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粉末涂料用丙烯酸树脂类型

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粉末涂料用丙烯酸树脂类型

发布日期:2016-11-08 00:00 来源:http://www.xndlmktv.com 点击:

2.1 GMA型丙烯酸树脂

丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为一种丙烯酸类树脂,分为溶剂型和固态型,固态型可用于粉末涂料,其官能团是一种环氧基,所以化学反应基理与一般环氧树脂类似,可与羧基聚酯树脂起交联反应,用于消光用途。因具有良好的耐候性、消光效果佳、涂膜细腻,因此成为户外消光的重要品种。

与其搭配的羧基型户外聚酯树脂的酸价为18~32mgKOH/g,聚酯/GMA丙烯酸树脂比例为75/25。(1)丙烯酸缩水甘油酯(GMA)树脂所含缩水甘油基(或环氧基)的量(EEW环氧当量),影响涂膜固化后的交联密度,随着环氧基量的增加或EEW值减少,其机械性变佳、但流平性变差;换言之,EEW值愈大,流平愈好。(2)用于配套的羧基聚酯树脂之酸价也影响着涂膜固化后的物性,随着酸值的减少,聚酯分子量变大,涂膜的机械性变好。(3)随着配套的羧基树脂之分子量变小(如DDDA十二烷基二酸),与GMA树脂相容性变好,涂膜光泽也相应增高,所以GMA树脂也可作高光泽透明粉使用。

2.2羟基型丙烯酸树脂

羟基型丙烯酸树脂用于粉末涂料,在国内并不多见,目前所知美国已在使用,用于耐候性较高的领域。羟基型丙烯酸树脂与羟基型聚酯树脂的化学反应基理相同,即所用的固化剂以异氰酸酯类的固化剂为主,其耐候性、抗污性 、硬度远优于户外型聚酯树脂,是极为高档的特殊品种。但因为价格高、冲击性差、涂膜易脆、流平性普通、光泽不够高等因素限制了在国内的广泛使用。在这里就不详细说明。

2.3 羧基型丙烯酸树脂

羧基型丙烯酸树脂的反应基理与羧基型聚酯的反应基理一样,可分别与环氧树脂、TGIC、HAA交联反应,做为室内或户外用途。若按涂膜效果区分,则可为高光及消光粉末两种。现分别介绍如下。

2.3.1 高光泽室内混合型丙烯酸树脂

混合型丙烯酸树脂的酸值一般在35~220的范围,与环氧树脂质量比例的计算方法与混合型聚酯树脂相同。带羧基侧链的聚丙烯酸树脂可以和双酚A型环氧树脂发生固化成膜,加入适量的催化剂2-甲基咪唑,有利于环氧基的开环,提高环氧基与羧基的固化速度和转化率,这种催化剂在粉末涂料配方中担当着举足轻重的角色。值得注意的是,丙烯酸树脂与其它粉末涂料基体树脂相容性较差,所以在生产与涂装中应严格与其他品种粉末涂料隔离,在试验挤出的过程中,挤出机也必须清理干净,以免造成涂膜有颗粒、缩孔等。最好能采用专用的生产线。

该体系的特点:以AR-8823为例,涂料流平性很好,与一般聚酯的流平性相当,光泽可以满足很多领域或使用习惯的要求,硬度高达2H,而大多数聚酯体系的硬度只能达到H。耐溶剂性、耐沸水煮性、耐碱性可算是此种丙烯酸粉末涂料最突出的优点,耐MEK往复擦拭可高达30次,相对一般聚酯耐MEK擦拭最多5次;可以连续沸水煮32h而不失光,但一般聚酯粉末失光都非常严重;耐碱性也表现出很优异的抗性,而聚酯本身的耐碱性是最差的。但丙烯酸树脂固有的特点硬而脆,导致丙烯酸粉末涂料耐冲击性能还是稍差,并不是固化不完全所致。故丙烯酸粉末涂料建议使用于不需要涂装后再剪裁加工的成型产品的粉末喷涂。

羧基丙烯酸树脂搭配环氧树脂制造粉末涂料,由于丙烯酸树脂本身超强的耐候性一定程度上弥补了环氧树脂耐候性差的不足,使得这种粉末涂料的耐候性次于纯聚酯粉末的耐候性,而比聚酯/环氧型粉末涂料的耐候性要好。

2.3.2 消光丙烯酸树脂

当丙烯酸树脂的酸价增加到150~250,且适当调节树脂的官能团与分子量的平衡,则此丙烯酸树脂就具有消光功能。市面上虽然可供选择的消光剂种类很多,但丙烯酸树脂类消光剂有以下优点:(1)不黄变/光泽稳定;(2)硬度高;(3)耐划伤性佳;(4)耐化学性好;(5)抗污性优良;(6)保色性好。但最大不足之处为:涂膜表面流平性不佳、不够细腻、略显粗糙,所以此丙烯酸树脂的应用并不以装饰性能取胜,而是强调功能性用途。主要应用领域:汽车引擎零部件、汽车底盘、在恶劣工作环境下需保护性极高的部件。

2.4丙烯酸树脂合成工艺

粉末涂料用丙烯酸树脂固体含量必须大于99%,相对分子质量为2500~25000。在反应容器中加入溶剂、单体、引发剂在氮气N2保护下于100~130℃和一定搅拌速度下,进行3~6h的自由基聚合反应,聚合完成后除去溶剂,得到固体丙烯酸树脂。合成机理如下:功能性丙烯酸类单体+(甲基)丙烯酸酯单体+其他不饱和单体→丙烯酸类树脂。

由于合成化学的差异,丙烯酸树脂和传统聚酯树脂的合成具有很大的不同。不同丙烯酸单体的反应活性差异很大,因此许多共聚单体间反应速率很不一致,导致单体单元在链上的分布不均匀,这对制造的粉末涂料性能有很大影响,在合成工艺上必须很好的控制。

引入功能性单体(M)AA,提供了与固化剂反应的官能团。加入量大,能提高丙烯酸粉末涂料涂膜的硬度并显著改善涂膜的耐溶剂及耐盐雾性;但过多,交联密度过大,涂膜流平性差,桔皮严重,光泽也会随着酸价的升高而有所降低。在酸值一定时,分子量(官能度)的大小及其分布对最终的粉末涂料性能影响很大,当丙烯酸树脂的数均分子量很小时,涂膜表面流平性很好,光泽很高;当分子量太高时,涂膜流平性差,桔皮严重,但是耐溶剂性提高。综合考虑各个因素,通过改变引发剂用量和聚合温度来调节树脂分子量,这样制成的粉末涂料涂膜综合性能较好。


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