110耐候型皮纹类粉末涂料的研制.pdf

2014 年中国粉末涂料与涂装行业年会论文集电子版 耐候型皮纹类粉末涂料的研制 * 周伟 石俊秀 杨治强 崔仿仿 崔凯(廊坊市新立粉末涂料有限公司) 摘要：本文主要研究的是户外用不同耐候级别的，具有皮纹效果的粉末涂料。通过对原材料、制备工艺及 主要影响因素进行讨论与分析，研制出适用于户外的高装饰性粉末涂料。这种粉末涂料所制的涂膜表面具 有非常清晰的皮纹效果，装饰型明显，且遮盖作用好，机械性能良好，对物体表面具有良好的防护作用， 同时可根据要求设计此类粉末涂料的耐候级别，最高可满足AAMA2604 标准要求，另外此类粉末涂料一次 成膜，成本低，易于推广与应用。 1 技术背景 目前，粉末涂料已比较广泛应用于建筑铝型材、铝单板、幕墙、防盗门、家电和其它一 般工业等行业。 粉末涂料成膜后的外观主要有流平、砂纹、皱纹、消光等，这些涂膜主要给基材提供保 护作用，而装饰性、艺术感不高。于是行业内出现了一些具有特殊纹理效果的艺术涂料产品， 如龟纹、网纹、鳄鱼皮纹等。随着建材、家具等行业高装饰性的发展和人们越来越个性化的 要求，这种特殊纹理效果粉末涂料在铝型材、防盗门窗、钢木家具、缝纫机、仪表、小型机 电外壳等领域有越来越广泛的需求。美术型皮纹粉末涂料涂层色泽柔和，纹理典雅。并且能 帮助掩盖基材本身的缺陷，不易出现缩孔、麻点等，对金属表面的平整度要求不如高光粉末 涂料那么高，于是能广泛应用于各种高档金属制品的涂装。虽然皮纹类粉末涂料以其特殊的 纹理起到很好的装饰效果，但是这类粉末涂料耐候性能普遍不高，不能适用于户外使用环境。 因此，大大限制了这些特殊纹理效果粉末涂料的市场推广。 本文主要介绍的是户外用不同耐候级别的，具有皮纹效果的粉末涂料，这种粉末涂料具 有清晰的皮纹外观、机械性能好，且有多种耐候级别可供选择，且迄今很少有文献论述户外 用美术型粉末涂料的制备工艺和配方。 2 制备工艺及配方 2.1 原材料 用于合成耐候型皮纹类粉末涂料的原材料包括：一般聚酯树脂、超耐候聚酯树脂、氟碳 树脂、固化剂、颜料、填料和助剂（包括促进剂、增光剂、消光剂、紫外光吸收剂、稳定剂、 流平剂、消泡剂、脱气剂、皱纹剂、浮色剂）等。 2.2 配方设计 2.2.1 配方设计原理 本文采用不相容物质加入法以及不同固化速度的固化剂来获得不同形状的纹理效果，利 用高分子产品和改性无机材料之间的不相容性，在成膜的时候，产生不同的流平状态，并利 用调节体系的固化速度和粘度使粉末粒子在没有充分流平时就固化，从而形成特殊的皮纹效 果。 2.2.2 涂膜老化降解机理及聚酯选用 涂膜的老化是指在紫外线、水分、温度变化、空(氧)气、大气中的化学污染物等综合因 素作用下引起涂层老化或破坏的现象。其中主要的老化现象是太阳光及空(氧)气导致的光氧 [1] 降解，特别是太阳光内295~350nm 紫外线辐射对涂膜聚合物降解破坏最大 。当涂膜中含 有苯环、羰基、酮、不饱和键、叔碳等极易吸收紫外线的基团，则对涂层的破坏作用更加严 重，加之氧气的存在进一步的加速光氧降解进程。 1 2014 年中国粉末涂料与涂装行业年会论文集电子版 除了太阳光外、雨水与大气里的酸性气体(NO 、SO 等)就目前来看也是一个比较重要 2 2 的老化因素。聚酯树脂由于含有酯键，因此很易水解，而溶于水的酸性气体将催化树脂酯键 更快速地水解断裂。另外基于羧端基的聚酯粉末涂料内常用的颜料、填料多是碱性的，也会 与涂膜发生化学反应。对于热，它可以加速聚酯结构中分子的振动，从而使其断裂发生热降 解，在氧的存在下，破坏作用更加严重。这些因素最终影响涂膜的外观、色泽、耐久性变差， 大大缩减涂膜的使用寿命。可见，涂膜的耐候性与涂料的组成密切相关，而涂料配方中基体 聚酯树脂的耐候性对涂膜的耐候性起着关键的作用。 本文树脂类原材料选用了欧洲建材级别的耐候聚酯、超耐候聚酯树脂、氟碳树脂。 2.2.3