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改进粉末涂料特性助剂

在改进粉末涂料特性方面常用的助剂有防结块剂(松散剂或疏松剂)、增电剂和促进剂等助剂。 防结块剂(松散剂或疏松剂)是改进粉末涂料干粉流动性,防止粉末涂料结块,提高粉末涂料贮存稳定性而添加的助剂。某些粉末涂料特别是由于树脂、固化剂的玻璃化温度较低,配制的粉末涂料玻璃化温度低,当环境温度高时粉末涂料的干粉流动性不好,甚至容易结团。为了防止粉末涂料凝集结团,在选择树脂、固化剂和助剂时,选用玻璃化温度高的品种外,在制造粉末涂料过程中,以内加或外加等方法添加防结块剂(松散剂或疏松剂)的方法加以解决,这种助剂是粉末涂料中才存在的特殊功能的助剂。在粉末涂料中常用的内加型的疏松剂有广州天珑贸易的 tl102 疏松剂,用量为配方量的 1% ;湖北宏图化工的 hot445 疏松剂,用量为配方量的 0.5%~0.6% 。在溶剂型涂料中,作为消光剂来使用的气相二氧化硅,在粉末涂料中作为防结块剂和松散剂,以外加的干混合法添加到粉末涂料中使用,其添加量为总粉末涂料量的 0.1%~0.5% 。 增电剂是改进粉末涂料在静电粉末涂装时的带静电性能而添加的助剂。因为粉末涂料随组成成分的变化,其带静电性能也发生变化,所以为了提高粉末涂料的上粉率需要添加增电剂。另外,静电粉末涂料用静电喷枪的粉末涂料带电方式不同而粉末涂料的带静电效果不同,对于摩擦带电粉末涂料用聚酯树脂必须添加增电剂,才能在摩擦喷枪体系中带电效果较好。 粉末涂料用促进剂是为了降低粉末涂料固化反应温度或者加快粉末涂料的固化反应速度而添加的助剂,在各种粉末涂料中也是常用的助剂。

改进涂膜性能助剂除了上述助剂之外,为了改进粉末涂料涂膜外观和性能时,根据需要还得添加其他助剂。为了改进涂膜外观而添加的助剂有消泡剂、边角覆盖力改性剂(防流挂剂)、分散剂等;为了改进涂膜某些性能而添加的助剂有抗划伤剂(抗刮伤剂)、抗变黄剂、增滑剂(滑爽剂)、紫外光吸收剂、抗静电剂、增硬剂、增塑剂、增韧剂、抗菌剂、阻燃剂等。 消泡剂是在铸铁、铸铝、热镀锌钢材等材料上静电粉末涂装时,使工件针孔、砂眼中的气体能够及时逸出,防止粉末涂料固化成膜时形成颗粒(质点)或火山坑而必须添加的助剂。这种消泡剂的消泡原理与溶剂型和水性涂料比较有较大的差别,其他助剂的作用原理与溶剂型和水性涂料中的作用原理基本一样,在这里不再介绍。


粉末涂料纹理助剂产品的使用弊端及调控

  粉末涂料作为装饰性材料广泛运用在工件表面,起到这种特殊纹理效果的主要是纹理助剂产品,如浮花剂、砂纹剂、皱纹剂等,然而在实际生产运用中,不同厂家的助剂产品都存在或多或少的缺陷。


  1.砂纹剂
        砂纹剂大多属于含氟树脂或蜡基一类物质,主要呈棉絮状或粉末状,吸潮易结团。不同厂家不同品种得到的纹理性能不一样,也可通过加量或添加膨润土来调节光泽、纹路等。
由于砂纹剂棉絮状结团导致在粉末涂料中分散不均匀,从而导致客户引起加量偏大的误区,甚至怀疑砂纹剂的纯度问题,与此同时,没有分散均匀还会导致涂膜各部分光泽不一致或批次间光泽不一致的现象。大多客户在使用前用填料混合搅拌后再添加到粉末中。
膨润土的添加可以调节涂膜纹路和光泽,但加量过大会导致涂膜粗糙,同时在挤出工艺中存在难挤出的问题,得到的片料也过硬难粉碎。膨润土是经过特殊处理得到的,其本身异味等其他缺陷导致加入粉末涂料中有冒烟和异味的现象。

  2.浮花剂
        浮花剂本身是一种表面活性剂,常用的是丙烯酸酯类化合物,同流平剂成分类似,分散在不同树脂中,受树脂的玻璃化温度的影响,在夏天气温过高情况下,浮花剂有结团的弊端。同时外加在粉末涂料中,长时间放置会有不出纹的现象。
因不同厂家树脂做成粉末涂料底粉的熔融水平流动性有差异,导致浮花剂在外混后纹路立体感不一致或不出纹的现象,客户要根据各自厂家的树脂来选择合适的浮花剂。
在纹理粉的配方设计方面,应考虑涂膜中缩孔缺陷的产生,在外混浮花剂后仍不能避免涂膜产生缩孔的缺陷,其他厂家浮花剂也同样如此。客户应根据实际情况来调整配方组份的加入。仍值得注意的是,浮花剂外加在深色粉末涂料中还存在有白点的缺陷。

  3.绵绵剂
        绵绵剂是金属络合物的一种特殊纹理助剂,其对眼球有伤害作用,使用时应注意职业卫生防护。
        这一类助剂添加到粉末涂料中存在难出纹或不出纹现象。其关键因素在于粉末涂料的树脂粉要高,一般在60%以上。其次要高温烘烤和涂层厚涂。通常这类粉末涂料做装饰效果使用,涂膜不耐候,有露底的缺陷。

  4.龟纹剂和点花扩散剂
       艺术型粉末涂料中少有的品种,加工难度大,产品可重复性差,涂膜外观美观。这类助剂产品大多客户邮寄样品但好多做不出相应效果,要达到理想效果需要成熟稳定的加工工艺。

5.皱纹剂
      皱纹剂是通过涂膜表面张力不均匀的原理来得到皱纹效果的一种助剂,其添加量和成分对涂膜皱纹的大小有直接影响。此类产品同砂纹剂一样,要考虑其在粉末涂料中的分散情况来合理调节加量。

客户在使用过程中要考虑添加后存在露底的弊端,同时也受树脂的熔融流动性的影响存在加入后对不同树脂纹路不一致的现象,客户要根据自身使用的不同树脂来选择合适的相应品种。

粉末涂料用助剂应具备哪些条件

        助剂也是粉末涂料配方中的重要组成成分,虽然与树脂、固化剂、颜料和填料比较,其用量比较少,只占配方总量的千分之几到百分之几,但是它的作用对涂料和涂膜性能的影响是不可忽视的。在某些情况下,助剂起到决定性的作用。例如:在要求涂膜外观平整光滑的热固性粉末涂料配方中,如果没有像流平剂这样的助剂时,无法得到没有缩孔的涂膜等等。对不同粉末涂料品种所要求的助剂品种有差别,但从基本要求来说,都应具备如下条件: 

1、助剂在配方中的用量很少,为了使助剂分散均勻,在制造粉末涂料过程中,要求容易分散。 

2、从粉末涂料的配色考虑,助剂最好是无色或浅色,不使粉末涂料着色。  

3、助剂的化学稳定性好,在粉末涂料制造,贮存和使用过程中,除有特殊需要的情况(例如,促进剂在烘烤固化过程中的化学反应)之外,一般不与树脂、固化剂、颜料和填料进行化学反应,也不受空气、湿气、温度和环境条件的影响。

4、从人体健康和环境保护考虑,助剂最好是无毒或低毒。

5、从粉末涂料的贮存稳定性和制造过程中添加方便考虑,助剂最好是固体粉末状,并与树脂、固化剂的相容性好。

6、在粉末涂料中常用的助剂品种有流平剂、光亮剂、脱气剂、消泡剂、分散剂、抗静电剂、摩擦带电助剂、促进剂、防结块剂(松散剂或疏松剂)、上粉率改性剂、硬度改性剂、防划伤剂、防流挂剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光敏剂、抗菌剂、皱纹剂、橘纹剂、龟纹剂、锤纹剂、砂纹剂、绵绵纹剂、花纹剂(浮花剂)和润滑剂等助剂,其中最常用的是流平剂、光亮剂、脱气剂、消泡剂等助剂。

 

粉末涂料助剂中,常用的有哪几种?

  1、抗氧化剂(或热稳定剂)   被用来防止在过烘烤中涂层的黄变。一般情况下,它们是空间位阻抑制型抗氧化剂和耐水解的有机磷酸盐的混合物。粉末涂料在受到高温烘烤或日光照射后会发生老化、黄变等现象严重地影响了产品的外观及性能,为了防止或降低这种趋势的发生,通常采用添加抗氧化剂或热稳定剂的方式来实现。虽然影响涂膜老化的因素很多,如树脂、颜料、添加剂的质量和类型、涂料的配方设计、生产工艺、温度、大气、湿度等自然因素,但适宜的添加剂的应用确实降低了这种趋势的发生。 抗氧化剂就是一种抑制或延缓聚合物氧化降解的物质。抗氧化剂的品种很多,功效也不尽相同,按其机理可分为两大类:一类叫链终止型抗氧化剂(chain - breaking antioxidant) ,此类抗氧化剂与高分子中产生的自由基反应中断链的增长,也称为主抗氧化剂;另一类叫预防型抗氧化剂(preventive antioxi2dant) ,该类抗氧化剂能抑制或减缓引发过程中自由基的生成,又称辅助型抗氧化剂。主抗氧化剂有受阻酚类,仲芳胺类,辅助型抗氧化剂有亚磷酸酯类、二硫代氨基甲酸金属盐类等。


  2、固化剂、固化促进剂热固性粉末涂料的成膜是通过加入某种化学物质并使其在一定的条件下与基料树脂发生交联反应形成不溶、不熔的三维网状结构的高聚物来完成的。这一交联反应称之为固化反映,在此,起固化反映的化学物质称之为固化剂,而能使固化反应温度下降或速度加快的化学物质称之为固化促进剂。热固性粉末涂料涂层作为一种高分子材料,其性能主要取决于使用基料树脂本身的结构及其聚集状态。而固化剂和固化促进剂对其聚集状态起着决定性的作用。故而,固化剂和固化促进剂的品种、用量及交联反应条件均为影响粉末涂料各种性质的关键因素之一。


  3、抗静电剂和电荷控制剂通过加入抗静电剂和电荷控制剂可以降低粉末涂料和涂层的表面电阻率。尽管得到的结果类似,但是这两种助剂的用途是不同的。抗静电剂是提高涂层向地面传送静电的能力,而电荷控制剂则是提高粉末上粉率和粉末向法拉第笼穿透的能力。 采用电晕放电装置通过放电吸附便可以使颗粒带电。但是这种充电效率是非常低的,因为电晕产生的空气离子中只有0.15 %吸附到粉末颗粒上。而剩余的空气离子则被迁移到工件上并在粉末层上聚集沉淀。粉末颗粒的电阻率越低,其带电效率越高,因此抗静电剂可以提高粉末颗粒的带电效率。这样就可以减少喷涂时间并可以降低工作电压。


UV光固化专用消光粉

随着当今涂料技术的进步,紫外光固化涂料正逐步替代传统溶剂型涂料,成为业内关注的重点。消光粉适应市场发展的需要,顺应行业发展潮流,秉承专注每一涂料细分领域的宗旨,通过创新科学技术、提升研发技能、改进生产工艺,全新推出又一细分品种——UV光固化专用消光粉,适用于各类UV光固化涂料,分别应用于100%固含UV淋涂体系以及100%固含UV全哑辊涂体系尤为理想。

消光粉经过特殊的表面处理,能以特定方式使入射光发生散射,使光线经过漆膜表面的消光粉颗粒产生散射变化,最终达到消光效果。产品具有高消光效率、高透明度、低吸油量、高手感和抗划伤的特点。

新型消光粉采用突破性的技术,针对100%UV涂料难消光的问题,通过降低吸油量让高添加量成为现实。另外,UV油墨要求在涂膜很薄的情况下仍然保持漆膜的平整度和抗划伤性,通过特殊的表面处理技术达到漆膜的最佳效果。

1、吸油量低:通过了特殊的处理,吸油量低,触变性小,在添加量很大时也不会对体系产生严重的增稠触变作用,适用于100%固含UV淋涂体系和100%固含UV全哑辊涂体系,在其体系中不稳泡,更容易脱泡。

2、消光效率优异:消光效率大大高于相同粒径和孔隙率的同类产品,只需较少的添加量可以获得优异的消光效果,从而降低成本。

3、漆膜透明性好:采取了特殊的表面处理,能以特定方式使入射光发生散射,使光线经过漆膜表面的消光粉颗粒产生散射变化,最终达到消光效果,可以取得极佳的漆膜透明性,极大地优于其他同类产品。

4、抗刮伤性能和手感优异:使漆膜具有良好的爽滑感,并且具有优秀的耐磨损性和抗刮伤性能,不会影响漆膜其他的机械性能。

5、物理化学稳定性和防沉性突出:该系列产品极容易分散,可以均匀的直接分散在低粘度的涂料中,并且不会影响涂料的其他应用性能。由于采用了有机表面处理,防沉性能极佳,不会产生结块和沉降。

6、相容性极佳:经反复实验室测试,此系列消光粉与大部分的UV树脂都有着良好的相容性,不会产生析出等问题,从而使得在UV体系更方便的使用,达到更好的综合性能。

经客户测试,同样的配方,消光效果优于进口产品。

 

粉末涂料中助剂的使用技巧

  1.粉末涂料助剂与树脂的相容性

  这是选用助剂时首先应注意的问题。粉末涂料助剂必须长期稳定存留在粉末涂料中,才能发挥其应有的效能。所以一般使用的助剂要有与环氧、聚酯、丙烯酸等树脂相容性。那么通常要比较粉末涂料助剂与树脂的相容性,则所使用的方法是根据它们结构的相似性。例如,流平剂是粉末涂料生产中主要助剂,可以减少涂膜表面张力差,起到涂膜均化和消除缩孔的作用,使固化后的涂膜获得平滑光泽的表面。使用时,有载体的助剂如有E-12载体就不可以应用于与纯聚酯体系的配方中,还有,每个公司生产的流平的适用体系各不相同,这就需要粉末生产厂家寻找合适的树脂来匹配,增光剂也同样如此。再如通常所用的含环脒和多元酸盐的B68型化学消光剂仅适用于有环氧的体系中,若用于其它体系,不但失去应有的效果,还会给涂膜带来消极影响。

  2.粉末涂料助剂对生产工艺的适应性

  某些粉末涂料助剂在配方设计时,应考虑由于生产工艺条件比较苛刻,可能是高温、低温、高速剪切等情况,从而引起粉末涂料助剂的分解、挥发而失效,导致配方失败。如有些花纹粉末涂料助剂,不可以与基料一同由挤出机挤出,而是后加入到成品粉中,只有这样才能显现出它应有的花纹。因为在挤出熔融过程中,花纹助剂已经预先反应完成,致使在成膜时无花纹或者产生的花纹大小不同、手感有差别、立体感不同等现象。

  在两种或两种以上助剂与基料配合过程中,为了充分发挥助剂的效能,必须使它们在粉末涂料基料中充分分散,而且可按不同的加料顺序与基料结合。

  有经验的技术工程师知道,各种粉末涂料助剂与基料混合或后加入到成品过程中,先后次序和每一步工艺条件是非常重要的,它直接影响到混合效果和涂膜的性能。

  3.粉末涂料助剂在粉末涂料中的多重性

  一些粉末涂料助剂除了起主要作用外,同时还兼有双重或多重作用。由此,我们在设计配方时就必须综合考虑,如调整配方中的用量或简化配方。比如,氧化锌是一种党见的化学物品,它可以替代一部分的钛白粉作白色颜料;同时具有一定的导电性应用于需要抗静电或导电性的场合;还具有屏蔽紫外线的功能,特别是对240-380/μm范围的UV光有较好的防护能力;当然它还具有防霉、杀菌功效、改善含羧基基团树脂的涂料性能等。可见,选择一种有效助剂是要充分理解它的各种功能。

  4.充分利用粉末涂料助剂之间的相互效应

  粉末涂料助剂的协同效应是指两种或多种助剂适当配合使用时相互影响起的增效作用。当然,协同效应的反面是对抗作用。例如,炭黑与硫代酚类抗氧剂配合在纯聚酯户外型粉末涂料中,有优良的协同抗氧作用,但在与位阻胺类或阻酚类抗氧剂一道使用,则因发生对抗作用而削弱涂膜原有的稳定效果。

  5.粉末涂料助剂对粉末涂料的性能影响

  我们知道,一些粉末涂料助剂在发挥其正常作用的同时,有时不得不对粉末涂料的某些性能产生不良的影响。这与助剂的用量有密切的关系。目前,市场上有一种低温固化剂,它能使粉末涂料在120℃/30min内固化成膜,这当然是我们所需求的。因为如此低的固化条件会带来巨大的经济效益,也给一些不能在高温下烘烤的材料提供应用可能,大大拓展了粉末涂料的应用领域。但就我们所做试验得知,加入此种低温固化剂,对涂膜的附着力会有较大的影响。这些都是我们在设计配方时,选用粉末涂料助剂应充分了解的。

  6.粉末涂料的用途对粉末涂料助剂的制约

  粉末涂料助剂的应用常受到粉末涂料涂膜最终用途的制约,不同的粉末涂料品种对粉末涂料助剂的颜色、气味、耐污染性、耐久性、电气性、耐热、耐寒性等有所要求。

  7.粉末涂料助剂的价格

  熟悉粉末涂料的都知道,一般粉末涂料助剂在粉末涂料配方体系中所占比重很小,但价格很昂贵,所以有的时候,价格也是衡量其使用的一个重要因素。通常,我们可以选几个不同供应商的相同类型之产品作对比试验,在效果相同的情况下,选择价格低廉的产品。国内的许多厂家生产的粉末涂料助剂,一般都能和国外生产的同类产品相媲美。