聚酯樹脂對粉末涂料相容性的影響因素

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   【摘要】本文就聚酯樹脂對粉末涂料相容性的影響作了簡單的分析，分布從樹脂的酸值、粘度、片料分布以及反應活性方面，以試驗的方式對粉末涂料相容性問題進行了驗證。

    1、前言

    隨著環保意識的進一步提高，粉末涂料作為一種環境友好型涂料，也被廣泛應用，近些年來，粉末涂料的品質也隨之廣泛的應用變的越來越好，但是粉末涂料仍然有不少應用的問題需要解決。例如，最常見的一個問題就是高光粉末涂料的相容性問題就是一個很頭疼的難題。粉末涂料從光澤上劃分的話，可以分為成高光粉末涂料、平光粉末涂料、亞光粉末涂料、無光粉末涂料。這幾類粉末涂料，在實際應用過程中，亞光和無光粉末涂料，由于光澤低，涂膜表明微觀上本身就不平整，所以相容性問題不是很明顯；而高光、平光粉末涂料經常會出現批次間相容性不好，導致噴涂后，工件表面出現針孔、縮孔、霧影等問題，影響了表面的平整性和光澤。所以粉末涂料的相容性問題值得我們去進一步研究。

    2、相容性判斷方法

    檢測批次間粉末涂料相容性最簡單的方法是目測法，即將批次間的粉末按照一定比例混合均勻打板，通常比例有1:99,；10:90；50:50；90:10；99:1，烘烤后觀察樣板的表面情況，如針孔、縮孔、霧影等情況。但是目測法對針孔、縮孔很容易判斷，霧影肉眼不易判斷其等級，且沒有明確的概念，特別是一些亞光涂層更加難以判斷。故儀器法可以很好的得到真實的數據，給予更加直觀的判斷和對比。霧影儀就是很好的檢測涂膜霧影程度的儀器，它是一臺雙光束光澤儀，其中參比光束可以消除溫度對光澤以及顏色對霧影值的影響。儀器的主接收器接受涂膜的光澤，副接收器接受反射光澤周圍的霧影。霧影儀測定霧影值時，采用20?法。霧影值最高可達1000，而正常的粉末涂料的霧影值通常在250以下。故下文將以霧影儀測出的霧影值為判斷依據。

    3、試驗論證

    影響粉末涂料的相容性問題很多，但歸根結底主要是因為上下兩批次粉末的穩定性問題。當然穩定只是相對的，因為化工高分子材料，不可能完全一致。粉末涂料的原材料有很多，如樹脂，固化劑，顏料，填料，助劑等，而樹脂作為粉末涂料最重要的成膜物質，其樹脂批次間的穩定性，直接關系到制成的粉末涂料的相容穩定性，故在此以樹脂為例，以試驗數據為參考，分析影響樹脂批次間相容性主要有哪些因素呢？

    3.1酸值

    酸值是樹脂的一項重要指標，不僅作為樹脂合成時判斷反應程度的指標，也是計算樹脂與固化劑比例關系的重要數據。雖然平時生產粉末涂料時，根據樹脂廠家或固化劑廠家推薦的固化比例去搭配的，但是我們會發現樹脂的酸值有一定的區間，如戶外純聚酯93:7，酸值區間在30-36mgKOH/g，那么樹脂的酸值在這個區間范圍是否對相容性有影響呢？故我們選取一支相同型號的樹脂P1，對P1樹脂抽取十個批次，見表1。通過制粉按照50:50的比例，不同批次間進行混溶試驗，數據如下表2。

    從表1數據可以看出，選取的7批次樹脂P1的粘度基本一致，酸值在30-36mgKOH/g之間，從表2的數據中可以看出，酸值差別越大，霧影值相比單板的霧影值有越大的現象，說明相容性越差。

3.2粘度

    粘度也是屬豬合成的過程中的一項重要指標，它間接地反映出樹脂的分子量大小，另外再制粉擠出時也很大程度影響混煉效果，同時也影響著熔融流平階段的涂層流動性能。為此，我們選取一支樹脂P2，盡可能挑選出粘度不同的批次，見表3。制粉后按照50:50的比例，不同批次間進行相容性試驗，試驗結果見表4。

    從表3和表4可以看出，在酸值比較穩定的情況下，粘度差異越大，霧影值越大，即相容性越差。由此可以看出粘度也是影響粉末涂料批次間相容性的重要因素之一。

    3.3片料分布

    樹脂在高溫反應釜中是液態產品，經過濾雜質后，輸送到冷卻鋼帶上，通過鋼帶的布料器均勻分布，并冷卻破碎成均勻顆粒后包裝。在整個放料過程中，如果布料器分布不均勻，或者破碎機破碎不均勻，都會導致樹脂片料的大小、厚度不一致，不僅給生產包裝帶來麻煩，而且在制粉過程中也會導致分散不均勻。在此選擇同一批次樹脂P3，通過調整布料器和破碎齒密度，改變樹脂顆粒的厚度和大小，經過標準篩選后，得到如下一組片料分布情況，見表5。最后制粉驗證片料的大小及厚度對相容性的影響，數據見表6。

    從表6可以看出，樹脂片料太小或太大，單板的表面霧影就開始有比較明顯的霧影現象，而片料分布差距越大，相容性就越差。為此可以看出，樹脂的片料分布也影響著批次間相容性的效果。

3.4反應活性

    粉末涂料的反應活性一般以膠化時間或通過DSC放熱反應峰的溫度來間接反映出來。聚酯樹脂作為粉末涂料中主要的成膜物質，其樹脂自身的活性對粉末涂料的活性有著直接的影響，所以如果批次間樹脂反應活性差別越大，就直接影響到粉末涂料的相容性效果了。以下以樹脂P4為例，通過添加少量促進劑進行調整其反應活性，對比相容性的結果。分別見表7、表8。

    從表8可以看出，反應活性的差距越大，霧影值越大，說明相容性越差。由此可以看出反應活性的穩定性對相容性的重要性了。當然影響粉末的反應活性不僅僅是樹脂一方面，固化劑和配方中參與反應的材料，以及具有促進作用的助劑同樣影響著粉末涂料的反應活性，在此不再一一試驗論證了。

    4、結果與討論

    綜合上述試驗結果，聚酯樹脂影響粉末涂料批次間的相容性主要有酸值、粘度、反應活性以及樹脂片料分布等原因。因是作為試驗論證，故一些偏極端的數據是特殊生產的。而作為一支成熟的樹脂，其合成的原材料和工藝條件應該要始終保持穩定，因為只有穩定的原材料和穩定的工藝條件才能生產出穩定的樹脂。另外如上文所述，除聚酯樹脂因素外，影響粉末涂料批次間相容性的因素繁多，如混料機的混料破碎效果、擠出機的混煉效果、其他原材料的波動性等等，此文不再贅述�？傊�，“穩定”才是解決相容性的最好的辦法。（更多資訊請登錄：全球涂料網 http://www.soutuliao.com/）