粉末涂料添加剂| 2020年9月14日 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

在树脂和相关涂料的世界里，这不是一门精确的科学，添加剂和其他特殊产品的作用对于获得特性极其重要，这些特性通常是满足预先定义的技术规格或满足最终用户需求的基本要求。事实上，通常在改善产品外观方面发挥美学作用的涂料也具有抗机械或化学性能。作为一个例子，我们可以提到用于家用电器或铝制框架的涂料，在这两种情况下，满足技术规格是最终市场批准的必要条件。

根据定义，添加剂的添加量很小，通常少于1%，以增强成品涂料的选定化学或物理性能。粉末涂料行业也不例外，它有一些技术本身固有的限制，这些限制与涂料在被涂上之前的物理状态有关。粉末涂料颗粒必须先熔化(熔化)，然后聚合形成均匀的液膜(流动)，最后交联形成最终的涂层膜(交联)(图1)。有时会产生“橘皮”效应，这有时会使粉末涂料的最终外观有别于更传统的液体涂料。

因此，添加剂作为流动促进剂在粉末喷涂工艺中发挥着重要作用。助流剂是一种添加剂，它能在粉末涂料的熔化阶段使漆膜均匀地润湿基材，然后在交联阶段减少橙皮效应。

表面张力是调节基材润湿性的参数;低的表面张力意味着基材的高润湿性(图2)。不用复杂的Orchard方程详细说明，薄膜(F)的流动是由一些关键参数调节的，如表面张力、交联前流体相的油漆粘度和薄膜厚度。直观地说，让我们尝试通过一个简单的数学公式来连接这些参数，解释它们的直接或反向关系。

F α h x Ts/Vx

式中，h =厚度，Ts =表面张力，Vx =粘度。

涂膜厚度高，表面张力高，粘度低，涂膜的流动性会更好。对于形成均匀的无表面缺陷(膜上的弹坑、孔)的薄膜，理想的情况是高粘度和表面张力尽可能均匀。在这种情况下，一些理论补充说，良好的基材表面润湿性(低表面张力)也很重要，以避免这些表面缺陷。

就颜料粉末涂料而言，还应考虑良好的流动性与颜料在粉末涂料基质中仍为流体时的良好分散性有关，也可定义为液体作用于固体颜料颗粒时颜料的良好润湿性。在这种情况下，我们可以直观地了解当流体-颜料相互作用力超过颜料团聚力时，颜料润湿性是如何提高的。在这种情况下，结块颜料颗粒的润湿性(p)也由相对复杂的数学方程(例如Washburn和Blake-Kozeny公式)调节，通常类似于流体在毛细管上的渗透。

P α Ts/Vx

其中Ts =表面张力，Vx =粘度。

根据这个推理，低粘度和高表面张力对固体颜料颗粒的润湿性有积极的影响。另一方面，过低的粘度会产生边缘覆盖不良的问题，甚至垂直表面下垂。

综上所述，无论是粘度还是表面张力，为了促进基材的润湿性、表面缺陷的消除和颜料的分散，妥协都是必不可少的。

在粉末涂料领域，促进剂根据用于分散液体活性物质的固体载体分为两大类，分散在二氧化硅上的添加剂和分散在聚酯树脂上的添加剂(所谓的母粒)。两者都由液体丙烯酸添加剂组成，这是分散在固体基体上的活性物质，该固体基体可以是硅粉或聚酯树脂。这两种可选技术在粉末涂料工业生产的工艺条件和涂层的最终特性方面存在一定的差异(表1)。

在这两类产品之间的选择并不总是明确的，而且两种技术都有优缺点。例如，如果我们想限制非活性载体的含量，我们可以专注于作为活性成分数量更集中的硅分散剂。相反，如果我们在初步混合和挤压过程中对涂料分散有工艺限制，那么我们可以专注于浓度较低、需要更多产品数量的母粒。当您选择分散在聚酯树脂上的产品时，也有可能选择具有羧基化或羟基化树脂功能的产品。这允许，如有必要，添加剂的载体与粘合剂反应中使用的硬化剂发生反应。

粉末涂料世界中一些主要粘合剂的交联反应涉及到缩水甘油基与酸基的加成反应:

R-cooh + r1-ch (o) ch₂+ r-cooch₂CH(OH)-R1(加成反应)

在不深入研究调节化学反应动力学的复杂数学方程的情况下，我们都知道化学反应的速度可以被诸如酸和碱之类的某些化合物族所加速。这些类型的产品通常不添加，因为它们在油漆预混料中，但为了促进分散，它们再次分散到聚酯基体上(表2)。

显然，通过选择正确类型的聚酯载体，你也可以适度地影响粉末涂料的一些最终特性，一个很好的例子是涂料的耐久性与户外阻力有关。

因此，催化在降低涂料交联温度或在相同温度下缩短固化时间方面发挥着重要作用，实质上是在不影响最终结果的前提下降低固化阶段的能源消耗。再次强调，为了避免催化剂过多，可能会对涂料的最终外观和粉末涂料的储存稳定性产生不利影响，甚至在挤出阶段(粉末涂料生产过程中的关键步骤)造成过早反应，欢迎做出合理的妥协。因此，我们可以说，理想的催化剂应该在选定的固化温度下加速涂料的反应，而不影响涂料在工艺制备和储存阶段的性能。

应用粉末涂料的过程需要静电充电固体涂料的颗粒，这些颗粒必须附着在排出到地面的金属物体上。显然，在这一阶段，重要的是粉末涂料保持图形的金属对象被涂在其路径从应用区域的出口，直到它到达固化炉。

对于这一步有几种可能的选择:要么施加电场给油漆颗粒充电，要么通过与绝缘材料的摩擦(摩擦充电)诱导油漆颗粒充电。特殊的添加剂可以促进第二种选择，考虑到几乎所有的它们都是固体，它们可以再次使用聚酯树脂作为载体分散。表3显示了使用Kleber实验室测试的摩擦学计费性测量的一个例子。装药量越高，粉末涂料在基材上的应用效果和持久性就越好。

其他粉末涂料专用产品

其他特殊产品通常是涂料配方的组成部分，有助于获得特殊的饰面，如哑光饰面，纹理饰面或褶皱效果(图3)。

为了获得这些类型的饰面效果，通常需要使用替代产品来配制涂料，而不是在配制传统的光泽涂料时所必需的。例如，高粘度缩水甘油酯丙烯酸，它可以与羧基聚酯反应，获得哑光涂层，而不需要使用更传统和复杂的过程，物理混合两种具有不同反应性和功能的涂料(通常是干式共混)。在这种特殊情况下，哑光膜具有非常有趣的美学特征，考虑到光只反射到有限的程度，大大降低了表面的光泽。

另一个例子是皱饰面，通常是通过使用一种特殊的催化剂，使羟基化聚酯和甘油脲硬化剂之间发生反应而得到的。这是一个相当复杂的化学过程，其中，相关的酒精作为第二产物被释放出来。

这些产品的化学成分往往与在粉末涂料技术中使用的更传统的粘合剂不同。特别要提到的是聚酸酐，它可以是芳香的或脂肪族的，这是影响最终涂料的户外阻力的一个因素。这些聚酸酐可以与羟基化聚酯反应，得到具有优良耐热性的漆膜，或与环氧树脂、缩水甘油酯等缩水甘油酯基团反应(表4)。