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    2. 技術前沿

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      低溫制備鋁材噴涂用粉末涂料的長處分享

      發布日期:2021-08-05 18:04:05瀏覽次數: 938 金屬3D打印服務

       低溫制備鋁材噴涂用粉末涂料的長處分享

      媒介:跟著全球情況庇護意識的增強,粉末涂料具有經濟、高效、環保和省能(常稱4E:Economical,Efficient,Environmental, Energy Saving)等長處而獲得飛速成長,在許多范疇已完全取代液體涂料利用。20世紀90年月后,跟著裝潢性粉末問世,粉末涂料獲得極年夜的成長。世界粉末涂料市場每一年以15%~20%的速度快速遞增。粉末涂料已成為涂料行業中的一條主要支柱。

      粉末涂料是一種由樹脂、顏料、填料及添加劑等構成的粉末狀物資,個中作為主要成膜物資的樹脂組分可所以一種樹脂及其固化系統,也能夠是幾種樹脂夾雜物。

      粉末涂料按其成膜樹脂性質,主要分為熱塑性粉末涂料和熱固性粉末涂料。前者是物理性熔融塑化成膜進程,后者是化學性交聯反映固化進程。

      熱塑性粉末涂料是由熱塑性樹脂、顏料、填料、增塑劑和不變劑等經干混或熔融夾雜、破碎摧毀、過篩分級獲得的。

      熱固性粉末涂料是由熱固性樹脂、固化劑、顏料和助劑等構成,經預夾雜、熔融擠出、破碎摧毀、過篩分級而獲得的粉末狀涂料。熱固性粉末涂估中的樹脂份子量相對很小,自己沒有成膜機能,只有在烘烤前提下,與固化劑起化學反映交聯成體型布局,才能獲得涂膜。

      粉末涂料的制備方式平常采取樹脂與顏料的夾雜,熔融擠壓,破碎摧毀和篩分等多個制備步調。熔融擠壓的溫度年夜致為110-130度,在此溫度下,常溫為固態的樹脂已完全融化釀成液體狀況,使得樹脂與顏料和填料等其他組分顛末擠壓混煉獲得較好渙散。該工藝要求,插手的固化劑在擠壓溫度(110-130度)下還不克不及夠與樹脂發生反映交聯。擠壓混煉的溫度必需年夜年夜低于涂層固化溫度并且擠壓時候必需很短是制備熱固性粉末涂料的要害。如許就致使粉末涂料的固化溫度必需很高,平常為180-200度。

      而如斯高的固化溫度,不但高溫虛耗能源,并且限制了粉末涂料在許多必需低溫固化場所的利用,如不耐高溫的塑料基材,中密度板等等。事實上,研制低溫固化的粉末涂料一向是行業內的一個熱點課題。而低溫固化粉末涂料制備的難點在于下降固化溫度等于提高固化反映活性,而反映活性提高以后,就很難避免在樹脂完全融化的溫度下樹脂和固化劑就最先反映交聯;采取熔融溫度較低的樹脂也不實際,由于樹脂熔融溫度低了,就使得粉末涂料在室溫的貯存機能下降,容易在臨盆和運輸貯存進程中發生粘連結塊現象。

      若何避免高溫熔融擠壓混煉,采取其他方式到達粉末涂料的混煉渙散,對開辟新型的粉末涂料和拓展粉末涂料的用處,具有很是重年夜的意義。好比,一旦可以免高溫擠壓并在常溫插手固化劑,便可以臨盆出很低的溫度固化的粉末涂料,這在粉末涂料制備上是一種革命性的提高。對某些熔點很是高的樹脂,也能夠在常溫直接插手固化劑,可以制備出之前沒法制備的粉末涂料。

      采取揮發溶劑消融渙散樹脂、顏料、固化劑等組分,并同時利用常規液體涂料的研磨渙散方式,到達很是好的渙散結果;然后在常溫下將溶劑揮發,采取常溫捏合,同時配以抽真空干燥的方式將溶劑充實揮發,進一步破碎摧毀,到達需要粒徑的粉末涂料。

      利用低溫制備粉末涂料的方式可以解決許多傳統粉末涂料制備方式沒法解決的手藝困難,比傳統高溫熔融擠壓混煉具有更好的渙散結果,避免了高溫進程,可制備許多新型的粉末涂料。

      1.實行部份(藥品及儀器裝備、樣品制備)

      1.1 藥品及儀器裝備

      丙酮、丁酮、丙烯酸、氟碳樹脂、流平劑,均為化學純;色漿、附出力促進劑,便宜。U400/80-220高速渙散機,上海微特機電有限公司;NH-5捏合機,萊州市永昌化工機械有限公司;破碎摧毀機,上?;C械廠;BT-9300S激光粒度測試儀,丹東百特科技有限公司;QFH附出力測試儀,上海帥寧儀器有限公司;BY型鉛筆法硬度計,上海右一儀器有限公司;CJQ-Ⅱ漆膜沖擊器,上??_卡超儀器有限公司;WGG60鏡像光澤度儀,上海榮計達實行儀器有限公司;CM-2500d色差儀,上海昕瑞儀器儀有限公司。

      1.2 樣品制備

      制備方式包羅以下幾個步調:

      (1)研磨色漿的制備:按2:1配比,先將樹脂消融于易揮發的有機溶劑中,再插手顏料和填料,攪拌平均;經高速渙散或砂磨機研磨,獲得顏料和填料渙散很是平均的液體中央體;研磨細度要求20μm以下。

      (2)高速渙散消融、混料、調色:將配方表一中的1、2項,將樹脂在溶劑中充實消融,色漿和填料和添加劑和固化劑等物資插手渙散好的物估中,插手更多的樹脂和其他成份,將物料夾雜平均。

      表一 樣品配方

      (3)捏合渙散干燥:將殘剩樹脂2全數插手,投進捏合機中,一邊捏合將物料渙散平均,一邊干燥將溶劑揮發失落。

      (4)制粉: 用常規的粉末涂料破碎摧毀方式破碎摧毀過篩制備粉末涂料產物。

      (5)將制得的粉末涂料靜電噴涂于鋁板,在250℃的前提下烘烤10分鐘,制得涂層樣板。

      2.成果與剖析

      2.1 低溫制備粉末涂料的優勢剖析:

      粉末涂料的臨盆一向平常采取高溫(100--200度乃至以上)擠出壓片的夾雜,然后在常溫或液氮下進行破碎摧毀的方案制備。 我們采取溶劑將樹脂充實消融,再與色漿,填料或粉末樹脂,固化劑及其他助劑等利用渙散機、捏合機充實夾雜,最后除去溶劑,將獲得粗粉,在常溫前提下進行機械破碎摧毀,篩分后獲得需要粒徑的粉末涂料(如粒徑為15-20微米的超細粉末涂料)。

      有機溶劑主要為丙酮和丁酮等易揮發溶劑,憑據涂料化學機能的分歧可以有分歧選擇。捏合步調的目標有兩個,一是將研磨好的色漿與其余所有物料進行充實夾雜,二是將年夜部份溶劑揮發。實行發現,三是溶劑的快速揮發將熱量帶走,可使物料連結常溫或稍稍高于常溫。

      在這個臨盆方式進程中,可以插手在190度高溫沒法擠壓夾雜插手的固化劑,如封鎖型異氰酸酯等。采取捏合機剪切力捏合發生的熱量,可以促使丙酮等易揮發的有機溶劑很容易揮發除去,同時捏合進程發生的熱量也能夠經由過程溶劑揮發帶走,連結物料的溫度在常溫或稍稍高于常溫。由于低溫操作,保留了固化劑的原有活性,可以或許年夜年夜增強粉末涂料對基材的附出力。若是采取捏合加真空的操作方式,溶劑揮發更快,結果更佳。

      進行氟碳粉末涂料的對照實行。在沒有加固化劑的高溫擠壓、液氮破碎摧毀的粉末,反沖泛起涂層脫落,劃格實行不及格;而加了固化劑的產物,附出力很是好,反沖實行和劃格實行都經由過程國度尺度的要求。如表二所示。

      表二 樣品分歧制備方式的機能對照

      2.2 分歧溶劑對干燥結果的影響

      離別利用丙酮、丁酮熔解丙烯酸等樹脂,然后用一樣的步調進行上述樣品的建造;獲得利用丙酮或丁酮時,一樣的干燥前提,干燥結果有較著差別,如表三。

      表三 分歧溶劑對干燥結果的影響

      由于丙酮的沸點沸點(56.48℃)低于丁酮的沸點(79.6℃),是以,在制樣進程中,更容易于干燥,和節制及格的粉末固含量。

      2.3 干燥時候對粉末涂料的影響

      表四 干燥時候對粉末涂料的影響

      只有足夠的干燥時候,和杰出的透風結果,才能制得及格的粉末涂料。特別在批量臨盆時,年夜量的粉末聚積晦氣于粉末的干燥,必需有足夠的干燥時候,和杰出的透風情況才能到達及格產物的要求。同時,及格的固含量對粉末涂料的噴涂結果起決意感化,固含量達不到則在噴涂進程中泛起堵槍,涂膜外面流平欠好,泛起粉包等現象。

      為提高溶劑的揮發干燥結果,在捏合的后期同時進行抽真空加快溶劑的揮發。

      2.4 消融進程的渙散時候(對產物得率及色彩不變性)的影響

      渙散時候,決意了物料渙散的平均性,渙散不平均致使產物在破碎摧毀加工進程中粒徑散布較寬,粒徑不平均,在篩粉進程中,不吻合要求的粒徑含量較多,影響產物得率;同時,渙散不平均,使得顏料也不克不及獲得平均渙散,對產物色彩不變性有較著影響,終究發生色差。

      3.結論

      采取揮發溶劑消融的方式使物料充實渙散,本發現為了不傳統粉末涂料制備進程中高溫擠壓混煉的工藝,采取揮發溶劑消融渙散樹脂、顏料、固化劑等組分,并同時利用常規液體涂料的研磨渙散方式,到達很是好的渙散結果;然后在常溫下將溶劑揮發,采取常溫捏合,同時配以抽真空干燥的方式將溶劑充實揮發,進一步破碎摧毀,到達需要粒徑的粉末涂料;進行粉末涂料機能的檢測,經由過程檢測實驗對制備出的粉末涂料進行機能剖析,制備出通俗粉末涂料所不克不及到達的機能結果。

      (1)溶劑消融法低溫制備粉末涂料,降服了傳統的高溫擠壓方式存在的局限性,對不耐熱組分供給了運用空間,提高了粉末涂料產物的機能。

      (2)溶劑法低溫制備粉末涂料,需要采取低沸點溶劑,確保粉末涂料的干燥結果。

      (3)合適的干燥溫度、時候、透風情況,包管氟碳粉末的干燥度和產物的利用結果。

      (4)渙散結果對粒徑散布、產物得率、和色彩不變性有較著影響。

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