粉末涂料中氧化聚乙烯蜡的应用性能研究

发布时间：2021-03-10 11:14

　　传统的涂料大多以有机溶剂作为溶剂,在生产和使用的过程中会出现有害的VOC,不仅污染了环境,更是对人体的健康造成了威胁。近年来,随着人们的环保意识逐渐加强,不含有机溶剂的粉末涂料引发了普遍关注,但粉末涂料中的颜填料不易分散。氧化聚乙烯蜡（OPEW）是一种优良的极性蜡,结构中含大量的羧基基团,与碱性颜料的亲和力较好,能促进颜料在体系中的分散,因此研究OPEW在粉末涂料中的应用有很大的价值。采用熔融挤出混合法,以聚酯树脂、钛白粉、氧化聚乙烯蜡为原料,碳酸钙为填料,TGIC为固化剂,添加偶联剂、流平剂和安息香等助剂制备粉末涂料并探究最佳合成条件,并对其性能进行表征。结果表明:流平剂用量为0.5 wt%时,钛酸酯偶联剂含量达到涂料总量的0.5 wt%～0.75 wt%时,安息香的量为涂料总量的0.25wt%～0.5 wt%时,聚酯树脂用量为65 wt%时,颜填料含量为20～25 wt%时,固化条件为180℃、15 min时,涂层的综合性能最佳。随着温度的继续升高,涂膜没有放热峰的出现,说明涂膜固化完全。在上述配方基础之上,加入OPEW,制备OPEW型粉末涂料。通过FT-IR可分析粉末涂料固化前后... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

固化温度与涂膜光泽度的关系

青岛科技大学研究生学位论文25量也会减小，分子交联密度孝网状结构不紧凑，成膜不均匀，使得冲击力与附着力下降。同时由于颜填料过多在体系中分散不均匀，导致涂料在熔融后流平过程中流平性不好，涂膜不平整，且出现橘皮现象，进一步解释了光泽度随颜填料含量增加而降低的现象。但并不是颜填料含量越低越好，当含量太低时，会影响涂膜的外观覆盖力，机械性能与耐光性能也会下降。综上，当颜填料含量为20~25wt%时，膜的性能能满足使用要求。2.3.4固化过程（1）固化温度与时间对光泽度的影响涂膜的光泽度与涂层的交联程度有很大关系，涂层内部交联越完全，分子结构越紧密，涂层的光泽度会越好。而涂层的交联反应与固化时间与温度息息相关，因此通过实验探究固化温度与固化时间分别与光泽度之间的关系。其他实验条件为：流平剂用量为0.5wt%，偶联剂用量为0.5wt%，安息香的用量0.25wt%，聚酯树脂用量为65wt%，颜填料含量为20wt%。图2-3固化温度与涂膜光泽度的关系Fig.2-3Relationshipbetweencuringtemperatureandfilmgloss图2-4固化时间与涂膜光泽度的关系

青岛科技大学研究生学位论文27变化关系的一种常用技术，通常拿来检测聚合物的热行为。对于粉末涂料，除了能测其熔点、结晶温度、玻璃化转变温度（Tg）和反应热等，而且还能分析其固化过程。图2-5粉末涂料与涂膜的DSC图Fig.2-5DSCdiagramofpowdercoatingandcoatingfilm聚酯树脂是粉末涂料中的主要成膜物质，它是一种高分子聚合物，通常存在三种力学状态：玻璃态、高弹态与粘流态。聚合物在外力的影响下发生产小的形变，此时为玻璃态；固化反应时，随着温度的升高，粉末开始出现明显的形变，并在某一温度范围内保持稳定的状态，此刻是高弹态；而粘流态，是指继续升高温度时，粉末又变成粘性的流体，且形变不会恢复。其中，玻璃态与高弹态相间的改变称为玻璃化转变，此刻的温度则为玻璃化转变温度，即Tg。粉末涂料和固化涂膜的DSC图如图2-5所示。从图中可以看出粉末涂料的Tg为54.4℃，说明粉末涂料的物理稳定性比较好。因为粉末涂料的Tg高于储存温度（一般为常温）时，粉末粒子之间的分子链段活动性小，不同粒子之间不会进行链段级或者分子级的材料扩散，稳定性好。有报道称，保证粉末稳定性良好的最低Tg为40℃。Tg还会影响涂料体系的化学稳定性，因为涂料中聚酯树脂与固化剂是一对反应物，在贮存期间可能会发生某些反应。以热力学的角度看，当反应物互相接触且有足够的能量时就会发生反应。当Tg比储存温度高时，聚合物的分子链段会收到限制，聚酯树脂和固化剂能反应的几率就会降低。从图2-5中还可以看出，粉末涂料随温度的升高而发生形变，呈现高弹态，经高弹态后，在142~195℃范围内有明显的放热峰的出现，说明聚酯粉末涂料已经为粘流态且固化成型，在155.4℃时，固化速度最快。粉末涂料涂膜的Tg为61.7℃，随着温度的继续升高没有呈现放热峰?

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本文编号：3074564