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粉末涂料流平剂PV99的作用机理与功效
             宁波志华化学有限公司  夏志中 陈雷光 林挺
摘要:本文阐述了PV99流平剂促使粉末涂料流平的机理。PV99流平剂具有减少或消除涂膜表面缺陷(如缩孔、鱼眼、针孔和桔皮等),增进对基材的润湿,增强涂膜流动性和涂膜表面丰满度,促进颜填料分散等多种功效,在纯聚酯/羟烷基酰胺体系中表现出尤为突出的涂膜改进效果。

1.      前言
产品品质的提升源于产品研发与创新,志华化学最近推出一种新型的高效流平剂PV99,它能有效改进粉末涂料的应用性能和涂膜装饰外观。众所周知,良好的流平剂应具备以下4个功能。
— 降低涂料—基材界面的表面张力,使涂料与基材具有最佳的润湿性,并在很大程度上减少缩孔弊病(由未被充分润湿的颗粒与周围不相容的树脂形成的圆涡)的发生。
— 在涂膜表面能形成单分子层,提供均一的表面张力,并使粉体熔融过程中的张力梯度降低,减少涂膜桔皮弊病的发生。
    — 促进粉末涂料的流平,赋予涂层良好的平整度和光滑度。
— 具有强大的抗干扰性,防止不同品牌粉末或不同品牌助剂替换使用所引起的缩孔现象。
     PV99流平剂是具有上述功能的新型高效流平剂。我们在聚丙烯丁酯共聚物中成功引入带有羟基、羧基的酯类化合物,有效改善聚丙烯丁酯共聚物中酯的应用性能,使其具有更加广泛的应用领域。该流平剂可用于环氧粉末、环氧/聚酯粉末、纯聚酯粉末的配制。
 
2.机理与功效
   PV99流平剂的酯基借助物理作用可降低颜料团聚体的化学结合力和物理结合力,使颜料团聚体被打破,降低颜料颗粒的表面张力,有助于颜料分散体系的稳定,提高颜料粒子在粉末涂料中的着色效果,尤其是在深色颜料的粉末体系中,涂层表面更能显示色泽鲜艳、清晰的目视感觉。PV99在粉末涂料中可单独使用,不必添加或少添加其它润湿剂。
PV99分子结构中引入活性基团的,使聚丙烯酸酯类共聚物的酯基作用更加突出,酯基在涂膜表面形成单分子层,赋予涂层良好的平整度和光滑性,涂层对光的镜面反射作用加强,因而具有油脂般的光亮感,涂膜外观达到类似溶剂型涂料的效果。
PV99流平剂能有效促进水分子的迁移和脱除,使颜填料夹带的水份和树脂固化产生的水分迅速迁移到涂膜表面而挥发脱除,因而获得良好的涂膜防护性能和装饰效果。聚酯/羟烷基酰胺体系在固化时有副产物水产生,当涂膜厚度超过100um时往往会产生针孔,使涂膜性能降低,加入PV99流平剂能很好地帮助水分挥发,固化涂膜达到聚酯/TGIC体系一样的外观效果。
PV99流平剂在合成过程中采用先进的丙烯基共聚理念,我们以异丙醇为溶剂,偶氮二乙丁腈为引发剂,烯丙醇衍生物为聚合链转移剂,控制较低的回流和滴加速度,合成了分子量分布适中的丙烯酸酯共聚物。
 
3 PV99产品质量指标
PV99产品的质量指标如下:
外观:白色粉末
活性成分:66~68%
密度:0.48~0.68
挥发性:≤0.15%
我们对PV99、国外进口流平剂和国内通用流平剂进行了数百次应用实验,试验结果见表1.与国内通用性流平剂及偶联剂相比,PV99综合降低了、树脂用量的配方比较见表2。
                      表1 流平剂应用效果的对比试验结果
应用性能
PV99
国外进口流平剂
通用流平剂
流平性
一般
光泽
一般
丰满度
一般
映像性
一般

表2 PV99与通用流平剂及偶联剂综合降低树脂成分比较配方
试 样 名 称
配方编号
1
2
3
4
5
6
P9050(佳荣化工)
270
250
/
/
/
/
E-12(善孚)
270
250
/
/
/
/
P9337(中法)
/
/
560
520
/
/
CE3099(天松)
/
/
/
/
560
520
*F125B(志华)
/
/
30
30
30
30
PV88
10
 
10
 
 
 
PV99(志华)
/
10
 
10
10
10
增光剂(志华)
10
10
10
10
10
10
安息香
3
3
3
3
3
3
硫酸钡
260
300
220
260
220
260
金红石钛白粉
150
150
150
150
150
150
颜料
15
15
15
15
15
15
活性偶联剂(志华)
/
10
/
10
/
10
固化条件℃/min
190℃/15min
190℃/15min
200℃/10min
200℃/10min
200℃/10min
200℃/10min
涂膜厚度(μm)
60~80μm
60~80μm
110~130μm
110~130μm
110~130μm
110~130μm
冲击强度cm
50
50
50
50
50
50
60°光泽
90
91
88
89
88
89
流平性
一般
一般
涂膜清晰度
一般
清晰
有少量针孔
无针孔
清晰
无针孔
清晰
无针孔
清晰
注:  (1)、*F125B为志华公司的羟烷基酰胺。
      (2)、配方1和配方2比较了pv99、偶联剂在混合型粉末中应用效果。
      (3)、配方3~配方6比较了pv99、偶联剂在聚酯/羟烷基酰胺体系中的应用效果。
 
表1和表2的试验结果说明,与国外进口流平剂和国内通用流平剂相比,PV99在粉末涂料中应用的综合性能最好。无论是混合性粉末(配方2)还是纯聚酯/羟烷基酰胺粉末(配方4~6),采用PV99流平剂,均能获得光泽度高。机械性能好、流平性优异、且清晰度无针孔的涂膜。

4 结语
PV99流平剂作为新型的高效流平剂,它的强大应用功效还需要通过粉末厂家的进一步应用加以验证,目前的研究成果表明,PV99具有以下功效:
— 极好的涂料流平效果,提高涂膜光泽及鲜映性。
— 减少或消除粉末涂料的表面缺陷,例如缩孔、鱼眼、针孔和桔皮等,增进涂料对基材的润湿,增强涂料流动性,提高涂膜丰满度。
— PV99在纯聚酯/羟烷基酰胺体系中表现出良好的流平和脱气效果,是其他流平剂无法替代的,在转印粉中的使用效果也令人满意。
    — PV99与志华化学的活性偶联剂配套使用,其使用效果更加明显,能有效降低树脂用量,在不降低涂料防护性能和外观装饰性的前提下,有效降低涂料成本。

参考文献:
[1] 南仁植,粉末涂料与涂装实用技术问答,北京:化学工业出版社,2004 ,20~21
[2] 夏晓明,功能助剂,北京:化学工业出版社,75~84
[3] 陈振发,粉末涂料涂装工艺学,上海:上海科技文献出版社,87~93
[4] 冯素兰 ,粉末涂料,北京:化学工业出版社,76~83
发布时间:2009-10-22
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