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丙烯酸超细粉末涂料性能及运用远景

时间:2019-05-21来源:申博太阳城浏览次数:

择要:制备了聚丙烯酸酯树脂及其超细粉末涂料,接纳红外光谱、热重剖析、差失扫描量热仪等对聚丙烯酸树脂的构造举行了表征、对以此制备的粉末涂料及涂膜举行了机能测试,研讨了超细粉末涂料的破裂摧毁性、带电性、流动性、贮存稳固性及施工机能;瞻望了超细粉末涂料的运用远景。


1、弁言


跟着情况题目愈来愈严峻,绿色涂料愈来愈遭到人们的存眷与注重。粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体粉末状涂料,因为其污染小、效力高、机能优、节省能源与资本、粉末可收受接管等特性,激发世界各国的普遍兴致。


个中,丙烯酸树脂型粉末涂料是低毒型产品,具有一系列长处:优秀的装潢性、户外耐候性、耐老化性、耐腐蚀性和抗污染性,外面硬度高,柔韧性好,已普遍运用于汽车家电等范畴,以后丙烯粉末涂料将成为汽车装潢性面漆的重要品种之一。


超细粉末涂料因粒径及其散布发作与一样平常粉末涂料与机能差异性和特殊性,如涂层具有涂层薄、有很好的外面平坦度和光芒,可与液体涂料到达邻近的效果,使得超细粉末涂料能知足各范畴对粉末涂料越发严厉的请求,为粉末涂装的推广运用进一步扩大了生长空间。丙烯酸超细粉末涂料具有卓着的机能,势必有优越的生长远景和伟大的市场需求,因此,对丙烯酸超细粉末涂料的研讨具有重大意义。


2、试验部分


2.1试验原材料


甲基丙烯酸甲酯(MMA),甲基丙烯酸丁酯(BMA),甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),甲基丙烯酸环己酯(CHMA),甲基丙烯酸异龙脑酯(IBOMA),偶氮二异丁腈(AIBN),十二碳二酸(DDDA),均为剖析纯;苯和甲苯为化学纯。


2.2丙烯酸树脂的剖析


本试验接纳均相溶液聚合法剖析丙烯酸树脂。在聚合之前接纳减压蒸馏的要领将所用悉数单体中的阻聚剂撤除。将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)、甲基丙烯酸异龙脑酯(IBOMA)夹杂,倒出小部分单体夹杂液留待后续运用;将激发剂偶氮二异丁腈(AIBN)到场盈余单体夹杂液中搅拌至消融完整。


将甲苯到场四口烧瓶中,升温至80℃,并恒温回流0.5小时。通入N2举行珍爱,滴加激发剂单体夹杂液2h,保温回响反应0.5h。追加滴加盈余单体夹杂液0.5h,滴加终了后保温回响反应1.5110回响反应完毕获得含有甲苯的聚丙烯酸酯树脂溶液。


将上述产品趁热倒入单口瓶中,用扭转蒸发仪在80℃/0.098MPa的真空度下基础蒸出一切溶剂后,将聚丙烯酸酯树脂倒于外面皿上,置于真空枯燥箱中枯燥24h便可获得皎洁皎洁的聚丙烯酸酯树脂。


2.3超细粉末涂料的制备


制备超细粉末涂料需选用超细破裂摧毁分级系统,所用的装备由ACM325超细破裂摧毁机、SCX400超细分级机、高效旋风除尘器、脉冲袋式除尘器和离心风机构成。超细丙烯酸粉末涂料的制备步调以下:


(1)将聚丙烯酸酯树脂举行初破裂摧毁;


(2)将聚丙烯酸酯树脂、十二碳二酸(DDDA)、流平剂及其他助剂举行预混;


(3)将夹杂好的物料于双螺杆挤出机中举行熔融挤出;


(4)冷却后将挤出的压片与A1203于破裂摧毁机中举行破裂摧毁与夹杂;


(5)将上述物料举行二次挤出压片;


(6)再到场0.5%、3%A1203于超细破裂摧毁系统举行破裂摧毁分级;


2.4涂层的制备


用丙酮对底材举行外面除油后,用砂纸举行打磨除锈并擦净,放入鼓风烘箱中烘烤2min。然后,接纳静电喷涂工艺、装备举行丙烯酸超细粉末涂料涂层的制备。将经由预处理的榜样放入喷粉柜中,运用电晕放电式静电喷枪对其举行喷涂,喷涂好以后将榜样连结垂直,并放入鼓风恒温枯燥箱中举行固化,然后室温安排24h后举行机能测试。


2.5构造表征及机能测试


(1)树脂的构造表征


接纳红外光谱(IR)定性剖析审定该份子中能够或许含有的官能团和化学键及定量测定个数。压片法制备试样疒在玛瑙研钵中将少许树脂样品研磨成细粉末并与枯燥的溴化钾粉末夹杂匀称,然后装入模具内举行压片,然后在红外光谱仪上举行扫描收罗红外光谱。


(2)树脂机能测试


①玻璃化温度(Tg)


聚丙烯酸酯树脂在发作玻璃化转变时,性子会有突变。差示扫描量热法(DSC)是跟着温度的升高及热流的转变来表征玻璃化温度的一种要领。本试验接纳DSC法测定树脂的玻璃化温度,所用的热剖析仪是美国公司的DS02910系列产品,测试前提以下表。

②热稳固性


热重剖析法(TG)是丈量物资质量随温度(或时候)转变的一种要领,经由历程高份子链受热后因氧化、侧基的剖析、主链的断裂或构造的转变致使质量的转变来反应其热稳固性。本试验接纳TA-2000系列的热重剖析仪对聚合物的热稳固性举行剖析,测试前提为:扫描温度局限25~600℃,升温速度10℃/min。


(3)超细粉末涂料破裂摧毁性测试


用英国马尔文公司的MS2000型激光粒度剖析仪对粉末涂料粒度举行剖析,测定了产品中粒径小于15和小于30及产品均匀粒径。


(4)涂膜机能测试


表面:目测;力学机能:铅笔法测硬度,漆膜划格试验测附着力,漆膜蜿蜒试验(圆柱轴)测柔韧性,漆膜打击试验器测耐打击性。


3、效果与议论


3.1丙烯酸树脂的剖析


(1)聚合要领的挑选


粉末涂料用丙烯酸树脂份子量散布要尽量窄,而悬浮聚合或乳液聚合要领剖析的树脂份子量较大,份子量散布较宽,同时树脂中还会残余有水溶性物资,如:疏散剂、乳化剂、稳固剂等,微量的杂质也会影响树脂的机能致使不克不及到达粉末涂料高品质的请求,因此较少接纳这两种要领。

本体聚合虽然不消脱除溶剂,但聚合系统随回响反应举行粘度愈来愈高,且回响反应历程当中大批放热,易发作暴聚,回响反应历程难以掌握。


丙烯酸树脂的剖析重要运用自由基聚合要领,对照四大自由基聚合要领,因为溶液聚合的回响反应在回流温度下举行,并通入氮气加以珍爱,回响反应历程当中的搅拌及溶剂的回流会撤除回响反应发作的热量,能够或许有用制止部分温度太高以至发作暴聚,轻易掌握回响反应温度,回响反应转化率更高,系统更加稳固,且聚合物的份子量易于掌握。虽然溶液聚合法选用的溶剂一样平常有毒性但溶剂脱除较轻易,以是本论文树脂剖析要领挑选溶液聚合法。


静电喷涂原理、工艺参数及施工注意事项

随着国内经济的快速发展,电站锅炉行业对于锅炉产品的质量要求不断提高,其中就包括产品的防腐质量和外观。目前,针对锅炉产品的涂装主要以手工高压无气喷涂和空气喷涂为主,但是由于锅炉结构的特殊性,采用上述手段进行涂装不可避免地存在诸如流挂、漏涂等弊病,且工作强度大,生产效率低。对于受热面管屏,则必须利用起重设备悬吊起来进行辅助喷涂。同时,涂装施工环境差,VOC(挥发性有机物)含量高,对涂装工身体存在伤害,环保效果不佳。 为解决常规喷涂存在的问题,提高产品涂装质量和工作效率,加强对涂装工人的身体保护,我公司引进了液体静电喷涂技术应用于锅炉高温受热面涂装线中。静电喷涂技术已成为多个行业涂装工艺的主流技术,具有涂层质量好且相对稳定、上漆效率高、节省涂料成本、节能省力、环保效果好和生产效率高等优点,但是应用于锅炉产品的涂装施工,在国内尚属首次。 1静电喷涂原理 液体的静电喷涂是指在喷嘴和对应的接地电极之间加上高电压时,喷嘴尖端流出的液体因受表面张力、静电力、电荷之间的排斥力以及重力等作用力,使液滴表面不稳定进而分裂后破碎最终将雾化后的液滴均匀地涂覆在被涂物上[1],见图1。一般情况下,液滴带负电荷,工件表面带正电

(2)共聚单体的挑选


丙烯酸树脂一样平常接纳五元共聚来剖析,须要硬单体、软单体、交联剂一同在肯定温度下交联聚合。能够用来做丙烯酸树脂剖析质料的单体品种有许多,每种单体对树脂的机能影响各不雷同。可经由历程挑选单体的品种和调解各单体间的配比来转变树脂的玻璃化温度,以进步树脂的破裂摧毁机能和抗结块性,同时革新涂料的流平性。


以是为包管目的树脂的综合机能到达预期效果,综合斟酌种种单体对树脂机能的影响,和分歧单体品种配比对树脂玻璃化温度的影响,本文当选用了MMA为硬单体、BMA作为软单体,选用GMA为交联单体,将环氧基引入树脂中,选用IBOMA来下落聚合物粘度。


(3)激发剂的挑选及用量


聚丙烯酸酯树脂剖析时经常使用的激发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧化苯甲酰(BPO)。个中,BPO一般运用温度为70、100℃,AIBN运用温度为60、80℃.在丙烯酸树脂的剖析中优先挑选AIBN,缘由以下:


①BPO易发作诱导剖析回响反应,其低级自由基易争取大份子链上的氢、氯等原子或基团,进而在大份子链上引入支链使份子量散布变宽;AIBN剖析发作的自由基活性较BPO小,一样平常无诱导剖析回响反应,使所获得的聚合物份子量散布较窄;


②苯甲酰自由基剖析为高活性的苯自由基激发聚合,聚合物端基为户外耐久性差,涂膜长时候会发黄;而AIBN激发的聚合物端基为(CH3)3C-,户外耐久性好;


③BPO剖析发作的两种自由基C6H5C00•和C6H5,会发作巧合回响反应,使大部分激发剂失活,下落了激发剂的效力。


④在60、100℃,AIBN比BPO的半衰期短,申明回响反应速度高,且过氧化物残留会致使树脂氧化变黄。


激发剂的用量也很症结。用量过少,致使聚合物份子量过大,树脂熔融粘度太高,加工机能欠好,基于该树脂的涂料流平性差,且构成的涂膜易发作桔皮征象;激发剂用量过大,则聚合物份子量小,虽易于加工,但涂膜的机器机能和耐打击机能变差。


(4)溶剂的挑选


AIBN不发作诱导剖析回响反应,故溶剂关于激发剂的剖析速度影响很小。因此只需斟酌溶剂的沸点和链转移才能对份子量及其散布形成的影响。丙烯酸树脂剖析中经常使用的溶剂有苯、甲苯、二甲苯和醋酸丁酯等,而二甲苯毒性和本钱较高,故选用苯和甲苯作为夹杂溶剂。个中,苯沸点80℃,起回流作用,甲苯起链转移作用。


树脂的玻璃化温度(Tg)直接关系到粉末涂料的贮存稳固性,Tg越高贮存稳固性好,然则Tg太高会使粉末涂料的加工机能和流平性下落,因此粉末涂料用树脂的Tg须要调解恰当,粉末涂料用聚丙烯酸酯树脂的Tg一样平常在40~100℃之间,对照优化的局限是40~60℃。共聚物的玻璃化转变温度能够经由历程Fox方程来对聚丙烯酸酯树脂的Tg举行初步设计以更好指点试验。


3.2超细粉末涂料机能剖析


(1)破裂摧毁性


超细粉末涂料与一样平常粉末涂料的消费工艺相似,重要包罗原材料的预夹杂、熔融挤出、冷却破裂、细破裂摧毁和分级过筛、产品包装等历程。只是在破裂摧毁分级的程度上和助流化剂的选用上有所分歧。


试验效果显现,粉末涂料粒径小于15μm的占80%以上,小于30m的占90%以上,均匀粒径较小,在10μm以下。这表明系统对丙烯酸粉末的破裂摧毁分级效果较好,到达了超细化程度。也申明带内分级的ACM打击式破裂摧毁机和SCX超细分级机关于制备超细粉体的破裂摧毁分级新工艺线路可行。该超细破裂摧毁分级系统经由超细破裂摧毁、粗分级、邃密分级等多道工序,能够或许很好地知足产品对粒度和产量的请求。


(2)流化性


超细粉末涂料跟着粒径小,粒子自身质量下落,相对外面积增大,粒子间作用力(重如果范德华力)大大加强,极易构成团圆。在静电喷涂历程成形成流化题目难题,易梗塞运送管道,贮存稳固性也欠好,抱团致使颗粒粒径增大而落空超细粉具有的优秀机能。因此,必需处理超细粉的流化题目以消弭超细粉推广运用遭到的限定。


根据现在的文献报导,改良超细粉流化的重要要领,是在主体超细粉里引入一些粒径比超细粉自身小许多的客体颗粒,作为助流化剂,以转变超细粉颗粒之间的互相作用力,使超细粉易于疏散,起到改良流化的作用。


罕见的助流化剂有氧化铝、氢氧化铝、氧化钙、二氧化硅、氧化锌、氧化错、三氧化铂、二氧化钛、二氧化饰、三氧化钨、硅酸铝,这些物资最少两种的组合会对超细粉涂料的流化机能有所革新。因此,须要挑选所增加的纳米助流化剂的品种、粒径和增加比例。助流化剂不克不及增加过量,不然会影响涂层机能,助流化剂的范例也对流化效果和涂料其他机能有影响。


经由历程对照发明A1203效果最好,综合斟酌挑选A1203为助流化剂。在消费超细粉末涂料时,在破裂摧毁历程当中到场了0.5%、3%的A1203的纳米颗粒,使得超细粉末流化机能优越,而且进步了贮存稳固性。


(3)带电性


超细粉质量较小致使不容易上粉,为进步上粉率,理论上应该到场一些增电剂。但在现实运用中发明,一次上粉率低进步了喷涂的挑选性,即喷涂上的颗粒粒径邻近,获得的涂层厚度越发匀称。


一样平常粗粉收受接管粉中的细粉含量较高,重复运用时会涌现抱团、吐粉等流化题目,一般需将收受接管粉与新粉按肯定比例夹杂运用。而超细粉已处理流化题目,以是收受接管粉粒径细致也能够一般运用。粉末涂料喷涂事后的粉末可收受接管应用,其上粉率优越,一样平常粗粉的上粉率已可达95%以上,超细粉末涂料的上粉率98%以上,制止了资本的糟蹋。


(4)施工机能


涂料及涂膜的综合机能测试效果对照见下表。

从上表能够看出:


表面:超细粉构成的涂膜外面的长波远远低于一样平常粗粉,很大程度上消弭了粉末涂料固有的橘皮纹征象。一样平常粉末涂料构成的涂膜外面不敷平坦,超细粉涂料构成的涂膜外面光芒度要高很多,能知足高装潢性请求。


力学机能:细粉薄涂层与粗粉厚涂层在附着力、耐腐蚀性等方面有雷同的效果,细粉薄涂层有着更好的铅笔硬度和耐打击性。一样厚度下,细粉构成的涂层耐腐蚀机能更好。


流平性:超细粉末涂料粒径更小,处理了团圆题目后,不容易涌现流挂题目,流化机能异常优秀,比拟一样平常粗粉,构成的涂膜越发平坦。


施工机能:超细粉末涂料因为粒径较小,能够构成更薄的涂层,因此掩盖雷同面积的底材,不只质料用量大为削减且外面粗拙度也显着下落。纵然异常粗拙的底材用超细粉末涂料掩盖,也不会有显着的橘皮纹涌现,这是一样平常粗粉没法完成的。


且超细粉薄涂层枯燥更快,节省了时候,缩短了施工周一样平常粗粉和超细粉举行2、3层喷涂后,一样平常粗粉因涂层厚没有遮盖力题目,超细粉涂层薄而显得遮盖力缺乏,可挑选恰当厚涂或选用遮盖力强的颜料,但应注重颜料的增加量不宜过量,不然会涌现熔融不均的征象。


(5)贮存稳固性


粉末丙烯酸树脂贮运轻易,运输本钱响应低于溶剂型丙烯酸树月旨,贮运历程当中安全性好。但粉末涂料另有一些罕见的弊端、如涂料储运历程当中受压或吸潮致使发作粘结,需低温生存且枯燥粉末。


粉末丙烯酸树脂更轻易被施工单位接收,而且有的型号固体丙烯酸树脂有触变性,制成涂料后和一样平常乳胶漆具有一样的开罐效果和施工机能。高等级的固体丙烯酸树脂,因为重要单体是甲基丙烯酸酯,在紫外线的照耀下不会降解,以是其耐候性对照突出。树脂热稳固性在170℃以上,一般品种可达260℃这是一样平常溶剂型热塑性丙烯酸树脂很难到达的。


4、结论


综上所述,超细丙烯酸粉末涂料及涂装有一系列长处:污染小;保光保色性好,装潢性极佳;静电涂装效果好,可薄涂;喷涂效力高,粉末可收受接管;附着力好,不需底漆;耐热性、耐侯性、耐化学药品性好,不容易变黄;物理机器机能好。


超细粉末涂料能普遍运用于-切运用粉末涂料的范畴,且更能知足越发严厉的请求,如汽车范畴高装潢性涂装的请求、室外产品的高耐候性请求、船舶和集装箱范畴的耐腐蚀性请求、家具家电等装潢性兼经济性请求、邃密仪器零部件的超薄涂请求等等。


超细丙烯酸粉末涂料的环保性、经济性和机能优越性还将使其运用范畴不断扩大,它普遍的开辟远景与伟大的市场潜力,将会为粉末涂料行业带来新一轮的生长时机。

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