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    锤纹粉末涂料产品设计

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    锤纹粉末涂料产品设计

    发布日期:2016-11-08 00:00 来源:http://www.zjhhht.com 点击:

    锤纹粉末涂料产品设计

    (1)成膜物质类型对于形成锤纹难易程度及效果的影响:对于常规在180~200温度下进行交联固化速度的成膜物质类型中,纯环氧型、环氧/聚酯型、聚酯/TGFIC型粉末涂料较易形成立体感较强的涂层,而聚酯/Primid型、纯环氧型、聚氨酯型粉末涂料则易形成平坦的、立体感不强的锤纹。对于含有催化剂的、消光固化剂等的具有快速固化成分的成膜物质,易形成立体感较强、花纹偏小的锤纹效果,特别对于聚酯/丙烯酸型成摸物质,几乎不能有效形成锤纹效果的粉末涂料。(2)烘烤及固化条件对形成锤纹难易及效果的影响:对于成膜物质烘烤及固化条件,通常表现为在某一温度才可以启动交联反应,在特定温度与时间内可以达到预期的交联密度,而过高的温度或较长的时间对于成膜物质的交联反而有害,会造成成膜物质发生热降解。由于粉末涂料是在一定工艺温度下进行生产、在一定工艺温度下进行熔融固化,而温度对于涂料的熔融粘度、交联速度等有重要影响。另外,锤纹剂也具有一定的熔点,若烘烤温度低于锤纹剂熔点,锤纹剂将失去其应有的作用。(3)成膜物质用量对形成锤纹难易及效果的影响:在实际产品设计及应用过程中,发现成膜物质在配方中的用量越高,所形成的花纹越大、立体感越强,反之则花纹越小、立体体越差。(4)成膜物质品质与锤纹浮色:在设计锤纹粉末涂料时,时常会发现所设计的锤纹产品的凸起纹路的棱角有异样的色彩,我们称之为浮花或发花现象,这是锤纹粉末涂料的一个弊病或缺陷,应尽量避免此现象的产生。

    1.3 添加剂类型、特性及用量

    锤纹剂:分为内加型与后加型两种,或称为内加型与外加型锤纹剂。(1)醋酸-丁酸纤维素(内加锤纹剂)熔融温度均高于粉末涂料挤出温度,以般在130~160℃之间。因此内加锤纹剂并不能与其它配方物料一起熔融分散而是以分散的微小质点(不溶性固体颗粒)均匀分散于熔融物料中。而在粉末涂料烘烤固化(180210℃)时,固化高温足以使内加的锤纹剂随粉末其它物料同时快速熔融。但其熔融黏度和表面能与粉末涂料相差极大,产生类似油脂物掉落在涂膜上形成大量缩孔的现象。由于这些缩孔是经人为控制的,形状、大小、多少与分布规则等已具有一定的纹理感观效果,具有了涂料装饰性外观的特点要求,因此不再是平面粉末涂料的不良现象反而形成了锤纹粉末涂料。内加锤纹粉末涂料存在的潜在缺陷:一是挤出工艺的影响,如果挤出过程温度过高锤纹剂将会熔融分散于其它物料中或由于螺杆间隙过小致锤纹剂颗粒被剪切过小不能形成足量、有效的低表面张力熔融物团,那么锤纹剂将失去或大大降低应有的功效,直接的结果就是无法做出预计的锤纹效果,导致产品不合格或报废。二是烘烤工艺的影响,如果烘烤温度偏低锤纹剂不能有效熔融或烘烤升温过慢(其它物料熔融温度远低于锤纹剂)不能同步熔融而造成涂膜熔融黏度高或先于锤纹剂熔融形成固化,两者结果均能导致内加锤纹剂不能发挥应用的作用,这个结果会直接导致产品涂装失败,甚至导致产品报废。在这个时候改善生产及涂装工艺条件上必要的,然而往往硬性条件上的改变很困难,这时必须更换锤纹剂或采用外加型的锤纹剂。三、醋酸-丁酸纤维素有一定的熔点范围,若在粉末涂料熔融固化过程中,部分醋酸-丁酸纤维素未能及时熔融分散开,那么将会以白色质点分散于锤纹凹陷之处,特别是深色锤纹,尤其是是黑色锤纹,会造成涂层中有少量的“白点”现象存在,类似于白色污染物,此时也将会造成产品的缺陷。(2)浮花剂(外加锤纹剂)外加锤纹剂同内加锤纹剂一样,也是利用了表面张力与黏度等的差异形成的不相容原理来形成锤纹效果粉末涂层的。在所应用的粉末涂料助剂中,丙烯酸类共聚物流平剂、有机硅类共聚物、聚醚改性酰氨类共聚物等具有低表面张力,那么可以利用这类物质低表面张力的性质来与粉末其它物料形成不相容物来设计与制造锤纹粉末涂料。通常将这些不相溶物质单独或混合物形式制备成母料形式应用于粉末涂料,用作载体的包括所有用于粉末涂料的环氧树脂、万博manbetx亚洲官网、丙烯酸树脂增光剂等,制备出性能各异的浮花剂。因此,根据不相容原理可以设计与制造外加型锤纹剂。浮花剂基本上是全部是后混外加,其最大的优点在于锤纹粉末涂料产品几乎不受粉末涂料生产工艺及设备影响,可以说非常小,但不能说没有。由于浮花剂颗粒大小及分布、比重、介电常数与锤纹底粉通常存在较大的差异,这就为后序的产品涂装埋下了产品涂装稳定性隐患。因此,采用外加型浮化剂制备的锤纹粉末涂料产品其回收粉与新粉的涂层外观往往不一致,造成产品大批量生产色彩一致性差。外加后混浮花剂同样存在受涂装烘烤工艺条件影响的问题,如果烘烤温度过低而升温迅速则外加浮花剂产品外观不受影响,问题就在于烘烤温度低且升温慢,造成虽能同时熔融但由于低温黏度高,同样能导致产品达不到预期效果而失败。这时需要速熔或更低熔点的聚合物为载体的浮花剂。

    流平剂与光亮剂:(1)锤纹剂的有效成分是流平剂或防缩孔剂,如果增加内加锤纹剂的量或将外加锤纹剂加于配方中,那么当这些锤纹剂的加量超过一定限度时,粉末涂料即成为平面型粉末涂料。这是锤纹剂的自身特性,利用此特性可以形成不同凹凸感效果的锤纹粉末涂料。(2)在配方中内加少量流平剂或光亮剂,将影响锤纹形成或形成效果。特别是将流平剂与光亮剂在配方中的用量加到一定程度后,除特效浮花剂之外其它锤纹剂基本失效,不再具有锤纹剂的功效。

    催化剂:配方中使用了咪唑类、相转移催化剂类、路易斯酸类、乙酰丙酮金属盐类、三苯基膦类、有机锡类以及胺封闭酸类等催化剂末涂料来加快反应速度或降低交联反应温度时,那么这些催化剂将对锤纹产品不同程度的影响。通常情况下,在催化剂量少时,使用催化剂有助于使锤纹的凹凸效果更强烈,但也会造成不易形成锤纹。

    脱气剂:通常在锤纹粉末涂料设计中很少使用脱气剂,如安息香、改性安息香、氧化乙烯蜡以及其它脱气剂等。然而在应用中,特别是内加金属颜料的锤纹粉末涂涂层中,可以看到有许多针孔存在。因此建议配方中使用脱气剂

    蜡粉:锤纹粉末涂料中的蜡粉容易聚集到锤纹凸起的棱角上,形成浮色花纹。这种浮色花纹在深色锤纹,尤其是黑色锤纹中特别明显,应尽量避免此现象的产生。

    其它添加剂:其它添加剂还有紫外线吸收剂、胺阻胺光稳定剂、抗氧剂、助流剂(气相二氧化硅、气相氧化铝、气相二氧化钛等)、附着力促进剂等,根据需要选择使用。

    1.4锤纹粉末涂料制造与涂装

    挤出设备的选择:双螺杆挤出机相对单螺杆挤出机而言,剪切力更大,物料分散性更好,但生产过程中螺杆温度也比较高。对于后添加(外添加)锤纹剂的锤纹产品,这些因素对最终产品的纹路没有什么影响。然而,对于内加锤纹剂,如果挤出过程温度过高,则锤纹剂将与其它成分一起熔融而被均匀分散在一起,无法形成或很难形成有效的不相容质点,将不再具备锤纹剂的功效,不能有效果形成预期的锤纹效果。如果双螺螺杆之间的剪切力过大,即使挤出温度远低于锤纹剂熔点,锤纹剂也被剪切成非常微小的颗粒分散于粉末涂料组合物之中,大大降低了锤纹剂的不相容性,导致锤纹粉末涂料涂装后达不到预期的锤纹效果。

    细粉碎:粉末涂料粒度控制主要通过ACM磨机进行控制,而不是通过筛网来控制。细碎碎将决定粉末涂料的粒径度大小及分布。对于内加锤纹剂的锤纹产品而言,粒径越小所得到的锤纹产品的花纹越小,相反则花纹越大。经验表明,粉末涂料最佳粒径范围在10~100μm之间,较佳在10~90μm之间,中粒径(D50)最佳在40~45μm之间,而不能像平面产品那样将中粒径(D50)控制30±8μm之间

    锤纹粉末涂料涂装工艺:烘烤固化条件、涂膜厚度。


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