摘要：由于直燃炉热源的多样性，使用不同的热源会产生不同的副产物，会大大影响涂膜的抗黄变性能。通过烘箱模拟直燃炉固化条件的方法，从配方出发，设计出满足直燃炉固化条件下高抗黄变性能的热固性粉末涂料。本课题分别对比了不同聚酯、抗黄变助剂、通用助剂、消光剂对涂膜抗黄变性能的影响，还对比了户内外配方的抗黄变性能。希望能设计出满足直燃炉固化条件下的高抗黄变性能的粉末涂料。

关键词：聚酯 、抗黄变助剂、通用助剂、消光剂、涂膜抗黄变性能

 

引言

 

热固性粉末涂料作为一种需要加热才能实现固化的粉末涂料体系，加热固化过程中又以空气作为固化介质为主，因此如何选择加热方式是很重要的一个步骤，需要既能达到固化要求又能节约成本，且使用安全便捷。

直燃炉具有热效率高、热风温度稳定、热风清洁、阻力小、使用成本低、故障率低等特点，广泛应用于化工、钢铁、食品、涂塑、印染、建材等产业，自然在以加热介质为主要固化手段的热固性粉末涂料行业中也是广泛应用的。不过基于直燃炉使用的能源不同，会产生不同的副产物，将会对炉内烘烤的粉末涂料涂层会有不同的影响，这里就不在过多的介绍直燃炉的特性。本课题将着重探索直燃炉环境下对涂层表面的黄变影响，并从粉末涂料配方的设计角度出发，对使用不同材料的涂层进行色差对比，从而得出耐黄变性能更好的配方。

 

1、实验部分

 

本课题将从聚酯、固化剂、消光剂、助剂等方面进行探索，为求在现有的材料中选出最合适的配方结构，生产出最适合直燃炉加热固化条件的配方。因为条件限制，我们将用烤箱模拟直燃炉固化条件的方法进行试验。

 

1.1 实验材料

 

聚酯A、聚酯B、固化剂TGIC、抗黄变助剂(A、B、C、D、E)、户外消光剂、环氧E-12、户内消光剂，流平剂、增光剂、蜡、除气剂、消泡剂、填料、复合填料、抗氧剂、颜料、金红石钛白粉、亚硝酸钠药品，250 ml 20%的醋酸溶液。

 

1.2 实验仪器

 

挤出机(海阳静电设备有限公司SLJ-32)；筛粉机(海阳静电设备有限公司ACM-60)；静电喷枪(金马涂装Optiflex 2F)；烘箱。

 

1.3 实验方法

 

1、将树脂、固化剂、颜填料、助剂按照配比称量，并按照预混合、熔融挤出、压片、破碎、筛选、喷板(膜厚控制在60~90 μm),最终烘烤固化(15 min@190 ℃)得到测试样板。

2、每组实验采用同一机台挤出、筛粉、喷板(使用同种材质的基材和相同的前处理)；

3、用烘箱模拟直燃炉固化气体环境；

4、每组实验喷板两片，分别将两片板置于普通烘箱和模拟直燃炉烘烤气体烘箱，在15 min@190 ℃条件下固化；

5、以普通烘箱固化板为标样，对模拟直燃炉烘烤气体烘箱固化板进行色差测试，记录数据；

6、对比实验结果，给出最佳聚酯和助剂搭配方案。

 

2、实验室模拟直燃炉固化条件

 

说明：以下方法仅用于实验室模拟直燃炉固化条件，用于和普通烘箱固化板进行色差对比，同实际生产条件存在差异；

1.称取2.5克亚硝酸钠药品；

2.配置约250ml 20%的醋酸溶液；

3.用步骤2配制好的醋酸溶液溶解亚硝酸钠药品；

4.将混合液体倒入烧杯中；

5.将烘箱设置到板材固化所需温度；

6.待烘箱温度稳定后，将蒸发皿放置在烘箱合适的位

置，关闭箱门3分钟左右，见图1；

7.打开箱门将板材放进烘箱，按照实验条件固化。

 

 注意：

1.为防止蒸发皿直接接触高温烘箱因受热不均开裂，可将蒸发皿放在常温托盘内再整体放进烘箱。

      2.如若上述实验现象不明显，可采用亚硝酸钠和亚硫酸钠药品同时掺混醋酸溶液的方法进行加强测试。

 

3、实验结果的分析探讨

 

3.1 聚酯及抗黄变助剂对涂层抗黄变性能的影响测试

 

选取聚酯A、聚酯B，抗黄变助剂A、B、C、D、E，在白色亚光的基础配方上采用控制变量法形成10组对照实验。实验结果显示结合实验色差数据和目视情况，聚酯A、聚酯 B搭配抗黄变助剂B、C形成的实验组均表现出良好的耐直燃炉烘烤黄变性能。而无论哪种聚酯搭配抗黄变助剂A，都会导致很大的色差变化，说明抗黄变助剂A的作用效果不大。

 

3.2 原配方助剂对涂层抗黄变性能的影响测试

 

选取聚酯A，分别去掉原配方中蜡、 除气剂 、消泡剂，在原有白亚光配方的基础上采用控制变量法形成4组对照实验；实验结果显示结合实验色差数据和目视情况，原配方中蜡、除气剂、消泡剂三种助剂在当前用量下不会造成明显黄变。

 

3.3 不同体系的消光配方对涂层抗黄变性能的影响测试

 

选取聚酯A，消光剂、环氧E-12、户内消光剂，在原有白亚光配方的基础上采用控制变量法形成3组对照实验：

 

 

 

实验结果显示结合实验色差数据和目视情况，聚酯搭配户外消光剂可在保证黄变范围内实现较低光泽；去掉配方中户外消光剂后，涂膜黄变情况无改善，且光泽增加，说明优质的户外体系消光剂对涂层抗黄变的影响很小；而环氧E-12搭配户内消光剂黄变情况加重，说明户内消光配方体系在抗黄变方面明显劣于户外聚酯消光配方体系，在要求抗黄变性能相对严格的情况下，该配方体系不考虑使用。

 

4、总结

 

想要拥有优质的热固性粉末涂料的涂层，优质的加热固化环境是必不可少的，而直燃炉的优势，就值得广大技术人员去研究探讨如何更好地的使用，而一个好的配方就是驾驭这个利器的最好方式。本课题通过模拟实验室直燃炉的固化条件，对配方中的有可能影响涂膜抗黄变性能的材料进行对比测试，对于不影响涂膜抗黄变性能的材料我们就能大胆使用，对于会影响涂膜抗黄变性能的材料，我们就需要通过对比，选择抗黄变性能更好的材料，这样才能给出让客户满意的产品。通过上述的实验结果表明，在TGIC固化体系的不同聚酯对抗黄变性能有着很大的影响，而配方中的一些常用助剂对涂膜的抗黄变性能影响很小。还有TGIC户外消光体系的抗黄变性能明显优于环氧户内配方体系。

 

来源：2023粉末涂料与涂装第一期

 

作者：文 / 林琳艺 吴冠群 刘雅杰 ( 福建万安实业集团有限公司 )

来源：涂料工业

关键词： 涂料 涂膜抗黄变性能