在粉末涂料的生产和使用过程中,粉末涂料的粉末流动性和贮存稳定性差,粉末涂装时流态化差,粉末涂料容易喷粉甚至结块等一系列问题往往影响涂装产品的质量。
随着气温的普遍升高,尤其是在炎热的夏季,这类问题出现的频率明显增加。通常,粉末涂料产品需要再次过筛或降低粉末涂料产品的储存温度以改善结块现象。
但这些措施无疑会大大增加成本,浪费资源。为了促进环保和节能,迫切需要提高粉末涂料的贮存稳定性。一般来说,为了提高粉末涂料的储存稳定性,需要考虑以下几个方面。
(一)考虑到粉末涂料的配方,热固性粉末涂料的主要成分(成膜物质)是树脂和固化剂,它们对粉末涂料的贮存稳定性起着重要的作用。根据常识,树脂的玻璃化转变温度越高,粉末涂料的储存稳定性越好。
在设计配方时,尽量选择玻璃化温度较高的树脂,少用或不用影响粉末涂料玻璃化温度的添加剂,如蜡消光剂、促进剂等。
在实际生产中,固化剂往往保持不变,选用玻璃化温度较高的树脂。但如果树脂的玻璃化转变温度过高,会影响涂膜的外观等性能,因此树脂调节粉末涂料贮存稳定性的范围有限。
此外,在不影响涂料性能的前提下,适当增加配方中颜填料的质量百分比,也可以提高粉末涂料的贮存稳定性。
(二)考虑到粉末的制造工艺:粉末涂料的粒度分布是决定粉末流动性和贮存稳定性的重要因素。
目前,我国大多数粉末涂料的粒度分布D50在30-38微米之间。粉末涂料中粒径小于10微米的超细粉末含量一般较低,窄的粒径分布有利于粉末涂料的流动性和贮存稳定性。
此外,粉末涂料生产环境的温度和湿度符合要求,保证了粉末涂料产品出来后可以直接包装,送到用户手中使用时不会出现结块(根据具体产品而定,一般产品在35以下包装)。
还有,生产出来的产品在运输过程中要防晒,用户的储存条件必须符合厂家提出的标准要求。
(c)在粉末涂料中加入填充剂:填充剂是粉末涂料中最常用的添加剂,也是不可缺少的组分。
粉末涂料配方确定后,还可以通过添加疏松剂来改善粉末涂料的粉末流动性和贮存稳定性。
主要原理是疏松剂原始状态下的颗粒大多为纳米级或准纳米级,具有特别大的比表面积,并且是多孔的,可以降低粉末涂料颗粒之间的内聚力或起到粉末涂料颗粒之间的隔离作用。而且疏松剂的多孔性比粉末更容易吸收空气中的水分,阻止粉末涂料吸收水分,使粉末涂料保持干燥状态。市面上的疏松剂种类繁多,价格和性能差异较大,我们在选择时难免会无所适从。
本文以国内不同疏松剂制备的粉末涂料的流动指数R为研究对象,研究了疏松剂对粉末贮存稳定性和涂膜外观的影响,以及不同疏松剂用量对粉末涂覆率的影响。从而找到改善粉末涂料流动性和贮存稳定性的更好方法。
1个测试零件
1.1试验用原材料
试验粉末涂料采用山东钱江粉末科技有限公司生产的室外粉末涂料产品,松散添加剂采用不同厂家提供的产品。
1.2测试方法
1)不同种类的疏松剂对粉末涂料流动指数r的影响
选用常见的户外粉末涂料产品,按照0.05%、0.1%、0.2%、0.4%的添加量添加不同种类的疏松剂产品。混合均匀后,通过筛分测量粉末涂料的流动指数R。
2)不同疏松剂用量对不同粉末涂料流动指数R的影响。
选取了7种常用的户外粉末涂料产品,分别按照0%、0.2%、0.4%的添加量添加疏松添加剂。将基粉和疏松剂混合均匀后,通过筛分测量粉末涂料的流动指数R。
3)不同种类疏松剂对静电喷涂粉末涂料粉末率的影响。
测试方法:选择测试板尺寸:18Cm*25Cm,用同一块板反复喷涂。喷涂后,直接称取平板和吸附粉的质量,减去空白平板的质量,得到每块喷涂平板的吸附粉质量。
每次喷涂用粉量为13g,一个样品测量5次,取大值和小值作为剔除数据,其余三组数据的平均值为样品粉末的粉末质量。
粉率的计算公式如下:
4)不同种类的疏松剂对不同种类涂层外观的影响。
选择常见的户外粉末涂料产品按相同的用量加入不同的松弛剂产品,混合均匀,然后过筛。将过筛后的样品粉末用相同工艺喷涂五种不同膜厚的模板,充分固化后测量膜厚和光泽。
观察涂膜表面的流平性和砂粒,并与不含疏松剂的基粉样品进行比较。
5)不同填充剂在不同添加过程中对涂膜外观的影响。
在常见的户外粉末涂料产品中,将相同的填充剂按相同的添加量以不同的方式添加到粉末涂料中,比较不同添加方式的样品粉末喷涂后涂膜的外观。
6)不同疏松剂对贮存后粉末流动指数R稳定性的影响。
选择相同的室外粉末涂料,按照相同的添加方法添加不同的填充剂,制成样品粉末,然后测量粉末涂料的流动指数R,每隔一定时间测试流动指数并记录。7)疏松剂对不同粉末涂料的影响。
选择不同类型的室外粉末涂料(磨砂、平光、哑光、亮光),按照相同的添加方法添加相同的疏松剂,制备样品粉末喷涂模板。比较添加疏松剂前后样品粉末喷涂模板后的涂膜外观。
2测试结果和讨论
2.1不同种类和用量的疏松剂对粉末流动指数r的影响
测试方法1)用于测试四种不同添加量的疏松剂。测试的粉末流动指数R结果如下表1所示。
表1中的测试结果表明:
在粉末涂料体系中加入一定量的疏松剂可以明显提高粉末涂料的流动指数R,并且随着疏松剂含量的增加,粉末涂料的流动指数R显著提高。
不同疏松剂对粉体流动指数R的改善效果差异较大。疏松剂D添加量为0.4%时,粉体流动指数R达到177,效果好,而疏松剂A只有125,效果最差。
疏松剂B、疏松剂C、疏松剂D只需添加0.2%即可满足一般粉末涂料的要求。疏松剂的作用顺序为:疏松剂d。
松散剂c
松散剂b
松散剂a。
2.2填充剂用量对不同粉末涂料流动指数R的影响
采用试验方法2)、疏松剂D和7种粉末涂料(包括砂纹、平光、低光、高光等。)进行测试,测试结果如下表2所示。
表2中的测试结果表明:
对于不同种类的粉末涂料,加入疏松剂后粉末涂料的流动指数R值明显提高,随着疏松剂用量的增加,粉末涂料的流动指数R也相应提高。
同一种疏松剂对不同粉末涂料的粉末流动性指数R有不同的影响,影响程度相差较大,如添加0.4%时,高值为173,低值为133。不同的产品应加入不同量的疏松剂,以满足粉体流动性的要求。
2.3不同种类疏松剂对给粉率的影响
选择4种疏松剂,采用试验方法3),用5种不同剂量试验粉末涂料样品粉末8#。不同疏松剂对粉末静电喷涂的测试结果如下表3所示。
疏松剂A:在旧%范围内疏松,但添加量大于0.1%时,粉化率随疏松剂的增加而降低。
疏松剂B:在0.05%范围内,随着疏松剂的增加,粉化率增加。但当添加量大于0.05%时,粉化率随疏松剂的增加而降低。
疏松剂C:在0.1%范围内,随着疏松剂的增加,粉化率增加。但当添加量大于0.1%时,粉化率随疏松剂的增加而略有下降。
疏松剂D:在0.1%范围内,随着疏松剂的增加,粉化率增加。但当添加量大于0.1%时,粉化率随疏松剂的增加而略有下降。以上实验表明,在粉末涂料中添加少量疏松剂有助于提高粉末涂布率,但当添加量超过一定量时,某些品种的粉末涂布率有降低的趋势。
结果表明,不同种类的疏松剂对粉化率有不同的影响。当疏松剂C和D的用量较大时,疏松剂C和D对出粉率的负面影响较小。
2.4不同疏松剂品种对不同涂层品种外观的影响。
测试方法4)用于测试四种疏松剂与样品粉末9#的组合(以验证粉末数)。不同疏松剂对涂膜外观影响的测试结果如下表4所示。
表4中的试验表明,添加到粉末涂料中的不同松弛剂对粉末涂料的外观有很大影响。疏松剂C和D效果好,疏松剂A和疏松剂B效果差。
这是因为疏松剂的质量差别很大,有的疏松剂分散性差,加入粉末涂料后由于疏松剂的团聚,涂膜中出现砂粒。而质量好的疏松剂加入粉末涂料后对涂膜表面影响很小或没有影响。
2.5不同添加工艺中不同填充剂对涂膜外观的影响
使用测试5)的方法,不同添加方法对涂膜外观影响的测试结果如下表5所示。
从表5的试验结果可以看出,粉末涂料中添加的疏松剂对涂膜外观的影响不仅与粉末涂料的种类有关,还与添加方式密切相关。
按照第1种方式添加疏松剂后的膜与对照组(不添加疏松剂)之间没有显著差异。然而,当以第二种方式加入疏松剂时,流平性变差,涂膜表面出现砂粒。因此,选择合适的疏松剂添加方式对粉末涂料的外观至关重要。
2.6不同疏松剂对贮存后粉末流动指数R的影响
采用测试方法6)。对于四种不同的疏松剂,粉末涂料的添加量为0.2%。储存不同时间后,测试粉末流动指数R。测试结果如下:表6。
表6中的测试结果表明:
不加疏松剂的基粉流动性指数在短时间内可以达到标准要求,但存放时间稍长时,粉末涂料流动性指数R明显下降到105,说明样品粉末存放稳定性差。
疏松剂A在短时间内没有显著提高粉末涂料的流动指数R,但大大提高了粉末涂料的贮存稳定性。当粉末涂料长时间储存时,粉末涂料的流动指数R没有显著降低。
疏松剂C和D能明显提高粉末涂料的流动指数R,粉末涂料的流动指数R随粉末涂料存放时间变化不大,说明这两种疏松剂对提高粉末涂料的流动指数R效果较好。
实验结果表明,添加疏松剂明显提高了粉末涂料的流动指数R,但不同疏松剂对粉末涂料流动指数R的改善效果差异较大。2.7疏松剂对不同粉末涂料的影响
采用试验方法7),填充剂A在不同种类粉末涂料中的添加量为0.2%。制备样品粉末喷涂模板后的实验记录如表7所示。
表7中的测试结果表明:
疏松剂对不同种类粉末涂料的流动指数R有不同的影响。当疏松剂用量增加时,粉体的流动指数R明显提高。根据涂料种类调整合适的用量。
疏松剂对涂膜的外观和光泽无明显不良影响。
结论3
从上述不同疏松剂和不同添加量对不同粉末涂料和不同添加方式的试验结果表明:为了提高粉末涂料的流动性,疏松剂是配方中必须添加的成分;
不同的疏松剂和不同的添加量对粉末涂料的流动性和粉化率有不同的影响,因此要根据粉末涂料选择合适的疏松剂和添加量。
陕西绝缘粉末,陕西电容器粉末,陕西压敏粉末
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