四甲氧基甲基甘脲固化 耐久性高光、無光和皺紋粉末涂料

1、文章來源 畢業(yè)論文網(wǎng) 四甲氧基甲基甘脲固化: 耐久性高光、無光和皺紋粉末涂料文章來源 畢業(yè)論文網(wǎng) 一、導(dǎo)論 耐久性粉末涂料具有很好的耐光致老化與降解性能，它即可用于室內(nèi)制品的涂裝，也可用于室外制品的涂裝。為了得到良好的室外涂膜性能，粉末涂料所有組份包括交聯(lián)劑，必須具有良好的耐光致老化與降解性能。氨基樹脂交聯(lián)劑如密胺類樹脂具有優(yōu)異耐久性能而廣泛應(yīng)用于液體涂料；由于幾十年來良好的記錄，它們成為液體涂料的首選交聯(lián)劑，并且可得到低、耐久的、光穩(wěn)定的堅(jiān)硬涂膜。 powderlink 1174樹脂（氰特工業(yè)有限公司生產(chǎn)，以下簡稱1174）是另一種氨基樹脂交聯(lián)劑，它是以甘脲而不是以密胺為基礎(chǔ)的。人

2、們都知道甘脲型氨基樹脂涂料具有優(yōu)異的室外耐久性能，而1174它主要是單體的四甲氧基甲基甘脲（tmmgu），它是高熔點(diǎn)的非粘性、不結(jié)塊、易粉碎的固體，特別適合于室外型耐久粉末涂料的配制。產(chǎn)品1174其熔點(diǎn)高于90，它的主要成份tmmgu 結(jié)構(gòu)如圖一所示。本論文我們將對(duì)powderkink 1174固化的粉末涂料配方研究和開發(fā)的最新成果作一論述（1）。 二、powderlink 1174 交聯(lián)劑和催化劑的特殊作用 在酸催化劑的存在下，氨基樹脂交聯(lián)劑包括1174，能夠和含有羥基、羧基、酰胺基、氨基甲酸酯、硫醇基及氨基官能團(tuán)的聚合物反應(yīng)并交聯(lián)。酸催化劑如powderlink mtsi 催化劑（甲苯基甲

3、基磺酰亞胺，氰特工業(yè)有限公司生產(chǎn)），可促進(jìn)tmmgu中甲氧基甲基官能團(tuán)與聚合物鏈上反應(yīng)性官能團(tuán)的交換反應(yīng)，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并生成甲醇。該反應(yīng)如圖二所示。前文中（2，3）我們討論了幾種有效催化劑，通過選擇不同的催化劑，使用1174可得到多種多樣的粉末涂料，如高光的、無光的和皺紋的粉末涂料。另外使用添加劑常?？梢愿淖冎付ㄋ岽呋瘎┑膹?qiáng)度，采用這種方式也可以使涂料的性能和外觀得到明顯的改善。我們發(fā)現(xiàn)使用磺酰亞胺催化劑mtsi，可以得到平滑的、無缺陷的、高光澤的厚膜涂料（4）。 三、高光澤無缺陷厚膜粉末涂料 對(duì)絕大多數(shù)最終用途來說，粉末涂層的典型膜厚不超過3密耳，近幾年來粉末涂料涂膜厚度的發(fā)展趨勢(shì)是趨于薄層

4、化。很明顯如果1.52密耳的涂層能得到同樣的外觀和保護(hù)效果，34 密耳的涂層就有點(diǎn)浪費(fèi)了。但是在某些用途中要求厚膜涂層，例如歐洲涂料就有這種特殊要求。在歐洲建筑涂料要標(biāo)上“合格”標(biāo)簽需要經(jīng)過嚴(yán)格審批，合格涂料要求最低膜厚為2.4密爾(60微米)。為了達(dá)到上述膜厚，并考慮到法拉第屏蔽效應(yīng)(在工件某些區(qū)域粉末的靜電排斥效應(yīng))，施工者不得不噴涂得比所需膜厚更厚，偶爾膜厚高達(dá)5密耳，圖三描繪了這種情況。盡管用tmmgu和mtsi制造的粉末涂料固化時(shí)揮發(fā)份只有典型聚氨酯粉末涂料的一半左右（3），如果不使用助劑，甲醇的揮發(fā)將在膜比較厚(3.5密耳)的地方造成針孔。為了使powderlink 1174 粉末

5、涂料能夠得到厚度大于5密耳的無缺陷涂膜，我們做了很多努力研究其配方。 為了膜厚達(dá)到3.5密耳的涂膜充分脫氣，防止針孔，1174粉末涂料必須有足夠的流動(dòng)性并且有足夠時(shí)間讓涂料在固化前充分愈合其缺陷。粉末涂料，包括tmmgu粉末涂料固化時(shí)的流動(dòng)性和流度，都可以用流變儀方便地測(cè)定（5）。 四、流變性、添加劑和厚膜涂層 本研究中平板流變儀使用rheometric rms-605力學(xué)譜圖儀，試驗(yàn)中復(fù)合粘度地測(cè)定在升溫速度2/min，切變頻率10rad/s，并改變應(yīng)力的條件下進(jìn)行。流變儀測(cè)定每一剪切應(yīng)力下的彈性模量（g）和損失模量（g）。從這些數(shù)據(jù)我們可計(jì)算出流動(dòng)指數(shù)、平均流度、固化起始溫度和最低粘度。再

6、將這些數(shù)據(jù)與粉末涂料性質(zhì)即凝膠時(shí)間和斜板流動(dòng)性以及固化膜性質(zhì)，特別是外觀和無針孔時(shí)的膜厚進(jìn)行比較。 圖四是一典型固化流變圖，圖的縱坐標(biāo)為動(dòng)力粘度(，其定義見表一)，橫坐標(biāo)為溫度。實(shí)驗(yàn)的開始，溫度很低，粘度非常大；開始加熱后，粘度隨著溫度的上升幾乎是以指數(shù)級(jí)地下降；達(dá)到一定溫度后，交聯(lián)反應(yīng)開始，粘度不再下降；然后隨者溫度的進(jìn)一步上升；粘度急劇上升；最終，交聯(lián)反應(yīng)停止，動(dòng)力粘度保持為常數(shù)。固化起始溫度是按圖四所示方式確定的。 表1、流變學(xué)定義 g 彈性剪切模量 g 損失剪切模量 切變頻率 動(dòng)力粘度g/ 復(fù)合粘度模擬部分g/ * 復(fù)合動(dòng)力粘度*=(2+2)0.5 流動(dòng)指數(shù)計(jì)算方式如圖五所示，粘度代表

7、阻止流動(dòng)的能力，流度代表流動(dòng)的能力。圖五是流度既粘度的倒數(shù)對(duì)樣品在2/min加熱速度下加熱時(shí)間作圖所得。動(dòng)力粘度對(duì)于描述低粘度(高流度)下的流變性能比較好。粉末涂料的流平性不僅取決于低的粘度，而且取決于它保持在低粘度下的時(shí)間長短。對(duì)流度時(shí)間曲線下一直到凝膠點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行積分，所得到的數(shù)值即流動(dòng)指數(shù)。流動(dòng)指數(shù)的單位壓力的倒數(shù)，1/pa，它可以被認(rèn)為是單位壓力下每密耳厚的膜側(cè)向流動(dòng)的距離(密耳)。 表2、1174粉末涂料標(biāo)準(zhǔn)配方及其涂膜性能 聚酯樹脂crylcoat 3109 94.00 安息香 1.40 催化劑 powderlink mtsi 0.50 鈦白粉 r-960 40.00 流平劑 re

8、siflow p-67 1.30 固化劑 powderlink 1174(tmmgu) 6.00 涂膜性質(zhì) 烘烤溫度( ) 175 190 烘烤時(shí)間(min) 20 20 底材(磷酸鐵處理crs) bo1000 bo1000 甲基乙基酮擦拭 200+ 200+ 涂膜外觀 致密桔皮 致密桔皮 涂膜厚度(密耳) 2.0/2.2 1.8/2.8 knoop硬度 11.8 11.9 正/反沖擊(in*lb) 160/160 160/160 60光澤 78.5 94.1 20光澤 45.6 77.2 鹽霧試驗(yàn)，1008小時(shí) 蠕變性 0 0 外觀 9 9 耐濕性，60，504小時(shí) 無變化 無變化 表二列出了用powderlink 1174 交聯(lián)劑配制的粉末涂料配方及其性能。圖六顯示了安息香，一種常用的粉末涂料脫氣劑對(duì)流變性質(zhì)的影響。標(biāo)有1的曲線沒有加安息