在線客服
粉末涂料的成膜依靠熔融狀態(tài)下樹脂的流動并相互粘連而成,熔體黏度高,限制了其自由流動,流平效果稍差,有輕微橘皮產(chǎn)生。改善粉末涂料流平性,形成外觀良好的涂膜,一直是粉末涂料界所關注的重點。因此,探討影響粉末涂料流平性因素,優(yōu)化配方設計,改進設備和施工工藝,改善粉末涂料涂膜的外觀,具有重大的現(xiàn)實意義。
??1 流平機理
??粉末涂料是一無溶劑的均勻體系,必須熔融后才能附著在被涂物上面,流平后固化成膜,一般需要經(jīng)過三個過程[1]:
??(1)從單獨的粉末顆粒,聚集成為一層連續(xù)的、不平整的膜,此過程稱為聚集過程;
??(2)從連續(xù)不平整的表面流淌形成較為光滑與平整的表面,即流平過程;
??(3)熔融的涂液通過交聯(lián)反應,黏度不斷提高,最后固化為堅硬的涂膜,稱為固化過程。
??流平過程所需要的時間描述可采用Nix方程和Orchand關系式來表示[2]:
??A、融結階段:t=f(η×Re/r)(1)
??式中:t—時間;η—涂料的熔融黏度;Re—涂料顆粒平均曲率半徑;r—表面張力;
??B、流平階段:
,
??式中:△t—流平時間;λ—兩峰間距離;η—熔融黏度;an/at—流平前后峰高之比;r—表面張力;x—涂層厚度。
??從式(1)、(2)中可以看出:影響粉末涂料流平的因素主要是樹脂的熔融黏度、表面張力、顆粒粒徑、涂層厚度、固化溫度與時間等,下面就這些因素進行討論。
??2 影響粉末涂料流平性因素
??2.1涂料樹脂
??粉末涂料樹脂的玻璃化溫度、熔融溫度決定了粉末涂料的流動性能與貯存穩(wěn)定性,這與相對分子質(zhì)量及其分布有關。要獲得較好的涂膜,樹脂的相對分子質(zhì)量分布越窄越好。相對分子質(zhì)量分布過寬意味著存在相對分子質(zhì)量過小或過大的樹脂,不能與涂料的其他組分很好地相融,在這樣的條件下高溫烘烤時,涂層間的混融性不好,涂層的表面張力就達不到平衡,微粒間的作用力將產(chǎn)生排斥或收縮的運動,而熔融流動時間是有限的,它們之間不可能有充分的流平時間,隨著涂層的固化,涂膜表面會出現(xiàn)縮孔、橘皮等缺陷。因此,應選擇熔融黏度低、粉末涂料膠化時間長、熔融水平流動性大的樹脂;但是從涂膜物理機械性能來說,流平時間短而交聯(lián)固化時間長的機械性能較好,二者應兼顧。另外聚酯粉末產(chǎn)品在貯存過程中容易結塊,噴涂時易出現(xiàn)流掛、橘皮、針孔等現(xiàn)象,這是由于聚酯樹脂玻璃化溫度(Tg)不適合所致。生產(chǎn)實踐檢驗,聚酯樹脂Tg控制在50~65℃范圍內(nèi),既能保證涂層豐滿,有良好的流平性,也能使粉末涂料在40℃以下貯存4~6個月不結塊,具有一定的穩(wěn)定性。
??2.2流平劑
??流平劑是對于得到平整涂膜外觀不可缺少的成分。流平劑均勻地分散到粉末涂料中,粉末靜電噴涂到工件烘烤固化時,它能降低涂料系的黏度及表面張力,使熔融涂料在未固化前增加流動性,并在涂料熔融流動過程中經(jīng)表面遷移,逐漸由分子內(nèi)部部分地遷移到涂膜表面而形成一單分子層,使整個表面增加了定向分子結構的密度,使涂膜表面平整、光滑,避免成膜過程中形成縮孔。丙烯酸酯流平劑的用量對A90162SF75粉末涂料外觀的影響
??當配方中沒有流平劑或流平劑用量少時,涂膜流平性很差,涂膜全板縮孔或者個別縮孔,而用量在樹脂的110%以上時,可以得到無縮孔的平整涂膜。但過多加入流平劑會降低粉末涂料的貯存穩(wěn)定性,且流平劑容易浮到涂膜表面,降低涂膜的耐污染性和光澤,流平劑用量為樹脂和固化劑總質(zhì)量的1.0%~1.3%較適宜。