粉末涂料在工业涂料市场上的份额不断扩大，主要是因为其高性能和优异的经济性。粉末涂料的应用可以是高效的，因为过度喷涂的材料可以收集和回收到整理过程中。这最大限度地减少了废物流，使粉末的环境特征与公司和监管机构的可持续发展目标相一致。

专家预测粉末涂料将强劲增长。据估计，2021年粉末涂料的全球销售额约为125亿美元(106亿欧元)，总量约为55亿磅。(250万吨)。预计未来五年的年增长率为3.9%至5.4%。

粉末涂料的耐磨性是一项重要的性能。有些粉末被用于涂覆在极端环境下的物品，如石油和天然气输送管道。而其他粉末涂料则用于外观非常重要的装饰应用。这些装饰饰面在装配过程中处理零件和日常磨损后必须保持其外观。

提高耐磨性是粉末涂料配方剂追求的目标，无论是出于功能性还是美学目的。使用高硬度矿物填料被认为是增加粉末涂料耐磨性的一种途径。本研究考察了白刚玉、霞石正长岩和碳化硅对基于聚酯- haa(羟基烷基酰胺)化学的普通粉末涂层体系的耐磨性的影响。

西风Mineralien

西方矿物人是提炼矿物颗粒的专家。公司提供耐磨、耐刮、防滑表面涂料的智能解决方案，以及爆破剂、磨料和抛光剂。韦斯特最近冒险进入粉末涂料技术，作为硬质矿物的供应商，以提高粉末涂料的性能。

客观的

评估与工业相关的粉末涂料配方中的功能性填料。将性能与普通工业填料和未经修改的控制配方进行比较。评估:可加工性，应用性能，外观(颜色，光泽和表面轮廓)，机械性能和耐磨性。

188金宝搏bet官网

  • 羧基聚酯树脂- Crylcoat 2689 -酸值:34,Tg 62°- allnex
  • 羟基烷基酰胺固化剂Aal化学
  • 聚丙烯酸酯流动剂- Estron化学
  • 安息香-脱气剂- Aal化学
  • 二氧化钛颜料- TiPure R-960 - Venator
  • 黑色锰铁氧体颜料- Lansco 8303 - DCL Corp。
  • 纳米正长岩- Minex 4 - D50: 6.8 μ m - Sibelco
  • 白刚玉- f500 - D50: 12.8µm - western Mineralien
  • 白刚玉- f800 - D50: 6.5µm - western Mineralien
  • 碳化硅- f500 - D50: 12.8 μ m -西矿体

霞石正长岩、白刚玉和碳化硅的典型分析如表1-3所示。矿物填料的一般性能见表4。

霞石正长岩-典型分析。
表1”霞石正长岩-典型分析。
白刚玉-典型分析。
表2”白刚玉-典型分析。
碳化硅-典型分析。
表3”碳化硅-典型分析。
一般性质。矿物填料。
表4»一般性质。矿物填料。

制定平台

188金宝搏bet官网材料在灰色、标准、耐用的聚酯- haa粉末涂层中进行评估。填料按体积的5%和10%加入。以常规浓度加入工业标准添加剂。色素由二氧化钛与无机黑色颜料着色(表5)。

配方。
表5»配方。

加工条件

处理条件如下:

  • 预混液:8秒维生素ix低设定
  • 挤出:APV 19mm双螺杆挤出机
    • 区域1:100°C
    • 区域2:100°C
    • 螺杆转速:500
    • 扭矩:45 - 55%
    • 冷却辊转速:18
  • 磨:链机
  • 筛分:140目(106µm)
  • 用途:Nordson Encore LT手动喷枪
  • 基材:75毫米x 150毫米冷轧钢板测试板
  • 薄膜厚度:50 ~ 60 μ m
  • 固化:200°C 10分钟

结果

加工性能

使用上述常规条件，所有样品处理良好。在挤压、粉碎或静电应用过程中没有出现任何问题。

美学

光泽度测量在60°角使用TQC Polygloss GL0030。在完成的涂层表面的不同位置进行多次测量，然后取平均值。光泽度随着所有填料的加入而降低。霞石正长岩、白刚玉F 500和碳化硅F 500的掺入对光泽度的影响非常相似。白刚玉f800材料的光泽度略有下降。

使用PCI平滑度标准对表面轮廓进行分级，这是一个主观的视觉尺度，从1(纹理最多)到10(最光滑)。添加5%的所有填料对光滑度基本上没有影响，而添加10%的白刚玉F 500或碳化硅F 500导致纹理略有增加。

流变学

熔体粘度根据ASTM D-4242使用颗粒流动技术确定。将每种配方的1.0克球团压紧，粘在测试板上，在标准固化条件下(金属温度200℃下10分钟)，水平倾角65°下烘烤。较长的球团流动与较低的熔体粘度相关。随着所有填料的加入，球团流动逐渐减少，并与观察到的表面剖面有良好的相关性。

表6显示了光泽度、平滑度和颗粒流动结果。

光泽度、平滑度和颗粒流度。
表6»光泽度、平滑度和颗粒流度。

颜色

与对照组相比，添加了所有填充物后，颜色受到了影响。霞石正长岩引起的颜色变化最小，而白刚玉F 500和白刚玉F 800引起的颜色变化适中。碳化硅f500材料引起了明显的颜色变化。在所有情况下，颜色的变化主要是更深(较低的“L”值)，并随着填料浓度的增加而增加(表7)。

颜色。
表7»颜色。

机械性能

抗冲击性能是根据ASTM D-2794使用加德纳冲击测试仪进行的快速变形测试。面板被测试器击中在薄膜表面(直接冲击)和从薄膜后面的面板的无涂层的一面(反向冲击)。抗冲击是用英寸-磅的力来衡量的。表8记录了未导致涂层开裂的最大施力量。抗冲击性一般不受所有填料的添加影响。当碳化硅F 500的添加量为10%时，其抗冲击性略有提高。这可能在测试方法的精度范围内。

耐冲击。
表8»耐冲击。

耐磨性

使用CS-17砂轮，根据ASTM D-4060使用Taber磨损试验方法评估耐磨性。在500和1000次循环后测量涂层损失。与未改良的对照相比，所有填料的添加提供了耐磨性的显著改善。碳化硅F 500的加入性能最好，其次是白刚玉F 500。白刚玉f800和霞石正长石的耐磨性都有一定程度的提高。耐磨性和涂层损失结果如表9和图1所示。

耐磨性- ASTM D4060。
表9»耐磨性- ASTM D4060。
涂层的损失。
图1”涂层的损失。

讨论和结论

这项研究的主要目的是确定添加“硬”矿物填料，如白刚玉、霞石正长岩或碳化硅，是否会增加粉末涂层的耐磨性。与未改良的对照相比，所有填料的加入均显著改善了耐磨性。添加碳化硅的性能最佳，其次是大粒径的白刚玉(WFA F 500)。根据ASTM D4060试验方法，经过1000次Taber磨损后，对照组损失了26毫克，而10%碳化硅(SiC 5)损失了4毫克，白刚玉(WFA F 500)损失了8毫克。

添加10%的小粒径填料，白刚玉(WFA f800)和菲林正长石(Minex 4)的耐磨性改善程度较低。WFA f500损失了11毫克，而霞石正长岩损失了18毫克，改善最小。

矿物填料的加入预计会影响粉末涂层样品的颜色、光泽和光滑度。

颜色受所有填充物的混合影响。添加10%的霞石正长岩对颜色的影响不大，约为1.50 ΔE。白色刚玉材料增加了一些颜色，ΔE在3.10到3.188金宝搏bet官网30左右。碳化硅材料，黑色的颜色，介绍了最多的颜色对照与一个5.13 ΔE。

一般来说，在粉末涂料配方中加入较大粒径的矿物填料会产生较低的光泽。在本研究中观察到这一趋势，因为含有较大粒径填料的样品表现出可测量的较低的镜面光泽。具体来说，体积比为10%的12.8 μ m WFA-5和12-13 μ m SiC材料，其光洁度为60°，约为48个光洁度单位，而未改性的对照组的光洁度为95 G188金宝搏bet官网U，较小粒径的填料，正长石和WFA-8的光洁度约为55 - 60 GU。

采用粉末涂层研究所开发的PCI平滑度标准对表面轮廓进行分级。添加5%的填料对光滑度基本没有影响，而添加10%的粒径较小的填料，白刚玉F 500或碳化硅F 500，导致纹理略有增加。

熔体粘度根据ASTM D-4242使用颗粒流动技术确定。较长的球团流动与较低的熔体粘度相关。随着所有填料的加入，球团流动逐渐减少，表明熔体粘度增加。这些结果与地面剖面观测结果吻合较好。

矿物填料的加入对抗冲击性的影响很小。当SiC F 500添加量为10%时，抗冲击性略有提高。这可能在测试方法的精度范围内。

总之，加入硬质矿物填料，特别是碳化硅和白刚玉，可显著提高粉末涂层的耐磨性。应仔细评估矿物填料的类型和浓度，以确定最佳性能的配方。

关于更多的信息和样品，请通过他们的网站联系westermineralien GmbH:https://www.wester-mineralien.de或致电+49(228)987 200与他们的销售部门联系。Wester Mineralien GmbH, Heerstraße 41, 53347 Alfter-Witterschlick，德国。