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行业新闻

粉末涂膜耐水煮测试要领及历程、目标、效果剖析

时间:2019-05-16来源:申博太阳城浏览次数:

热固性粉末涂料以其优秀的涂层机能和丰富多彩的外面色彩,运用率高、低VOC、情况污染小的长处,一直以来都深受市场和宽大用户的喜爱和推重。跟着社会的生长,市场对一些户外用品与户内用品的涂膜耐水性、耐水煮性请求愈来愈严苛。


我国事修建型材消费大国,也是出口大国。现在,我国实行的范例与外洋实行的范例在某些环节上存在有肯定的区分。


外洋检测要领主要有:QUALICOAT范例中的耐滚水性试验要领:(1)滚水常压试验(2h、无划格、用胶带粘撕);(2)滚水高压试验(1h、无划格、用胶带粘撕)。机能请求为:涂层经滚水试验后,不该有零落及其他缺点,许可有细微色彩转变。


AAMA范例中没有对耐滚水机能作请求,然则在附着性试验中有申明:滚水常压试验(20min、划格、用胶带粘撕)。机能请求:在划格区域内的涂层应无零落,外面不克不及有气泡。两个范例对涂层的磨练侧重于附着性。


现在国内实行范例是GB 5237.4—2008《铝合金修建型材第4局部粉末喷涂型材》中的耐滚水机能试验要领:(1)滚水常压试验(2h);(2)滚水高压试验(1h)。请求:涂层外面不该该有气泡、皱纹、水斑和零落等缺点,然则光彩稍有转变是许可的。国标对涂层请求体现在外面质量。


涂膜耐水煮机能的检测要领的范例性必需要取得包管,同时检测效果能够或许注解样品的综合机能。本课题拟从涂膜耐水煮高压测试要领历程掌握(对水煮装配举行改装使压力能够或许稳固在0.1MPa)的详细化,经由过程滚水常压试验与滚水高压试验的效果,对照、剖析两种测试要领的区分,推断测试要领的可取性。同时经由过程测试效果剖析影响涂膜耐水煮机能的要素,剖析耐水煮机能与聚酯树脂的羟值和耐候性间的联系关系。



1.1试验质料


聚酯树脂:天松;固化剂:TGIC,牛塘化工;流平剂:GLP588,宁波南海;光亮剂:GLP701,宁波南海;膨润土:上海央吉;砂纹剂:捷通晓;蜡:临安青虹;炭黑:江苏亿腾;钛白粉:衡阳天友;沉淀BaSO4:陕西富化;安息香:宁波南海。


1.2主要装备


双螺杆挤出机:SLJ-32型,山东海阳市静电装备有限公司;静电喷涂机:NJPC-2003A,浙江明泉产业涂装有限公司;涂膜厚度仪:T210型,北京时期之峰科技有限公司;色差仪:color-guide 45/0型,BYK Gardner公司;老化仪:QUV/basic,美国Q-Lab公司;红外光谱仪(IR):IRAffinity-1型,日本岛津公司。


1.3粉末涂料制备


粉末涂料的基础配方见表1。

按各自配方所列称取聚酯树脂、固化剂、助剂和颜填料,将物料夹杂匀称,到场双螺杆挤出机混炼挤出,冷却后将其破裂、磨粉。用静电喷涂装备将粉末匀称喷涂于马口铁基材上,按前提烘烤,掏出冷却。


1.4测试要领


1.4.1滚水常压试验操纵范例


按GB 5237.4—2008中滚水试验要领举行试验。


1.4.2滚水高压试验操纵范例


GB 5237.4—2008《铝合金修建型材第4局部粉末喷涂型材》试验要领中的内容没有明白申明试验的压力前提,故本次试验要领经由过程对装备的革新与晋级,将水煮试验1h时的历程压力掌握在0.1 Mpa,详细操纵规程以下:


1.4.2.1测试目标


检测涂膜耐滚水机能。


1.4.2.2测试仪器


压力锅(改装)、电磁炉、样品支架。


1.4.2.3测试预备


(1)样品预备;


(2)去离子水(蒸馏水)纯净水;


(3)运用GB/T 6682划定的三级水。


1.4.2.4测试步调


(1)在压力锅中到场2/3深的GB/T 6682划定的三级水;


(2)先将测试榜样放于样品支架上,再竖直放置于压力锅中(运用样品支架能够制止测试榜样直接接触压力锅底);


(3)盖严锅盖,搜检安全阀和压力表是不是有松动;


(4)翻开电源,挑选“开关”挑选“暖锅”把火力调至2100W;


(5)待压力表上升至0.1 MPa后,再把“爆炒”火力调至300 W,然后挑选“准时”,用“ ”和“-”将时候设定为01∶00小时,按“准时”键确认,当时候显现不再闪灼即为已确认选定,最先倒计时;


(6)当设准时候倒计时终了后,电磁炉自动封闭,轻轻拉压力阀手柄,放出气体,此时放出气体温度较高,必需阔别出气口,制止烫伤;


(7)待压力表归零后,翻开压力锅锅盖,用钳子将测试板掏出,立即用干纸巾把测试板上的水吸干;


(8)测试终了,封闭电磁炉电源。


1.5机能测试


(1)分歧时候的涂膜滚水附着性状况

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依照AAMA范例要领,用划格器将做好的榜样划上间距为2mm的平行线,在烧杯中放入2~3粒洁净瓷片,将榜样吊挂于115mm深的烧杯中,试验用水相符GB/T 6682划定的三级水。离别经20、40、60min滚水试验拿出后,用Scotch60胶带粘撕榜样,视察榜样划格区的附着状况。


(2)滚水常压测试要领下分歧时候的滚水机能,涂膜外面状况。


滚水常压试验按GB 5237.4—2008《铝合金修建型材第4局部粉末喷涂型材》操纵。将制好的榜样吊挂于115mm深水的烧杯中,试验用水相符GB/T6682划定的三级水。离别经1、2、3、5h滚水试验拿出后,视察检测榜样外面状况。


(3)滚水高压测试要领下分歧时候的滚水机能,涂膜外面状况。


按滚水高压试验操纵举行试验,此要领的上风在于能够或许使压力趋于稳固。将制好的榜样吊挂于115mm深水的压力锅中,试验用水相符GB/T 6682划定的三级水。待压力抵达0.1 MPa最先计时,离别经由0.5、1、2、3、5 h滚水试验拿出后,视察检测榜样外面状况。


(4)紫外光加快老化


试验目标和请求:耐候性人工老化1056h。


试验前提和目标:按ISO 4892-3 cycle 1(GB/T16422.3—1997)辐照强度:0.52W/(m2·nm)340nm(请确认)《塑料试验室光源袒露试验要领第3局部:荧光紫外灯》举行试验。


试验装备:美国Q-Lab公司消费的QUV/basic型加快耐候性试验箱。光源:UVA-340EL荧光紫外灯管。轮回周期:紫外(UV(60±3)℃/8 h,冷凝(50±3)℃/4 h。


评定根据:漆膜老化评定按GB/T 1766—2008《色漆和清漆涂层老化评级要领》举行。


2、效果与议论


2.1涂膜附着力剖析


按AAMA范例测试要领所做的、分歧试验时候后的涂膜附着力试验效果如表2所示。

黑色高光涂膜能够消除助剂影响,考核附着力。由表2可知试验所挑选的聚酯树脂的粉末喷涂涂膜,依照AAMA范例要领测试,跟着时候的转变,一切样品滚水附着力品级都均为0级,注解涂膜附着机能较好。


2.2涂膜耐滚水检测要领关于聚酯树脂耐水煮机能的剖析

按滚水常压测试要领,分歧时候下涂膜色差和色差方差,试验效果如表3所示;按滚水高压测试要领,分歧时候下涂膜色差和色差方差,试验效果如表4所示;在雷同树脂、配方,分歧测试要领,分歧时候涂膜色差,如图1所示。

砂纹粉具有微观多孔构造,利于考核水煮色差转变。因配方中选用的主体树脂或单体含有亲水性基团,酯键发作水解回响反映,故影响了样品涂膜的耐滚水机能。由表3、表4、图1注解,跟着试验时候的延伸,样品的色差值愈来愈大,滚水高压测试要领比滚水常压测试要领严苛很多,滚水常压测试要领前提下2h榜样的转变水平远小于滚水高压测试要领前提下1 h榜样的转变水平。

方差是各个数据与其算术平均数之差平方和的平均数,能够形貌色差的离散水平,方差越小则动摇越小,稳固性也越好。方差盘算体式格局见式(1)、式(2)。

由表3可得滚水常压测试要领下水煮2h,从配方4到配方6的色差方差S2离别为0.05、0.11、0.15,由表4可得滚水高压测试要领下水煮1h,从配方4到配方6的色差方差S2离别为0.11、0.03、0.04。在两种测试要领前提下,色差方差S2值都较小,且稳固。


由表3、表4可知,涂膜厚度由40μm逐渐增厚到100μm,测定的色差有肯定的转变,涂膜厚度偏薄偏厚对色差都有影响,且基础呈现出肯定的纪律。当涂膜厚度在50~75μm时,色差相对较稳固;当涂膜厚度小于50μm时,色差变大;当涂膜厚度大于约75μm后,色差变大。


因而可知,滚水高压测试法较滚水常压测试要领的上风在于其能够疾速推断样品涂膜的耐水煮机能,同时能够对样品水煮异常状况影响要素举行推断。


2.3聚酯树脂羟值、老化机能与粉末涂膜耐水煮机能的联系关系


将一束分歧波长的红外射线照射到涂膜的份子上,某些特定波长的红外射线被吸取,构成这一份子的红外吸取光谱。每种份子都由其构成和构造决议的独占的红外吸取光谱,据此能够对份子举行构造剖析、研讨份子的构造和化学键。运用红外光谱对常压水煮0h、3h、6h和原始的涂膜举行剖析。

涂膜经分歧水煮时候后的红外光谱测试效果如图2所示。


由图2注解,涂膜经由分歧时候的水煮,涂膜红外光谱发作了转变,酯键峰面积减小,羟基峰面积增大,注解在水煮历程当中,涂膜发作了水解回响反映。跟着测试时候的延伸,酯键峰面积稳定,注解涂膜水解速度下降,涌现的低聚物在介质作用下迁移出涂膜。红外光谱注解,涂膜水煮历程当中,水解回响反映是主要征象。


树脂a、b、c的酸值、羟值如表5所示,分歧树脂和同范例树脂分歧批次产物经滚水高压测试后涂膜的色差状况如表6所示。

树脂的羟值(Hydroxyl value)是指100g树脂中的羟基基团的物资的量。一样平常产业上用的羟值是指1g样品中的羟基所斲丧的氢氧化钾(KOH)的毫克数,以mg·KOH/g透露表现。羟值作为聚酯树脂最主要的理化目标之一,关于聚酯树脂的分解回响反映水平、树脂机能及制粉配方构成具有主要的指点和参考意义。

由表5注解,聚酯树脂a、b、c的羟值巨细为a>b>c,则可知聚酯树脂a、b、c的相对份子质量巨细为c>b>a。由表5、表6注解,在分歧范例聚酯树脂前提下,羟值巨细只能透露表现聚酯树脂的分解回响反映水平,其羟值与水煮机能没有可比性。在同范例聚酯树脂前提下,聚酯的羟值或酸值越高,水煮机能越好,注解固化后其涂膜的交联密度也越高。


交联密度与涂膜的耐水煮机能呈正相干,由表3、表4注解,当晓得聚酯树脂a、b、c的耐水煮机能后,可推断其交联密度巨细关系为聚酯树脂a>b>c;树脂与固化系统的官能度巨细关系为树脂a>b>c。


配方4、配方5、配方6涂膜保光率试验效果如图3所示;涂膜色差试验效果,如图4所示。

户外运用前提下,粉末涂料的抗粉化机能对一些运用领域(如汽车和修建)非常主要。一样平常请求涂膜能包管十年或更长时候的耐候机能。致使涂膜粉化的要素主要为:紫外线能够或许损坏涂膜外面的树脂构造,会构成白色粉状类的物资;风会在涂膜外面有磨擦征象,会对涂膜外面形成侵蚀;


化学试剂会对涂膜形成严重损坏,如大气中的臭氧,能够损坏涂膜外面构造。接纳人工加快型耐候试验,模仿涂膜在户外运用的情况,能够在较短时候内取得等同于长时候耐候的测试效果。


由图3、表4注解,黑色涂膜的氙灯人工加快老化机能关系为聚酯树脂a>b>c,由表3、表4,图3、图4注解,涂膜的水煮机能与涂膜的耐候机能呈正相干。


因而可知,滚水高压测试要领能够疾速、正确、稳固推断样品涂膜的耐水煮机能的前提下,也能够对样品机能举行推断。


3、结语


研讨了滚水高压试验要领压力(一致压力)较滚水常压测试要领的突出点在于滚水高压测试要领能对产物耐水煮机能做出疾速推断,同时能够确保推断效果的正确性和稳固性。经由过程氙灯人工加快老化试验、羟值测试、红外光谱对照剖析发明,滚水高压试验效果也能够对测试样品涂膜其他机能举行正确推断与剖析。


泉源:浙江传化天松新材料有限公司

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