中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

摘要

 

針對(duì)低成本聚酯粉末涂料容易出現(xiàn)縮孔的原因，認(rèn)為低成本樹(shù)脂相對(duì)較高的表面張力和存在的結(jié)晶可能是導(dǎo)致涂膜表面性能不好的主要原因。由此選擇參考具有一定抗干擾抗縮孔的功能性官能團(tuán)作為的潤(rùn)濕助劑，提出引入適量的官能團(tuán)和適量的官能團(tuán)濃度有助于聚酯粉末涂料的表面效果的改善。通過(guò)溶液聚合法制備了系列不同官能團(tuán)的多元共聚物，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能表征。把經(jīng)過(guò)篩選和優(yōu)化的各種不同官能團(tuán)共聚物應(yīng) 用到聚酯粉末涂料中，制備的粉末涂料可以消除麻點(diǎn)縮孔，提高抗干擾能力，滿(mǎn)足使用要求。并提出了共聚物中的不同官能團(tuán)在涂料中的協(xié)同作用機(jī)理。

 

引言

 

近兩年由于環(huán)氧價(jià)格上漲，粉末廠減少環(huán)氧用量，改用聚酯代替，這類(lèi)聚酯因?yàn)槭怯糜趹?hù)內(nèi)，客戶(hù)對(duì)于成本關(guān)注，因此聚酯配方中會(huì)較多使用低成本的乙二醇，容易有麻點(diǎn)縮孔，而且這種麻點(diǎn)縮孔無(wú)法用流平劑增光劑消除。本研究針對(duì)這種情況進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)合成了不同官能團(tuán)的助劑，進(jìn)行消除麻點(diǎn)縮孔效果的評(píng)價(jià)，并探討了助劑與樹(shù)脂的作用機(jī)理。

 

1、 實(shí)驗(yàn)部分

 

1.1 主要原料和儀器 

 

聚酯9303(低成本聚酯，本身有許多麻點(diǎn)縮孔)，流平劑 L88，增光劑L701，安息香，鈦白粉，硫酸鋇等。熱分析儀DSC，X射線衍射儀，凝膠滲透色譜儀(GPC)，旋轉(zhuǎn)黏度測(cè)試儀，粉末涂料擠出機(jī)，噴涂設(shè)備等。

 

1.2 不同基團(tuán)共聚物的合成 

 

使用溶液聚合的方法，反應(yīng)單體主要為酸和酯，或者官能團(tuán)單體，一定溫度下回流反應(yīng)脫溶后制成 。

 

1.3 粉末涂料的制備

 

(1) 先在210～220 ℃下把聚酯9303、所合成的聚合物高分子在一定的攪拌速度下，熔融共混30 min，然后倒出， 冷卻后粉碎。

 

(2) 按配方配成粉末涂料，分別經(jīng)過(guò)螺桿機(jī)擠出、粉碎機(jī)粉碎、篩網(wǎng)(160目)得到一定粒徑粉末涂料。其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度為Ⅰ區(qū)110℃，Ⅱ區(qū)120℃，轉(zhuǎn)速控制在45 Hz 左右。

 

(3) 靜電噴涂上述制備的粉末涂料，在180℃烘箱中烘 烤15min。 

 

1.4 測(cè)試與表征

 

表征譜圖見(jiàn)圖1。

 

圖1 官能團(tuán)紅外譜圖

 

2、 結(jié)果與討論

 

2.1 低成本聚酯粉末涂料出現(xiàn)縮孔原因分析

 

聚酯粉末涂料的表面張力大約在43 mN/m左右，鐵的表面張力一般為40 mN/m，聚酯表面張力比鐵大，難以在工件表面鋪展，因而會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn)縮孔。另外，低成本聚酯粉末涂料合成中采用了較多液體乙二醇，其位阻較小，對(duì)稱(chēng)性較高，具有相對(duì)較高的結(jié)晶能力，推測(cè)有少量微晶的存在或冷卻過(guò)程中形成的結(jié)晶是造成低成本樹(shù)脂粉末涂料表面性能較差的另一原因。與其他聚酯相比，低成本聚酯所配粉末涂料具有更大的表面張力和結(jié)晶因素，造成其固化后涂膜外觀較差，有較多的麻點(diǎn)縮孔，用流平劑增光劑均無(wú)法消除這種麻點(diǎn)縮孔。

 

2.2 助劑的設(shè)計(jì)和合成

 

當(dāng)一種非晶的聚合物添加到另一種可結(jié)晶的聚合物中時(shí)，如果該非晶聚合物和結(jié)晶聚合物之間存在著相互作用，一般會(huì)阻礙可結(jié)晶聚合物的結(jié)晶能力?，F(xiàn)用的增光劑流平劑是由甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚或均聚得到的丙烯酸酯聚合物，基本無(wú)活性官能團(tuán)，與聚酯之間基本無(wú)相互作用，難以抑制聚酯的結(jié)晶，因而對(duì)低成本聚酯無(wú)抗縮孔作用。本研究在丙烯酸酯主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)在聚合時(shí)添加引入不同的官能團(tuán)，比如羧基官能團(tuán)、羥基、環(huán)氧基、硅氧烷基和含氟基團(tuán)，希望通過(guò)這些官能團(tuán)與聚酯之間的相互作用打亂聚酯規(guī)整的鏈段，抑制聚酯的結(jié)晶。另外，官能團(tuán)能促進(jìn)顏填料在樹(shù)脂中的分散，可能會(huì)達(dá)到改善樹(shù)脂所配粉末涂料涂膜表面性能的目的。

 

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一系列不同官能團(tuán)的共聚物，不同酸值、不同羥值、不同環(huán)氧值、不同硅氧烷、不同含氟量的高分子聚合物，設(shè)計(jì)Tg為55~60℃，依據(jù)FOX方程計(jì)算得到各單體的質(zhì)量比，聚合得到一系列不同官能團(tuán)的共聚物，結(jié)果見(jiàn)表1。

 

表1 聚合物配比組成

 

表1的聚合工藝，樹(shù)脂的質(zhì)量比較穩(wěn)定，數(shù)均分子量可以調(diào)節(jié)能適合低成本聚酯的狀況，官能團(tuán)含量可以?xún)?yōu)化為有助于整個(gè)涂料體系的流平。從表1還可以看到，實(shí)測(cè)不同官能團(tuán)的分子量共聚物是不同的，與設(shè)計(jì)官能團(tuán)有關(guān)，這官能團(tuán)單體的競(jìng)聚率有關(guān)。

 

2.3 含不同官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元共聚物的應(yīng)用評(píng)價(jià)結(jié)果

 

把所合成的一系列高分子共聚物加入低成本樹(shù)脂中(所加入的共聚物的量為樹(shù)脂量的1%)，熔融共混，按表2配方制成粉末涂料進(jìn)行應(yīng)用評(píng)價(jià)，并與常規(guī)701助劑的應(yīng)用效果進(jìn)行比較，結(jié)果如表3所示。

 

表2 聚酯粉末涂料配方

 

表3 不同官能結(jié)構(gòu)單元高分子共聚物助劑的抗干擾縮孔的評(píng)價(jià)

 

從表3可知，不同官能團(tuán)都有對(duì)樣品具有一定的表面改性效果，特別是羧基，硅烷，氟烷基官能團(tuán)效果最好，基本無(wú)縮孔存在。羥基和環(huán)氧基官能團(tuán)對(duì)樣品的表面改善效果不大，體現(xiàn)在縮孔反而增加了。

 

圖2 官能團(tuán)羧基共聚物抗干擾消除縮孔的效果和不同用量比較 (從左至右添加量為0.25%、0.5%、0.75%、1%)

 

從圖2可以看出，羧基官能團(tuán)共聚物3對(duì)低成本聚酯抗干擾消除縮孔添加量在0.75%以上涂膜外觀較好。

圖3 長(zhǎng)碳鏈/羥基/環(huán)氧基官能團(tuán)共聚物1、2、4對(duì)樣品聚酯表面抗干擾測(cè)試效果

 

從圖3可以看出，長(zhǎng)碳鏈/羥基/環(huán)氧基官能團(tuán)共聚物對(duì)樣品聚酯抗干擾消除縮孔的效果一般，羥基官能團(tuán)還有污染更嚴(yán)重的縮孔的現(xiàn)象。從圖4可以看出，硅烷和氟烷基官能團(tuán)共聚物對(duì)樣品

 

圖4 含氟烷/硅烷官能團(tuán)共聚物對(duì)樣品聚酯抗干擾消縮孔測(cè)試效果

 

聚酯抗干擾消除縮孔具有極佳的表面改性效果，添加量在 0.5%以上涂膜外觀較好。從圖3、圖4可以看出，羧基、硅烷、氟烷官能團(tuán)的高分子聚合物用于低成本聚酯做成的粉末涂料，能消除麻點(diǎn)縮孔，因而帶來(lái)潛在的經(jīng)濟(jì)效益。 

 

2.4 作用機(jī)理

 

本文中所制備的含不同官能團(tuán)的高分子聚合物對(duì)低成本樹(shù)脂所配聚酯粉末涂料具有很好的抗干擾去縮孔作用，效果與助劑中羧基的含量有關(guān)。實(shí)驗(yàn)首先驗(yàn)證所引入的羧基/硅烷/氟烷活性官能團(tuán)是能產(chǎn)生良好的效果。

 

基于以上實(shí)驗(yàn)及參考相關(guān)文獻(xiàn)，推測(cè)含羧基/硅烷/氟烷官能團(tuán)的共聚物起表面改性作用是通過(guò)2種作用協(xié)同進(jìn)行的。為了維持較低的能量，共聚物在表層會(huì)形成有序的層狀結(jié)構(gòu)(圖5)。其中的羧基/硅烷/氟烷官能團(tuán)極性較大，與樹(shù)脂有較好的相容性，朝向樹(shù)脂基體；而烷基羥基環(huán)氧基官能團(tuán)表面張力較低，傾向于和空氣接觸。一方面其中的羧基/硅烷/氟烷官能團(tuán)與聚酯中的羰基相互作用，提高了共聚物與聚酯的相容性，打亂了聚酯鏈段的有序性，抑制了聚酯在冷卻過(guò)程中的結(jié)晶；另外，羧基也有助于顏填料在聚酯中均勻地分散。另一方面，各官能團(tuán)共聚物在表層的層狀有序排列， 使整個(gè)體系表面張力降低并均勻化。通過(guò)以上的協(xié)同作用，有一定官能團(tuán)的共聚物的加入使得低成本聚酯所配聚酯粉末涂料得到滿(mǎn)意的表面性能。這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要各方面作用相互平衡，如果加入的助劑含有過(guò)多的活性官能團(tuán)，則有可能使助劑與基體樹(shù)脂之間具有更好的相容性，但不利于共聚物遷移到表面，使涂料體系表面張力均勻化，因而也難以得到較好的表面效果；如果加入的活性官能團(tuán)過(guò)少，與聚酯的相容性不夠，對(duì)聚酯結(jié)晶的抑制力度不夠，也難以得到較好的表面效果。

 

圖5 共聚物表面層狀結(jié)構(gòu)

 

3、 結(jié)語(yǔ)

 

本研究通過(guò)對(duì)一種低成本聚酯粉末涂料表面抗干擾消縮孔原因的分析，設(shè)計(jì)并合成了一系列不同官能團(tuán)的高分子聚合物，并對(duì)該系列聚合物進(jìn)行了應(yīng)用評(píng)價(jià)，最后對(duì)不同官能團(tuán)助劑與樹(shù)脂之間的作用機(jī)理進(jìn)行探討。得出如下結(jié)論：

 

(1) 對(duì)含有較多乙二醇的低成本聚酯進(jìn)行表征分析，用DSC和XRD尚無(wú)法證實(shí)樹(shù)脂中結(jié)晶的存在，但從側(cè)面證實(shí)所殘留的微量結(jié)晶或冷卻過(guò)程中的結(jié)晶對(duì)涂膜的表面性能有損害；從現(xiàn)有的文獻(xiàn)也可知，其較大的表面張力也是其表面性能更差的原因。

 

(2) 對(duì)表面改性助劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，合成了一系列不同官能團(tuán)的高分子共聚物，并把其混入低成本聚酯中進(jìn)行相關(guān)粉末涂料性能評(píng)價(jià)，當(dāng)官能團(tuán)羧基、硅烷基、氟烷基添加量為0.5%~1%，能有效消除麻點(diǎn)縮孔，涂膜表面與好聚酯樣板相當(dāng)。 

 

(3) 對(duì)不同官能團(tuán)助劑的抗干擾消縮孔作用機(jī)理進(jìn)行探討，認(rèn)為可能是2個(gè)因素協(xié)同作用的結(jié)果：①助劑中的羧基、硅烷、氟烷與聚酯中羧基相互作用，抑制聚酯的結(jié)晶；②聚合物鏈段具有較低的表面張力，能遷移到表面，降低涂料表面張力，并使其均勻化。③含羥基、環(huán)氧基的官能聚合物對(duì)聚酯具有較弱的分子作用力，對(duì)低成本聚酯的抗干擾性能改善不明顯。

 

來(lái)源：粉末涂料與涂裝 2023 第一期   周少穎 胡四軍 鄧 健 ( 武漢銀彩科技有限公司 )