考虑颜料的吸油量,吸油量过高会对涂膜的流平造成影响;然后要检测颜料对涂膜的耐沸水性、耐候性的影响;接着要对颜料的耐高温性能进行检测,耐高温性能的检测一般是将喷涂完的样板放置于180℃、200℃、220℃、240℃四个温度的烤箱中烘烤10min,然后以200℃/10min的涂膜为标准对比其他三个温度涂膜的光泽以及颜色的变化;最后还要检测颜料的遮盖力,一般是根据40-60μm、60-80μm、80-100μm三种不同膜厚的色差进行比较。最终根据结果,优先选择遮盖力高,耐候性、耐酸耐碱性好,耐高温性能好的颜料。

    5.2 金属颜料的检测

    金属颜料是指含有金属效果的颜料,一般有珠光颜料、铝粉、铜金粉等。通过加入金属颜料可以大大提高粉末涂膜的装饰性。

    对于金属颜料,首先要检测金属颜料的粒度,粒度越大的金属颜料,表面金属闪烁效果越好,对底色的遮盖越弱;反之粒度越小的,对底色的遮盖力越强,光泽越柔和;然后要对加入金属颜料的粉末涂膜进行耐酸性、耐碱性以及耐砂浆性等性能的检测。在金属粉末的选择过程中,在能满足表面的装饰效果下,尽量选择耐化学性能较好的金属颜料。

      铝型材用粉末涂料作为新型环保节能的涂料,近几年已经逐渐取代原本的传统涂料。而要制造一种综合性能优异的粉末涂料,原材料的选择是至关重要的。当然,在原材料选择过程中,在确保能满足客户对粉末涂料的性能要求下,尽量选择无污染、无毒的原材料。从粉末涂料生产环保和涂装使用人员的健康考虑,建议今后逐步减少TGIC固化剂的使用量,提高HAA固化剂的使用量,最后达到完全替代的目标。

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