粉末涂料助剂是专门用于粉末涂料而使聚合物基料顺利生产,获得应用性能而添加到粉末涂料基料中的化学品。随着粉末涂料的快速发展,我国粉末涂料助剂的普及及应用水平比过去有了很大提高。国内专业生产粉末涂料助剂的企业已达几十家,品种也由单一的品种逐渐走向系统化,有些粉末涂料助剂品种已出口并进入国际粉末涂料市场。
01粉末涂料助剂的分类根据助剂的生产和应用情况,我们将助剂分为以下三大类。
1.1常规助剂常规助剂是生产普通平面型粉末涂料必备的助剂品种,主要包括流平剂、增光剂、安息香、消光剂、干粉流动剂等。这些助剂有的可改变涂膜的流平性,有的可改变涂膜的光泽,有的可改变粉末在施工时的流动性能,有的可改善粉末的贮存稳定性。常用的流平剂多是聚丙烯酸酯,也有用清华蓖麻油、聚乙烯醇缩丁醛、醋丁纤维素来做辅助流平剂的。增光剂是用来改善颜料填料分散的偶联剂、分散剂等。粉末消光剂品种很多,有参与反应的化学型;不参与反应的物理型等。干粉流动剂用得较多的微细粉末,外加到做好的成品粉中。
1.2纹理助剂纹理助剂是为掩盖工件表面粗糙度或者取得美观的涂膜效果而发展起来的粉末添加剂,它优化了以前那些繁琐的配方,使粉末达到了较为稳定的美术装饰效果。主要品种有皱纹剂、锤纹剂、砂纹剂、绵绵剂、发泡剂、龟纹剂、点花扩散剂、立体花纹剂等。纹理助剂的用量较小,都在千分之几,一般经过挤出再分散。并且这些助剂对树脂的性能都有较为严格的要求,如粘度、反应活性、玻璃化温度、杂质的含量等。普通皱纹粉,如果树脂中催化剂的含量高,纹路细小或者不出纹。做绵绵纹粉末,要求环氧树脂的有机氯含量不超过0.1%。
1.3功能助剂功能助剂是改善和扩展涂膜功能的添加剂,此类助剂是几大类助剂中发展速度最快且品种最多的一类,如抗*变剂、紫外线吸收剂、增电剂、消泡剂、光稳定剂、防粘连剂、增硬剂、偶联剂、附着力促进剂、抗静电剂、导电剂、分散剂、防霉剂、催化剂、热稳定剂、阻燃剂、耐磨剂等。应用在粉末涂料中的这些助剂,只要不太影响粉末性能,可以从涂料或塑料中借鉴。
02粉末涂料助剂的使用2.1粉末涂料助剂与树脂的相容性
这是选用助剂时应优先注意的问题,助剂必须长期稳定存留在粉末涂料中,才能发挥其应有的效能。
所以一般使用的助剂要与环氧、聚酯、丙烯酸等树脂有良好的相容性。那么通常比较粉末涂料助剂与树脂的相容性,所使用的方法是根据它们的结构的相似性。
例如,选用流平剂就分为一种是有载体的,一种是无载体的。有载体的如有E-12为载体就不可以应用于纯聚酯体系的配方中。
2.2粉末涂料助剂对生产工艺的适应性
某些粉末涂料助剂在配方设计时,由于生产工艺条件比较苛刻,可能是高温、低温、高速剪切等情况,从而引起粉末涂料助剂的分解、挥发而失效,导致配方失败。
如有些花纹粉末涂料助剂,不可以与基料一同由挤出机挤出,而是后加入到成品粉中,只有这样才能显现出它应有的花纹,因为在挤出熔融过程中,花纹助剂已经预先反应完成,致使在成膜时无花纹出现。
2.3粉末涂料助剂在粉末涂料中的多功能性
一些粉末涂料助剂除了起主要作用外,同时还兼有双重或多重作用。由此,在设计配方时就必须综合考虑,如调配用量或简化配方。
比如,氧化锌是一种常见的化学物品,它可以替代一部分的钛白粉作白色颜料,同时具有一定的导电性,应用于需要抗静电或导电性的场合,还具有屏蔽紫外线的功能。
特别是对(~)μm范围的UV光有较好的防护能力,当然它还具有防霉、杀菌功效、改善含羧基基团树脂的涂料性能等。可见,选择一种有效助剂是要充分理解它的各种功能。
2.4充分利用粉末涂料助剂之间的相互效应
粉末涂料助剂的协同效应是指两种或多种助剂适当配合使用,相互间会相互影响而产生增效的作用。
当然,协同效应的反面是拮抗作用。例如,炭黑与硫代酚类抗氧剂配合在纯聚酯户外粉末涂料中,有优良的协同抗氧作用,但在与胺类或阻酚类抗氧剂一道使用时,则应发生拮抗作用而削弱涂膜储存的稳定效果。
2.5粉末涂料助剂对粉末涂料的性能影响
我们知道,一些粉末涂料助剂在发挥其正常作用的同时,也可能对粉末涂料的性能产生不良的影响,这是与粉末涂料助剂的品种和用量有密切关系的。
目前,市场上有一种低温固化剂,它能使粉末涂料涂膜在℃×30min内固化成膜,这当然是我们所需求的。
因为如此的低温固化条件会给客户带来巨大的经济效益,也给一些不能在高温下烘烤的材料提供可静电喷涂条件,大大拓展了粉末涂料的应用领域,但就我们所做试验得知,加入此种低温固化剂,对涂膜的附着力会有较大的影响。
还例如,有种纯聚酯户外型粉末涂料中可使用一种低光泽固化剂,我们所用的这种产品为英国进口的,户外型光泽可以降至10%左右(60°视角),就是为了得到此种效果,而不得不损害涂膜的流平性,而且在做白色粉末涂料产品时,*变还比较严重。
以上这些都是我们在设计配方时,选用粉末涂料助剂前应充分了解的。
2.6充分利用粉末涂料助剂之间的相互效应
在两种或两种以上的粉末涂料助剂与基料配合过程中,为了使各个粉末涂料助剂充分发挥其效能,必须使它们在基料中充分分散,而且可按不同的层次与基料结合。
例如,助剂A、B、C添加到粉末涂料中有以下四种方法:
(1)基料+A→预混合→挤出、粉碎+C→过筛、成品、包装;
(2)基料+B→预混合→挤出、粉碎+C→过筛、成品、包装;
(3)基料+A+B→预混合→挤出、粉碎→过筛、成品、包装;
(4)基料→预混合→挤出、粉碎+C→过筛、成品、包装。
实验充分证明,各种粉末涂料助剂与基料混合后加入到成品过程中,其先后次序和每一步的工艺条件是非常重要的,它直接影响到混合效果和涂膜的性能。
2.7粉末涂料的用途对粉末涂料助剂的制约
粉末涂料助剂的应用常受到粉末涂料涂膜的最终用途的制约,不同的粉末涂料品种对粉末涂料助剂的颜色、气味、耐污染性、耐久性、电气性、耐热、耐寒性等性能都有不同的要求。
2.8粉末涂料助剂的价格
熟悉粉末涂料的同仁都知道,一般粉末涂料助剂在粉末涂料的配方体系中所占比重很小,但价格很昂贵,所以有的时候,价格也是衡量其使用的一个重要因素。
通常,我们可以选几个不同供应商相同类型的产品作对比试验,在效果相同的情况下,选择价格低廉的产品。
据目前的市场情况看,国内的许多厂家生产的粉末涂料助剂,一般都能和国外生产的同类产品相媲美,所以尽可能的购买国产助剂,既有价格上的优势,又能支持民族工业的发展壮大。
2.9其它
在满足上述条件外,有时候还可考虑一些其它的因素。例如,同为TGIC系列产品,如果条件允许,应尽可能多用TGIC-free而少用TGIC,因为TGIC含有一定量的*性。
03小结由于粉末涂料助剂本身所具有独特的性能,也正因为这种特殊性的存在,从而增强了粉末涂料成膜后某些特殊性能,或者是减小了一些涂膜弊病的出现,所以粉末涂料助剂的品质对粉末涂料的应用来说,是极为重要的。
随着我国粉末涂料行业的壮大和粉末涂料助剂产品的进一步发展,粉末涂料助剂的重要性将更加明显,发展的空间也将更为广阔。
END往期回顾干货│一分钟快速了解如何高质量选择粉末填料!如何控制好粉末涂料生产中的色差问题?技术│万能的粉末涂料配方,拿去不谢!免责声明本网部分转载的文章、图文、视频来自网络,其版权和文章属原作者所有,本站转载目的在于传递更多信息,若您对本