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：為研制鋁型材高流平存儲(chǔ)粉末涂料用聚酯樹脂， 本文研究了酸值、間苯二甲酸(IPA)用量、1,4-環(huán)己烷二 甲酸(CHDA)加料方式對(duì)聚酯樹脂性能的影響規(guī)律，采 用膠化儀、流變儀分析了粉末涂料固化行為和流變行 為。結(jié)果表明，以酸值26~30 mgKOH/g、IPA用量15%、 CHDA作為酸解劑得到的粉末涂料能夠兼顧高流平和 存儲(chǔ)穩(wěn)定性。本文制備的高流平耐存儲(chǔ)粉末涂料相較常 規(guī)粉末涂料熔融黏度更低、表觀活化能更高，同時(shí)耐候 性能更優(yōu)。

 

0 引言 

鋁型材作為現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的材料，廣泛應(yīng)用于建筑幕墻、交通運(yùn)輸、電子產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域，其表面涂層的質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的美觀度、耐候性和使用壽命。高流平粉末涂料以其卓越的流平性能，能夠在鋁材表面形成光滑、 均勻的涂層，顯著提升產(chǎn)品的外觀品質(zhì)和防護(hù)能力，因此在鋁材涂裝行業(yè)中具有舉足輕重的地位。然而，隨著環(huán)保意識(shí) 的增強(qiáng)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，對(duì)高流平粉末涂料提出了更高 的性能要求。特別是在保持其優(yōu)異流平性能的同時(shí)，如何增強(qiáng)其存儲(chǔ)穩(wěn)定性，確保涂料在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存后仍能保持穩(wěn)定的性能，成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

這一難題主要源自粉末涂料固化過(guò)程的特性，粉末涂料的固化過(guò)程包括軟化、熔融、流平和固化四個(gè)階段，流平階段需要涂料有較低的黏度，以便熔體能均勻鋪展在基材上，獲得外觀良好的涂層。為了優(yōu)化流平性能，一般做法是降低聚酯樹脂的黏度或增加流平劑用量，但往往會(huì)削弱粉末涂料的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。許國(guó)徽等[1]的研究深入探討了4-叔丁基苯甲酸(PTBBA)在聚酯樹脂及其粉末涂料中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)PTBBA的加入能夠在一定程度上延長(zhǎng)TGIC固化體系的膠化時(shí)間，并顯著提高涂層的流平性能。然而，他們也指出了PTBBA用量增加對(duì)涂層機(jī)械性能的不利影響。朱新平等[2]則通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝和篩選助劑的方式，成功制備出了粒徑分布更窄、流平性能更佳的粉末涂料。王亞?wèn)|等[3]的研究則揭示了端羥基流平劑在提升涂層亮度方面的獨(dú)特作用，但也指出了其對(duì)存儲(chǔ)性能的潛在影響。

綜上所述，針對(duì)鋁材涂裝領(lǐng)域?qū)Ω吡髌侥痛鎯?chǔ)粉末涂料的迫切需求，本文通過(guò)深入研究聚酯樹脂的酸值、單體組成、合成工藝等，并探討粉末涂料的流變行為和固化行為，最終開發(fā)出兼具卓越流平性能及貯存穩(wěn)定性的鋁型材用粉末涂料。

 

1 實(shí)驗(yàn)部分 

1.1 主要原材料 

單丁基氧化劑：阿科瑪，工業(yè)級(jí)；環(huán)己烷二甲酸(CHDA)：安耐吉，工業(yè)級(jí)；間苯二甲酸(IPA)：日本三菱，工業(yè)級(jí)；對(duì)苯二甲酸(PTA)：中油碧辟，工業(yè)級(jí)；新戊二醇：萬(wàn)華化學(xué)，工業(yè)級(jí)；常規(guī)高流平聚酯樹脂：擎天材料，工業(yè)級(jí)；異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)：鞍山潤(rùn)德；硫酸鋇：佛山欣美化工，工業(yè)級(jí)；炭黑：汽巴公司，工業(yè)級(jí)；抗氧劑、固化促進(jìn)劑、流平劑、光亮劑、安息香：市售，工業(yè)級(jí)。 

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 

漆膜沖擊儀：QCJ-50，天津鴻聚利；雙螺桿擠出機(jī)(SLJ-30AF)：煙臺(tái)東輝；光澤儀：XGP型，天津信光；膠化時(shí)間儀(JHY)：上海精科；光澤儀：BGD516，標(biāo)格達(dá)；靜電噴涂設(shè)備：BA-28，大步；中藥粉碎機(jī)(DFY-1000D)：大德；激光粒度分布儀：BT-9300H，丹東百特。流變儀：MCR302，安東帕；恒溫鼓風(fēng)干燥箱(101-0BS)：上海力辰；氙燈老化箱：Q-SUNXe-3型，美國(guó)Q-Lab。 

1.3 聚酯樹脂制備 

將預(yù)定配比的新戊二醇、對(duì)苯二甲酸及單丁基氧化錫投入30L反應(yīng)釜，加熱至完全熔融并升至120℃。隨后，通氮?dú)獠⒕徛郎刂?45 ℃。待物料澄清后，加入抗氧化劑，并調(diào)整溫度至230 ℃進(jìn)行多元酸封端。繼續(xù)升溫至240 ℃反應(yīng)2~3  h，直至樹脂澄清。接著進(jìn)行真空縮聚，直至酸值降至預(yù)期目標(biāo)。之后，降溫至220 ℃并加入抗氧化劑攪拌15~30 min，最終于200 ℃下排出制得的樹脂產(chǎn)品，完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。 

1.4 粉末涂料及涂層制備 

粉末涂料配方見表1。

 

按表1精確稱量并在混料缸中預(yù)混合聚酯樹脂、異氰脲酸三縮水甘油酯、流平劑等原料，隨后利用雙螺桿擠出機(jī)在90~120 ℃下熔融并擠出混合物。經(jīng)過(guò)壓片、冷卻及精細(xì)粉碎后，通過(guò)靜電噴涂將粉體均勻鋪設(shè)于除油除銹的0.4 mm馬口鐵板上，最后，在鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行10 min@200 ℃的高溫烘烤，使涂層得以完全固化，冷卻后即得到測(cè)試樣板。

 

1.5 測(cè)試與表征 

涂層抗沖擊性能根據(jù)GB/T 1732—2020測(cè)試；粉末涂料膠化時(shí)間按照HG/T 2006—2022測(cè)試；粉末涂料貯存穩(wěn)定性根據(jù)GB/T 21782.8—2008測(cè)試，存儲(chǔ)條件為24 h@42  ℃；粉末涂料水平流動(dòng)性參考GB 6554—1986測(cè)試；粉末涂料斜板流動(dòng)性根據(jù)GB/T 21782.11—2010測(cè)試；涂層流平等級(jí)根據(jù)美國(guó)ACT PCI標(biāo)準(zhǔn)流平板進(jìn)行目視對(duì)比評(píng)級(jí)；涂層人工加速老化根據(jù)Qualicoat標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試；流變儀采用震蕩模式測(cè)試，恒溫200 ℃。

 

2 結(jié)果與討論 

2.1 酸值對(duì)聚酯樹脂性能的影響 

本文合成了不同酸值的端羧基聚酯樹脂A、B、C、D(20~25、26~30、30~35、40~45 mgKOH/g)，保持粉末涂料主體配方一致，僅改變聚酯樹脂與固化劑對(duì)應(yīng)比例制備粉末涂料，考察酸值對(duì)涂料性能的影響，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

 

從表2測(cè)試結(jié)果可見，酸值在26~30mgKOH/g的聚酯樹脂綜合性能最優(yōu)，這可能是因?yàn)樗嶂递^低時(shí)，聚酯分子量較大，熔融黏度較高，不利于涂料流平。聚酯酸值較高時(shí)，消耗的固化劑增加，粉末涂料反應(yīng)速度加快，且較多的固化劑使得涂料的玻璃化溫度下降，導(dǎo)致存儲(chǔ)穩(wěn)定性變差。綜合來(lái)看，選用聚酯樹脂酸值為26~30 mgKOH/g進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

 

2.2 IPA用量對(duì)聚酯樹脂性能的影響 

本文通過(guò)控制總IPA用量，考察其對(duì)聚酯樹脂影響，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

 

由表3可見，隨著IPA用量的增加，聚酯樹脂的流平性能呈現(xiàn)出先提升后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。IPA的引入能夠改善樹脂分子鏈的柔順性和空間構(gòu)象，使得樹脂在熔融狀態(tài)下具有更好的流動(dòng)性，進(jìn)而提升粉末涂料的流平性能。然而，若IPA用量過(guò)多，可能會(huì)導(dǎo)致樹脂的分子量分布變寬，樹脂的空間位阻增大，反而會(huì)影響涂料的機(jī)械性能。綜合考慮，IPA用量在15%較佳。 

 

2.3 CHDA加料方式對(duì)聚酯樹脂性能的影響 

為了進(jìn)一步提高聚酯樹脂的流平性能，一般需要添加柔性單體來(lái)降低體系黏度。CHDA是具有六元脂環(huán)結(jié)構(gòu)的多元酸單體，在合成時(shí)，既可以作為羧酸與NPG等多元醇在酯化階段加入，也可以作為酸解劑加入。本文考察了CHDA不同加料方式對(duì)聚酯樹脂性能的影響，結(jié)果如表4所示。

 

從表4可以看出，不同工藝下合成聚酯樹脂的酸值、黏度基本相當(dāng)，CHDA作為酸解劑制備的聚酯樹脂合成的涂層具有更優(yōu)異的外觀流平，這可能是因?yàn)镃HDA位于聚酯末端時(shí)，由于其羧基具有一定空間位阻，與TGIC反應(yīng)時(shí)活性較低，因此聚酯樹脂有充足的時(shí)間熔融流平，固化后涂層外觀流平更優(yōu)。對(duì)比粉末存儲(chǔ)性能可以發(fā)現(xiàn)，由CHDA酸解的聚酯得到的粉末涂料存儲(chǔ)性能更好，可能是因?yàn)榫埘ゾ哂械头磻?yīng)活性，不易在存儲(chǔ)過(guò)程中發(fā)生固化反應(yīng)。 

 

2.4 流變行為分析 

粉末涂料的流變特性決定了涂層最終的流平效果，流變儀可測(cè)定黏度隨溫度的變化，模擬粉末涂料的固化過(guò)程，了解產(chǎn)品的流平性能。本文采用流變儀測(cè)試了高流平耐存儲(chǔ)聚酯和常規(guī)聚酯固化過(guò)程中粉末涂料黏度隨溫度的變化，如圖1所示。

從圖1中可以看出，常規(guī)粉末涂料起始熔融黏度較高(4.8×105 mPa·s)，在250 s就達(dá)到了最大熔融黏度，流平時(shí)間短。而本文制備的高流平粉末涂料不僅具有更低的起始熔融黏度(3.1×105 mPa·s)，且可以在更長(zhǎng)時(shí)間保持較低的黏度，因此保證了粉末涂料優(yōu)異的流平性能。 

 

2.5 固化行為分析

通過(guò)阿倫尼烏斯方程可以計(jì)算反應(yīng)體系的活化能，活化能計(jì)算公式如式(1)所示。

lnt gel= Ea/RT+ C         式(1) 

其中：Ea為表觀活化能；t gel為固化體系的膠化時(shí)間；R為氣體常數(shù)；T為固化溫度；C為常數(shù)。根據(jù)該公式，可以由 lnt gel與1/T 作圖計(jì)算得到粉末涂料體系的表觀活化能。

 

由圖2中l(wèi)nt gel與1/T作圖求出直線斜率，從而計(jì)算出粉末涂料的反應(yīng)活化能，可知常規(guī)粉末涂料和高流平粉末涂料活化能分別為40.2 kJ/mol和65.7 kJ/mol。由活化能結(jié)果可知，本文制備的高流平耐存儲(chǔ)聚酯之所以具備良好的流平效果，可能是因?yàn)樵摲勰┩苛系谋碛^活化能明顯高于常規(guī)粉末涂料，因此反應(yīng)活性明顯下降，使得粉末涂料有充足的時(shí)間流平，從而提高涂層的流平效果，這與前文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析是一致的。

 

2.6 粉末涂料性能表征 

通過(guò)上述針對(duì)聚酯樹脂酸值、IPA用量、CHDA加料方式的篩選和研究，合成的高流平耐存儲(chǔ)粉末涂料性能指標(biāo)見表5。

由表5可知，本文制備的粉末涂料在流平性和貯存穩(wěn)定性方面有明顯改善，機(jī)械性能基本相當(dāng)，且耐候性能相對(duì)于常規(guī)高流平粉末涂料更優(yōu)。 

 

3 結(jié)語(yǔ)

(1) 選用酸值為26~30 mgKOH/g合成聚酯樹脂能夠兼顧粉末涂料的流平性和存儲(chǔ)穩(wěn)定性；

(2) 隨著IPA用量的增加，聚酯樹脂的流平性能呈現(xiàn)出先提升后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，用量15%為宜；

(3) CHDA作為酸解時(shí)加入比酯化加入制備的聚酯樹脂的流平性能更優(yōu)；

(4) 高流平耐存儲(chǔ)聚酯的涂層流平明顯好于常規(guī)粉末涂料，具有更低的熔融黏度和更長(zhǎng)的膠化時(shí)間，可能是因?yàn)楸碛^活化能明顯高于常規(guī)粉末涂料。 

 

參考文獻(xiàn) 

[1] 許國(guó)徽,賈林,褚海濤.4-叔丁基苯甲酸在聚酯樹脂及其粉末涂料 中的應(yīng)用[J]. 涂料工業(yè),2021,51(3):12-18. 

[2] 朱新平,劉衛(wèi),黃焯軒.薄涂高流平HAA 固化聚酯粉末涂料的制 備及性能研究[J]. 涂層與防護(hù),2023,44(3):39-44. 

[3] 王亞?wèn)|,魏昌志,鮑欣豪.端羥基流平劑的研制和應(yīng)用[J].涂料技 術(shù)與文摘,2016,37(10):17-21.