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蜡粉在粉末涂料中的应用!

    蜡在粉末涂料固化的各个过程,都能起到作用.无论是消光还是提高涂膜的性能,第一时间都会想到用蜡.当然不同种类的蜡在粉末涂料中起到的作用也是大相径庭的.

  蜡在粉末涂料中的作用

  一.引言

  蜡按形态来分有乳液状,片状和微粉化蜡等。按种类分有纯天然蜡,改性天然蜡,半合成蜡,合成蜡等。用于粉末涂料主要是高分子改性和合成蜡,而且为固体状。如聚烯烃蜡,及聚四氟乙烯蜡(PTFE蜡)等。

  但其展现在涂膜中的形态我们大致可分成下列三种[1]:

  1.起霜效果:选用的蜡的熔点低于烘烤温度时,由于蜡在烘烤时熔融成液态,成膜冷却后,即在涂面上形成类似霜的薄层。

  2.球轴效果:此效应在于蜡由其本身的粒径大小与涂层膜厚相近,甚至大一些,而显露在外,使得蜡的耐刮、防擦伤性能可以显现。

  3.漂浮效应:不论蜡的粒子形态,蜡在成膜过程中漂移至涂膜表面均匀的分散开来,使得涂膜最上层有蜡的保护,显现蜡的特点。

  二.蜡的应用

  1.脱气性

  由于粉末涂装的基材表面有小分子物质,特别是应用在多孔的基材如铸铁、铸铝、和锌基底材,这类蜡解决以上基材带来的诸如毛孔、气泡和凹陷等涂层缺陷。如Lanco HM 1666等。

  2.提高流平性

  一些氨基改性的聚乙烯蜡,由于跟粉末涂料使用的流平剂属于同类型,所以在树脂包覆填料和颜料的中有更好的润湿作用。从而表面的流平也随之改善。如Ceraflour 960等。

  3.提高产量,减少机器磨损.

  Gunther 等[2]考量了环氧聚酯型的粉末涂料中添加不同蜡跟挤出机扭矩之间的关系,结果显示 2%(wt) Ceridust 5551能使扭矩下降约40%。

  4.提高粉末的爽滑度

  基本上每种蜡粉,都有提高粉末爽滑度,增加涂料储存安定性的效果。一般为考虑成本计,在配方中加量为0.2-0.5%(wt),选用的蜡粉比较大众化,有一点需注意,低档蜡的制作工艺、杂质对粉末涂料的影响不能不考虑。更重要的是,在加某些品种蜡的配方,烘烤时,异味和烟雾特别大,不利于环保和安全。另外加入少量蜡的原料,在挤出后,不易粘在冷却辊上。

  5.控制光泽度

  消光有物理和化学消光两种。聚烯烃蜡消光属于前者。由于在烘烤时,蜡会浮到涂膜表面,形成雾状,从而起到降低光泽的效果。如果蜡粉单独使用,用量为1.0-3.5%(wt)。在55-85(光泽单位,60度角测量,以下同)的产品中使用聚烯烃蜡,不但可以克服填料消光对涂层表面的平整度的影响,而且可克服户内外化学消光剂如 B-68,XG-625,YH208等用量少,从而光泽不稳定的不良因素。在这类应用中,尽量使用微粉化蜡,因为分散容易。如果使用片状的蜡,加到1.5%(wt)时,涂层表面会有微小的凹陷,而且重新挤出后,凹陷只会越来越多。平面产品一般加量最大到3.5%(wt),如超过此量,粉末熔融水平流动性明显下降。而且,粉末的湿润感大,粉末的带电性差[3]。如 PHI, DT-3329-1,DT3360 和605-1W 等。

  6.耐化学品性

  由于蜡的漂浮效应,在涂膜表面形成致密的亲油层,所以耐沸水性能更佳,耐盐水喷雾等性能也比较优越。

  7.耐磨、防刮伤、防擦伤

  蜡分布在涂膜表面借此保护涂膜、防止刮伤、擦伤并提供耐磨损性。一般加入的是丙烯改性蜡和聚四氟乙烯蜡,对深色平面配方和低光的砂纹配方尤其有明显效果。此类蜡如Lanco 1394 LF, MR-1和Ceridust 3920F等。

  8.控制磨擦系数

  通常利用蜡的低摩擦系数,提供涂膜优异的滑度,同时因不同种类的蜡而有特殊丝绸柔和的触感,同样由于其对于其他涂层的不润湿性,则可制备抗污染涂料。与此相反,在考虑粉末涂料的重涂性时,如果表面不易润湿, 则粉末不易上粉。

  9.减少颗粒和抗手印

  人们在生产含金属粉、珠光粉等粉末时,有如下问题:(1)、金属粉量加多后,粉末会有颗粒,而且带电量会降低。加入一定的后混蜡后会明显改善此类效果。(2)、由于闪银配方在用过一段时间后,对人体的手汗敏感,会有失光,表面的手印去不掉等现象。加入少量的蜡粉等后混,会有所改善。

  10. 超薄涂层添加剂

  超细粉末喷涂达到较薄的涂膜厚度,有着很光明的发展前景。但对于超细粉末喷涂的不均匀性,和上粉率差的缺点,通过加入特殊的添加剂可平衡粉末的上粉率,特别是粗粉和细粉的上粉均一性得到改善。这种添加剂就是在现有的后混物(如氧化铝等)上负载少量的特种蜡粉。

  11 砂纹剂

  砂纹剂是在粉末中促使粉末基本不流平或不溶于固化体系的一类物质。一般用聚四氟乙烯类蜡, 如SYNFLUO 183TX, FLUO 625F等。一般价格较贵,但用量少,纹路立体感强。另外一类就是聚烯烃改性的蜡。在选择砂纹剂时,除了化学组成和用量大小可控制砂纹大小和深浅外,微粉蜡的粒度分布和分散能力也是重要方面。如平行比较时,平均粒度在28μm的 Ceraflour 914可得到较细的纹路,而44μm 的Ceraflour915得到的纹路就较粗。另外配方调整时,吸油值大的原料如有机膨润土,石英粉,气相二氧化硅等,流平剂的用量大小对纹路的也有影响。

  12.UV固化粉末中的应用

  在UV固化时配方中加入4.0%后的PTFE蜡,涂膜光泽会降到19,得到比较粗的纹路效果的涂膜[4]。但对于Ceraflour 960来说,在用于UV固化时,会得到鱼鳞状的涂层(Scar-effect)。

  Krendlinger等人[5]研究表明半合成的酸改性褐煤(Montan)蜡粉具有UV活性的双官能团。在UV固化时,与其他蜡比较,具有有效的降低光泽,而且摩擦系数小的优点。

  三.结语

  最初蜡应用于粉末涂料是改善涂膜的表面性能,主要包括提高涂膜的平滑性、抗划性以及改善防水性[1]。后来用来影响涂料的流变性能,如脱气性,提高流平和消光能力,以及改变涂料的表面状态等。现在,人们对具有多功能性能组合的蜡越来越关注。蜡对固化体系(Bind System)的影响,从而对涂膜的改性,也引起了人们极大兴趣[5]。

  随着粉末涂料研究的不断发展,人们会对蜡的又有更进一步的认识。蜡在粉末涂料中的应用也会越来越广泛。


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