1、前言
在一般工業中,特別是一些熱敏材料的粉末噴涂,已經實現了低溫固化,有報道最低可實現110℃/20分鐘,這類粉末涂料大都是基于耐候性很差的環氧樹脂型粉末涂料,并且涂層表面大多粗糙(有少量的膠化顆粒造成)。對于鋁型材行業,建筑型材以粉末涂料涂裝在我國有近20年歷史。隨著中國經濟的快速增長,到2009年建筑型材已達到496萬噸,并預計2010年可達700萬噸。而2009年建材用粉量超過9萬噸,2010年更可預期超過10萬噸。一般建材用粉末涂料為聚酯/TGIC或聚酯/TGIC-Free型,烘烤條件為200℃/10分鐘,每噸鋁材以天燃氣計需耗55m3。有效降低粉末涂料固化溫度,減少固化時間,同時確保鋁材表面涂層符合相關建材標準,特別是戶外耐候性要求,一直是建筑鋁型材行業及粉末涂料行業十分關注的問題。從節約能源、降低成本、提高鋁材生產效率、特別是國家正在大力倡導并推廣低碳經濟考慮,適合建筑鋁型材表面涂裝的低溫/快速固化涂料開發具有十分重大意義。
2、實驗
2.1 原料:
聚酯樹脂A、聚酯樹脂B、HAA固化劑、TGIC(異氰脲酸三縮水甘油酯)固化劑、流平劑、安息香、鈦白粉、碳黑、砂紋劑、硫酸鋇。
2.2試驗設備:
PHJ-300混合機
GSJ-70押出機
ACM-30磨粉機
冷卻機 FYP-58
Gema Corona靜電噴槍
恒溫烘箱
2.3配方及制造工藝
2.3.1、灰色平面粉末配方和灰砂紋粉末配方
成分 |
灰色平面粉末配方(重量份) |
灰砂紋粉末配方(重量份) |
聚酯樹脂A |
60 |
|
聚酯樹脂B |
60 |
|
HAA固化劑 |
4.5 |
|
TGIC固化劑 |
4.5 |
|
流平劑 |
1.0 |
|
安息香 |
0.3 |
|
鈦白粉 |
6.0 |
6.0 |
碳黑 |
0.5 |
0.5 |
砂紋劑 |
0.2 |
|
硫酸鋇 |
26.8 |
27.9 |
合計 |
100 |
100 |
2.3.2 制造工藝
按配方物料精確稱量,投入至PHJ-300混合機中,打開底部攪拌漿開關,同時打開高速攪拌器開關,共攪拌時間10±2分鐘。設定GSJ-70押出機溫度Ⅰ區:100℃±2,Ⅱ區:115℃±5轉速頻率45Hz,在達到設定溫度后將PHJ-300中攪拌好的物料投入到GSJ-70中押出,再在冷卻機FYP-58冷卻破碎后經ACM-30磨粉機中粉碎成平均粒徑D50為25~40um之間的粉末成品。
制成的粉末用Corona噴槍噴涂到經前處理過的鋁板上在電熱恒溫烘箱中烘烤。
2.3.3烘烤溫度及時間
200℃/5±1分鐘或180℃/10±2分鐘
烘烤后的樣板按GB5237.4-2008測試。
3、結果及討論
推薦的烘烤條件:
Defuson 09系列之烘烤條件均是以鋁材(或鍍鋅材)表面實際溫度
200℃ / 5±1 min或
190℃ / 8±2 min或
180℃ / 10±2 min
物理性能
測試項目 |
執行標準 |
結果 |
附著性 |
GB/T9286 |
Gt 0 |
抗杯突性 |
GB/T9753 |
≥5mm |
沖擊強度 |
GB5237.4-2008(EN ISO 6272-1) |
2.5nm粘帶測試無粘落 |
抗彎曲性 |
GB/T6742 (EN ISO 1519) |
3mm通過 |
巴克霍爾滋壓痕測試(Buchholz) |
GB/T9275 (EN ISO 2815) |
≥80 |
化學性能(在鋁板上并經過標準的鉻化處理):
測試項目 |
執行標準 |
測試結果 |
耐濕熱性能(1000 hr) |
GB/T1740 |
無起泡脫落 |
耐鹽酸 |
GB5237.4-2008 |
無氣泡及明顯變化 |
耐砂漿 |
GB5237.4-2008 |
無脫落及明顯變化 |
耐沸水性 |
GB5237.4-2008 |
無脫落起皺 |
耐溶劑性 |
GB5237.4-2008 |
≤4級 |
耐乙酸鹽霧性 |
GB/T10125,ISO 9227 |
劃線單邊腐蝕≤4mm |
耐洗滌劑性 |
GB5237.4-2008 |
無起泡脫落及明顯變化 |
耐氣候性能:
人工加速老化 QUV-B (313燈)保光率:達到50%光澤時間:≥300小時。
人工加速老化(GB/T 1865-1997中方法,氙燈加速耐候試驗,1000小 時。
△E≤5,保光率:≥50%
Defuson 09系列為低溫快速固化的聚酯粉末涂料體系。
Defuson 09系列完全滿足建筑鋁型材標準:
GB 5237.4—2008 (I)
AAMA 2603—02
Qualicoat class I
Defuson 09系列為鋁型材企業達到節能、低碳目標做出貢獻:
降低耗能30%以上
可提高鋁型企業粉末噴涂產能30%以上
每千噸鋁材減少碳排放大約30噸
總結:成功研制了適合于建筑鋁型材的低溫/快速固化聚酯粉末涂料Defuson 09。測試了其物理、化學性能。討論了該系列產品將對鋁材行業節能、低碳排放的貢獻。