丙烯酸消光透明粉末涂料研究

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  【摘要】通過丙烯酸消光得到透明度高白度好的光澤度低的透明涂料，繼而選取環(huán)氧丙烯酸消光透明涂料配方進(jìn)行改進(jìn)，克服丙烯酸與聚酯樹脂相容性差的缺點，得到涂層表面效果好，機械性能良好的涂料。

    1、引言

    丙烯酸（酯）在涂料行業(yè)中應(yīng)用很廣泛，尤其是在水性涂料中，因為丙烯酸涂料具有優(yōu)異的耐候性，且防腐性能不錯，裝飾性能強。但在粉末涂料中，丙烯酸（酯）的涂料占有的市場份額卻是很小的，因為其價格比較高，柔韌性能較差，丙烯酸具有的性能其他低廉的樹脂和固化體系也能代替。但是，丙烯酸樹脂的顏色淺，且具有極好的透明度，硬度高，特別適合運用在透明粉末涂料。丙烯酸可以制得高光澤的涂料，且保光性性很好，國外已經(jīng)成熟運用到汽車表面罩光，美國通用汽車公司、歐洲汽車公司等采用丙烯酸透明粉末涂料激進(jìn)型車身罩光，取得很好的效果。另外，在消光粉末涂料中，丙烯酸參與固化的消光效果也是非常顯著的。

    由于透明涂料不能用填料消光，且一些消光助劑和消光固化劑在固化過程中會發(fā)黃，這些原材料如果應(yīng)用在透明涂料中對透明度和白度都有影響，所以制作消光透明粉末涂料時樹脂和消光劑的選擇比較受限制。然而丙烯酸不僅顏色淺，透明度好，且用丙烯酸消光就能夠在不犧牲白度和透明度的前提下得到低光甚至無光的透明涂層。但是丙烯酸與其他的樹脂的混溶性較差，兩種樹脂混合使用困難，又因為透明涂料配方中幾乎沒有填料，所以經(jīng)固化后的涂膜表面很容易一產(chǎn)生裂紋，較難得到平整光滑的涂層。

    從理論上考慮，丙烯酸粉末涂料的品種很多，但是由于粉末涂料的貯存穩(wěn)定性和涂膜的各種性能等原因，這些品種中工業(yè)化的耐候性丙烯酸粉末涂料，主要是縮水甘油基丙烯酸樹脂用多元羧酸固化體系和羥基丙烯酸樹脂用封閉型多異氰酸酯固化體系。這里我們主要討論環(huán)氧丙烯酸用聚酯樹脂固化和羧基丙烯酸用環(huán)氧樹脂固化體系。

    2、實驗部分

    2.1原材料的選擇以及實驗設(shè)備

    2.1.1原材料的選擇

    環(huán)氧丙烯酸、羧基丙烯酸、羧基聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、TGIC以及透明涂料專用流平劑和透氣劑

    2.1.2實驗設(shè)備

    雙螺桿高排布實驗擠出機，工業(yè)級咖啡磨，金馬槍，電子稱，光澤儀以及一般機械性能檢測儀器等。

    2.2實驗過程

    按照配方稱量原材料，再物理混合在通過擠出機螺桿擠出，然后制得樣板目測對比透明度以及白度，并且檢測一般機械性能。

    3、實驗結(jié)果以及分析

    3.1丙烯酸消光透明涂料

    3.1.1環(huán)氧丙烯酸消光透明涂料

    配方如下表所示：

    通過圖1可以看出，涂層的透明度和白度都很好。光澤7.0%，但細(xì)看表面，會發(fā)現(xiàn)表面有一些小裂紋且表面粗糙，并對樣板進(jìn)行一般機械性能檢測（如圖2所示），涂層的抗沖擊性能較差。所以此配方需做一些改進(jìn)。

    3.1.2羧基丙烯酸消光透明涂料

    配方如下表：

    通過圖3所示，樣板的白度與透明度都很好。光澤9.0%，但表面的裂紋情況比較明顯，一般機械性能如圖4所示，羧基丙烯酸透明涂料的柔韌性相對圖2較好。

    圖1與圖3對比說明，環(huán)氧丙烯酸要比羧基丙烯酸的表面裂紋情況要好很多，在不選取新的丙烯酸固化劑的情況下我們針對環(huán)氧丙烯酸消光透明涂料配方進(jìn)行實驗改進(jìn)，消除裂紋缺陷，并且提高其柔韌性。

    3.2丙烯酸消光透明涂料實驗改進(jìn)部分

    涂層表面容易起裂紋，如果不較大的犧牲涂層的透明度和白度的前提下在配方中添加一些提高粘度的助劑或高粘度樹脂。

    具體實驗配方如下表：

    表3中的配方對應(yīng)的樣板分別如下圖：

    如圖5所示，上圖從，左到右依次是表3中A、B、C、D配方對應(yīng)的樣板，A組為空白試驗。表面效果對比如表4。

    通過對比B組的綜合效果都比較好，不足的是光澤較高。C組解決了表面有裂紋的缺陷，但是添加的助劑對透明度和白度的影響相對較大。通過對B組機械性能測試，其柔韌性能也能達(dá)到很好的水平，如圖6所示。

    從上述實驗對比得到，B組能夠達(dá)到消光透明涂料的基本要求，如果配方中加入一點透明填料，還能進(jìn)一步降低光澤。

    4、結(jié)語

    從上述實驗分析得到：

    （1）丙烯酸消光透明涂料涂層表面容易產(chǎn)生裂紋缺陷，且環(huán)氧丙烯酸的表面比羧基丙烯酸的略好；

    （2）經(jīng)過改進(jìn)的環(huán)氧丙烯酸消光透明涂料層仍能得到透明度高白度好的涂料；

    （3）經(jīng)過改進(jìn)的環(huán)氧丙烯酸消光透明涂料能夠改善丙烯酸涂料剛性大的缺點，得到機械性能滿足需求的涂料。

（來源：全球涂料網(wǎng)）（更多資訊請登錄：全球涂料網(wǎng) http://srglobaltrade.com/）