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聚酯卷材涂料的研制,介紹以高反應活性的聚酯、氨基樹脂在高溫(1~2)min 固化,制成耐候性、加工成型性優異的漆膜
2019年09月26日    閱讀量:248    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1 引 言

卷材涂料是用于涂覆鋼板、鋁板表面、制成預涂卷材之后再使用的一種專業性涂料。預涂卷材由于其質輕,性優,價廉而獲得之泛應用。經過半個多世紀的發展,卷材工業成為繼汽車工業之后發展最快的產業之一中國建材網cnprofit.com


2002年中國卷材涂料消耗量(2.5~3)萬t,國產1.5萬t,國內主要卷材涂料生產廠商紛紛擴容增產以滿足市場需求,預測21世紀卷材將成為涂料行業又一熱門領域。根據歐洲卷材涂料協會發布的有關卷材涂料生產用各種基體樹脂使用量表明,聚酯樹脂約占60%居第一位,聚酯涂料由于其具有高硬度和高柔韌性,對金屬底材極好的附著力高度烘烤穩定性,耐化學品性,防腐蝕特性及耐候性而之泛用于卷材涂料,本文介紹聚酯卷材涂料的研制。


2 實驗部分

2.1 涂料配方(見表1)

聚酯卷材涂料的研制,介紹以高反應活性的聚酯、氨基樹脂在高溫(1~2)min 固化,制成耐候性、加工成型性優異的漆膜 中國建材網,cnprofit.com

2.2 涂料的制備

先以部分聚酯、顏料、溶劑按一定比例進行分散研磨到細度合格,再將其余部分依上述配方順序加入,高速分散30min,過濾,包裝。

2.3 涂層的制備

將被涂鋁塑板表面處理干凈,用溶劑擦凈晾干,涂上環氧底漆。底漆干后,涂上聚酯面漆。在(220~225)℃烘(1~2)min以上,在恒溫恒濕室內調試2h后測試其各性能。

2.4 涂膜性能測試(見表2)

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3 結果與討論

3.1 聚酯種類對涂層性能的影響

由于卷材涂料用聚酯除了要求在高溫下與氨基樹脂在(1~2)min交聯,還要求涂膜有一定的加工成型性即有一定的彈性,一般選擇分子量在3 000~7 000線性或線性輕度支鏈型,玻璃化溫度在(5~105)℃液體或固體的柔性樹脂。該樹脂與氨基樹脂及封閉型異氰酸酯在210℃、90s固化,涂布時線速度為18m/min,固化后涂膜擁有高硬度和高柔韌性,對金屬底材有良好的附著力,高度烘烤穩定性好,耐化學品性好,耐候性優異。目前國內一些廠家可生產出性能優異的樹脂,選用某外資的4016飽和聚酯,不僅反應活性高,而且具有優良的耐化學性、耐候性及加工性。

3.2 氨基樹脂的選擇

氨基樹脂的種類較多有苯代氨基樹脂、甲基化氨基樹脂、脲醛氨基樹脂及丁基化氨基樹脂、混合醚化氨基樹脂,丁醚化氨基樹脂交聯速度比甲基化氨基樹脂慢,苯代氨基樹脂戶外耐久性差,不適合要求耐候性高的卷材涂料。一般選擇三甲氧甲基三聚氰胺,其中含甲氧基為50%,其聚合度為3,因其在高溫時與聚酯反應活性大,在涂膜中擴散也快,比其它化氨基樹脂交聯速度快,在強酸催化下反應快。在卷材涂料中選擇合適的氨基樹脂和聚酯使其在高溫時,很短時間內迅速反應,形成性能優異的涂膜很重要。試驗中選擇了某外資的717氨基樹脂。

3.3 異氰酸酯對涂膜性能的影響

由于卷材涂料要求涂膜在高溫快速固化,而且有一定的加工成型性,如果全部用氨基樹脂固化, 涂膜固化時間長、脆性大,不能滿足卷材涂料的需要,故一般會加入少量封閉型異氰酸酯來加速固化和提高涂膜的柔韌性,一般選擇封閉型異氰酸酯類固化劑常溫下無反應,在加溫下氨酯鍵裂解生成異氰酸酯, 異氰酸酯再與聚酯中的羥基反應. 涂膜一般隨著異氰酸酯用量的增大,變軟,加工性好,但量大涂料成本價格高,并且涂膜太軟,不利于加工時脫模及影響成型后的抗劃傷性,一般加入量為(2%~4%),此時涂料成本價格適中, 涂膜手感好,耐溶劑也好。

3.4 催化劑

氨基樹脂與聚酯在高溫下一定要在酸催化下才能迅速固化。在氨基樹脂中主要用含磺酸的作催化劑。如果用其它催化劑,酸性比磺酸強很多的酸催化,其催化性能不好。對甲苯磺酸用量多,一般催化反應快一些,但磺酸可逆的催化如:

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催化三聚氰胺與水反應

故酸也催化已交聯的樹脂水解,在用酸催化時也要考慮涂膜耐久性。另外如果采用胺中和的酸作催化劑,則會影響氨基樹脂的穩定性,同時也容易使涂膜起皺。目前使用的磺酸有對甲苯磺酸(PTSA)、二壬基二磺酸(DNNDSA)和CH3SO3H,三者均以胺封閉,耐溶劑最好的是DNNDSA,在耐溶劑性能相同下,耐潮濕性最好的是DNNDSA,PTSA 次之,甲磺酸最差,附著力也如此。

另外由于催化劑的存在,涂料在室溫儲存下會發生反應。故一定要選擇對涂料在室溫儲存無不良影響的催化劑。目前能做到的催化劑的生產商不多。試驗中選用了國外某公司的DNNDSA 催化劑。

3.5 顏料的選擇

該體系是有催化劑存在下呈酸性。在選擇顏料時,要注意顏料的表面處理及表面積,如:鈦白粉。如果選用Al2O3和ZnO表面處理的鈦白粉,這種鈦白粉放久了,催化劑作用降低,固化性能不好,這是因為顏料有堿性易和酸性催化劑作用。故選用鈦白時,一般選用SO2表面處理的鈦白粉。另外,炭黑表面積大,能吸附催化劑,降低催化效果。一般加入少量胺阻止炭黑對催化劑的吸附。


4 結 論

選擇高反應活性的聚酯、耐候性好且反應活性高的氨基樹脂,用合適的異氰酸酯來提高固化速度及涂膜加工成型性和選擇胺封閉的DNNDSA 催化劑及從顏料表面處理和表面積大小來選擇合適的顏料。


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