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15年会论文 | 关于粉末涂料燃气炉烘烤抗黄变性能研究

1 引言
       粉末涂料属于一种新型的涂料,相比于传统的液体涂料,粉末涂料是一种不含溶剂100%固体粉末状涂料。具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点。该产品不含毒性,不含溶剂和不含挥发有毒性的物质,故无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害的问题,完全符合国家环保法的要求。并且相比于液体涂料,粉末涂料的运输和贮存方便,普通涂料中约含20-50%的水或者溶剂,而粉末涂料中,既没有水,也没有溶剂,完全是固体,运输方便安全,另外含水或者溶剂的涂料,当运输和贮存的温度低于0℃时,往往会冻坏,粉末涂料不存在此问题。进而粉末涂料的应用发展迅速,应用领域也不断变广。但相比于液体涂料,粉末涂料的涂装需要进行烘烤,以使基料树脂与固化剂发生交联反应。粉末涂料的烘烤,大多数都是采用电烘箱进行烘烤。但是,在一些地区或国家,燃气供应简便,使得在这些地区或国家,烘涂商更倾向于用燃气炉进行粉末涂料的烘烤。相比于电烘烤,由于燃气炉在烘烤的过程中存在氮氧化物,使粉末涂料固化后的涂层发生严重的黄变,这给喷涂商带来很大的麻烦。又由于使用天然气烘烤的地区较多,从而改善以及解决该问题也显得尤为重要。

2 实验
2.1 实验仪器和材料
       TSE-32双螺杆挤出机,电子称,binder烘箱,Q-lab喷板,喷枪,洁净塑料袋,硫酸钡,钛白粉,流平剂,聚酯树脂,701,安息香,TGIC,色差仪,电烘箱,燃气炉烘箱,咖啡磨。
2.2 实验方法
       本次实验采用改变粉末配方中的物料组成,添加不同种类抗氧剂,并改变抗氧剂的添加量,来对比电加热烘箱烘烤与燃气炉烘箱烘烤的色差。按照以下实验配方,称取物料,将称好的物料置于洁净的塑料袋内,充分混合摇匀,用挤出机挤出制片。将所制得压片用咖啡磨打磨、制粉,用喷枪喷涂在两块喷板上。将喷涂好的两块喷板分别置于binder烘箱和燃气炉烘箱,已200℃/10min、200℃/20min、200℃/30min的条件分别进行电烘烤与燃气炉烘烤。烘烤完毕,取出喷板,冷却,以电加热烘烤200℃/10min的喷板作为标准板,用色差仪依次测量色差。
2.3 实验步骤
2.3.1

       按以上实验配方制粉,喷涂完毕,置于binder烘箱与燃气炉分别以200℃/10min、200℃/20min、200℃/30min进行传统电烘烤与燃气炉烘烤。测量色差

       由以上实验结果可以看出:延长烘烤时间,电烘烤涂层也会发生黄变,用燃气炉烘烤,涂层会出现严重黄变问题,这种黄变涂层在实际喷涂工艺中是很难被接受,所以,用燃气炉烘烤就必须解决涂层黄变问题。
       针对以上问题,在粉末配方中加入抗氧剂以改善粉末涂料的抗黄变性能。


       由以上数据可以看出,加入抗氧剂1能有效降低粉末涂料燃气炉烘烤的黄变程度。
       增加抗氧剂1的添加量

       实验表明,当抗氧剂的添加量从1‰ 增加到2‰ 时,粉末涂料燃气炉烘烤与电烘烤之间的色差得到进一步的降低。
       继续增加抗氧剂1的添加量

       实验数据表明,当抗氧剂1的添加量从2‰ 增加到3‰ 时,粉末涂料的燃气炉烘烤与电烘烤色差降低不多。
       选用另一种抗氧剂2进行同样实验

       故抗氧剂2也能起到改善粉末涂料耐黄变性能。
       增加抗氧剂2的添加量

       由以上实验结果看出,当抗氧剂2的添加量由1‰ 增加到2‰ 时,粉末涂料的燃气炉烘烤与电烘烤之间的色差降低不明显。所以,对于抗氧剂2,添加量在1‰ 就达到了饱和状态。
       在同样粉末配方中添加抗氧剂3


       实验结果表明,抗氧剂3的加入对粉末涂料燃气炉烘烤的黄变问题并无改善,反而降低了整个粉末体系的燃气炉耐黄变性能,但能降低电烘烤的色差。
       增加抗氧剂3的添加量
       由实验数据可以看出,增加抗氧剂3的添加量,色差值不仅没有减小,反而增大,说明抗氧剂3对粉末涂料的燃气炉耐黄变性能的改善不起正作用,不适用于改善粉末涂料的燃气炉耐黄变性能。
       选用适用于燃气炉烘烤特种树脂进行实验

       从实验数据可知,当基料树脂选用适用于燃气炉烘烤的特种树脂时,粉末体系的燃气炉烘烤与电烘烤的色差值也明显减小。

3 实验结果讨论
       通过以上实验测得dE数值,粉末体系的燃气炉耐黄变性能跟粉末的配方有直接关系,通过加入合适的抗氧剂能够改善粉末涂料的耐黄变性能,但加入的量达到一定值后就会达到饱和状态,继续加入对耐黄变性能无明显改善。有的适用改善电烘烤黄变性能的抗氧剂并不适合对粉末体系燃气炉耐黄变性能的改善;选择适用于燃气炉的特殊树脂作为基料,也会提升粉末体系的耐黄变性能。