粉末涂料多年来不断发展。成功是基于他们著名的特征,如完成卓越、应用方便,节约能源,生态和经济。粉末涂料固化温度取决于所使用的粉末涂料系统。表1显示了几种粉末涂料系统的概述和治愈temperatures.1

治疗时间10到30分钟。的过程中减少对粉末涂料的固化温度和时间仍在继续,2由能源和经济方面的益处。此外,有机会延长粉末涂料的应用基质,如木材、MDF、塑料和线圈。其他治疗技术如NIR3或UV4还可以减少粉末涂料固化温度或时间。本文重点是粉末涂料的热(传统)治疗。

粉末涂料的固化影响至少六个因素例如:树脂、交联剂、催化剂、治疗窗口,制造方法和配方。概述描述这些因素可以在图1中找到。考试后,每个因素对治疗窗口及涂层性能的影响,一个最佳平衡的因素会导致最优(最好是最低)治疗窗口。

在本文中,我们调查的一些因素影响50/50的治疗窗聚酯/环氧混合粉末涂料。催化剂的影响,环氧树脂、填料和树脂体系结构研究。反向影响是用作充分衡量网络的形成。确定准确的温度达到全面影响,铝面板是治愈与线性梯度炉温度梯度使用不同治疗时间。已知的文献中,玻璃化转变温度(Tg)也可以作为衡量网络的形成。5增加涂层Tg顺利的交联反应完成。使用Tg的增加在这个调查,比较的结果的反向影响涂料。根据这个调查,一个新的聚酯树脂聚酯/环氧树脂(70/30)混合粉末涂料。

实验的细节

在第一个实验中,三个不同的催化剂在四个浓度水平(聚酯树脂摩尔%,见表2)被用于调查他们的影响相反的影响在不同的治疗窗。

相反的影响(160 ip)是衡量梯度板(AlMg)治疗后梯度炉(100年和200年之间的线性梯度°C)在50µm和70µm之间的涂层厚度,和固化时间10到30分钟。治疗行为也使用差示扫描量热法(DSC)研究了。未熏制的粉末的玻璃化转变温度和固化涂层与一个8 - 10毫克样品测定使用的加热率5°C /分钟。获得的涂层Tg结果的DSC热治疗的粉。Tg测定中的误差是1°C。

在第二个一系列实验的效果五个不同类型的环氧树脂进行了研究。这些测试进行使用催化剂1的浓度水平0.0038摩尔%,显示在表2。将讨论结果的反向影响梯度炉面板和DSC测量。

填料和催化剂的作用反向影响梯度炉面板和DSC结果讨论了第三个一系列的实验。制定从表2,3和15 wt % BaSO4的另外添加到配方。

聚酯体系结构的影响是反向的角度讨论影响梯度炉板在第四个实验系列。这些涂料测试使用配方3 1催化剂浓度为0.0038 mol %。

粉末都挤压在110°C 16毫米挤出机最小扭矩80%,并被研磨和已筛µm超过90。

催化剂的影响
反向的影响和治疗窗口

催化剂是影响反应速率的重要因素之一在聚酯和环氧树脂之间。它降低了反应的活化能,因此降低固化温度,提高固化速度。在图2中,催化剂类型和浓度的影响在治疗窗对梯度炉治疗结果可以发现10分钟固化时间。明显的差异被发现在不同的催化剂类型和浓度。催化剂1是最有效的降低固化温度达到完全相反的影响。其他两个催化剂具有可比性的结果,和减少治疗温度似乎在较高的浓度水平。30分钟的治疗周期的结果如图3所示。再一次,1是最有效的催化剂。在低浓度催化剂给类似的结果。在更高浓度催化剂1和2的效果很接近,而催化剂3显然需要一个更高的治疗温度达到完全逆转的影响。 It can be concluded that Catalyst 1 is the most effective for curing the powder coating.

涂层Tg

涂层Tg会增加随着交联反应的进行。增加在涂层Tg研究不同催化剂浓度和类型。结果治愈时间10分钟1催化剂,可以找到最有效的,如图4所示。

这些结果表明,涂层Tg的建立依赖于催化剂的浓度和固化温度。更高浓度的催化剂导致更快的Tg建立,即一个更快的网络的形成。涂层Tg顺利建立最高水平,这最大程度不受催化剂浓度的影响。最大玻璃化转变温度为83°C被发现在这种情况下。这是早先结果的范围内,涂层Tg 80°C到88°C被发现后的混合粉末涂料治疗15分钟在200°C。6最有效的催化剂浓度为0.0038 mol % 1被发现。高于此浓度增加催化剂1几乎导致反应获得。增加涂层Tg建立更加详细而反向的影响结果如图2所示。

图5显示结果为催化剂涂层Tg建立1的固化时间30分钟。这些结果显示相同的依赖于催化剂的浓度和温度。Tg建立比早些时候开始10分钟的治疗时间,导致较低的治疗温度达到Tg相同。图形转移到大约20°C降低固化温度。最终涂层Tg水平是比得上固化时间10分钟。催化剂浓度为0.038 mol %再次被发现是最有效的。

Tg的建立也是衡量催化剂2和3。结果治愈时间10分钟可以在图6和图7分别。比较催化剂2与催化剂1(图4)显示,玻璃化转变建立催化剂2也稍慢。催化剂2和3之间的差异很小,只有稍微慢启动的Tg建立催化剂3被发现。两种催化剂在达到最大Tg显著放缓,即在网络形成的速度。相同的最终涂层Tg水平达到三个催化剂。

30分钟固化时间(没有显示)发现了相同的趋势。Tg建立结果再次确认催化剂1是最有效的网络形成的催化剂。涂层的结果由DSC Tg建立了更详细信息治疗进展与反向影响的结果。

对比结果和涂层Tg反向影响

与网络建立相反的影响。足够的网络会导致形成的反向影响。涂层Tg的建立也与网络的形成。一定数量的Tg建立必须达到达到完全逆转的影响。这是决定涂层Tg目前是否达到完整的反向影响催化剂的浓度和类型有关。获得的值称为δ涂料Tg、和Tg的决定增加(粉末涂料Tg - Tg)目前完整的反向影响梯度炉板了。这个计算催化剂1的结果显示在图8。

结果显示一个增量的玻璃化转变温度21±2°C。三角洲之间没有相关性涂料玻璃化转变、催化剂浓度和固化时间。

催化剂2和3的结果在图9和图10显示10分钟固化时间三角洲相比,玻璃化转变温度有点低20到30分钟,在低浓度。2和3在更高浓度的催化剂没有观察到的趋势。

当三个催化剂从数字8到10比较可以得出结论,没有发现趋势在三角洲涂层Tg对类型/催化剂的浓度和固化时间。

环氧树脂的影响
反向的影响和治疗窗口

五种不同的环氧树脂的使用的影响进行了研究。从图11中的结果看来环氧4执行不佳,并没有发现反向影响治疗温度高达200°C。环氧树脂1显示低固化温度与其他三种环氧树脂相比,虽然差异很小。它可以得出结论:环氧树脂1是最有效的治疗温度达到最低的环氧树脂完全相反的影响。

涂层Tg

涂层Tg 10分钟的建立为不同的环氧树脂固化时间在图12显示环氧4表现非常不同于其他的环氧树脂。的原因之一这一行为可以降低Tg的粉末。因此比较结果10分钟固化时间对三角洲涂层Tg(粉末涂料Tg - Tg)。从10分钟固化时间的结果可以得出结论,环氧树脂所相同的涂层玻璃化转变建立(图13)。环氧树脂4失败这一事实反过来影响可能是相关的结构形成网络,和最有可能不是由不足引起的反应性或涂层Tg建立。结果30分钟固化时间在图14中说明环氧树脂4有建立涂层Tg,甚至持续治疗的温度更高。这表明没有达到最大涂料Tg和反应是不完整的。这可能是一个可能的解释不足的反向影响结果环氧树脂。其他环氧树脂显示类似的结果。环氧树脂的选择可以有影响力。 The build up of coating Tg is not in all cases a guarantee that the network is sufficient to withstand reverse impact.

对比结果和涂层Tg反向影响

三角洲涂层Tg(完整的反向影响固化涂层Tg -粉Tg)计算了不同环氧树脂。环氧树脂4被排除,由于影响不足的结果。结果在图15中可以找到。它可以得出结论,对环氧树脂3和5显著更高的三角洲涂层Tg必须达到完全相反的影响,相对于环氧树脂1。这可能表明,不同的网络结构形成环氧树脂3和5达到完全逆转的影响。

没有大的差异涂层Tg由于固化时间被发现。

填料对反向影响对治疗窗口

催化剂高填充的影响制定了关于反向影响。作为填料,额外的15 wt % BaSO4加入配方3(见表2)。相反的影响结果的三种催化剂相比,相同的摩尔水平。反向影响测试结果的催化剂2和3的负面影响治疗温度10分钟固化时间发现了高填充配方(见图16)。其他治疗时间,使用催化剂1时,没有观察到的影响填料。

涂层Tg在反向影响也测量并重新计算δ涂层Tg在完全相反的影响。可以看出,没有使用填料之间的关系被发现,催化剂类型和固化时间(图17)。三角洲涂层Tg在20 - 24°C的范围。这个范围与早先范围可比当催化剂类型和浓度进行比较。可以得出结论,填料为治愈时间短有一个小的负面影响催化剂2和3。

聚酯结构对涂层性能的影响

调查的影响聚酯建筑三个不同的聚酯分子结构的差异比较。制定3中的涂料进行了测试(见表2)催化剂1水平为0.0038摩尔%。反向影响测试的结果在梯度板图18所示显示必要的治疗温度下降10到20分钟固化时间。固化时间为30分钟治疗温度没有发现显著的影响。显然,30分钟就足够治愈大量网络建立。它可以得出结论,与聚酯体系结构可以影响治疗窗口。

从上面的调查可以得出的结论是,催化剂类型和浓度、环氧树脂和聚酯型架构影响治愈的混合粉末涂料。这些信息将被用于开发新的混合聚酯粉末树脂与一个更大的治疗窗,也在其他聚酯/环氧比50/50。

新的70/30混合粉末涂料聚酯树脂

一个新的混合粉末涂料聚酯树脂适合70/30开发利用调查结果。将一组测试结果。表3中可以找到使用的配方。

梯度反向影响测试板的三个公式表明,结果正常,high-filled白配方具有可比性(图19)。布朗公式显示治疗温度略高10到20分钟固化时间。

表4显示了混合涂层性能的70/30。所有公式都治愈30分钟在145°C钢(S-46)。相同的属性被发现在5°C低固化温度对铝(Al-46)。从结果可以看出,涂层具有良好的灵活性的反向影响和埃氏缓慢渗透。流的低温治疗粉末涂料是合理的。粉稳定在40°C的4周后这些粉末是好的。

结论

在混合粉末涂料催化剂中起着主导作用。三种催化剂的影响表明,催化剂1是最有效的,但对于较长的治疗时间的影响催化剂的类型不太明显。涂层在模拟治疗Tg DSC表明光滑涂层Tg建立。在更高浓度的催化剂反应活性的增加,如图所示的反向影响和涂层Tg是减少,涂层Tg和小差异建立被发现之间的三种催化剂。

涂层Tg的建立提供更多详细信息的进步相比治疗逆转影响的结果。三角洲涂层Tg方法不产生额外的信息在涂层参数对治疗的影响。环氧树脂可以对治疗有很大的影响。填料的影响显示一个小的负面影响反向影响治愈时间短,而且没有关系对三角洲涂层Tg被发现。聚酯设计是另一种方式扩大治疗窗口混合粉末涂料。这项研究的结果被用来成功地开发一个新的70/30-hybrid粉末涂料树脂,反应性有所改善。它可以得出的结论是,很多因素都影响治愈的混合粉末涂料。选择正确的平衡这些因素将导致较低的温度固化粉末涂料。

引用
1 IRFAB。粉末涂料在欧洲2001 - 2010。2 - 108 - 109页。

2 Scianna, m . www.coatingsmagazine.com。2002年9月,17-22页。

3齐默尔曼,f . Metall Oberflache Jahrg。55(2001), 41 - 45页。

4 bayard R.A.欧洲涂料杂志》5(2002),页16,18日,25日至26日,28 - 29日。

5热特性的高分子材料。Turi,电子艺界(编辑)。1981年学术出版社,伦敦,489 - 498页。

6伯格曼,a聚合物涂料和涂料。2001年10月,16页,18日至19日。

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本文提出了在7日纽伦堡国会,德国纽伦堡。