粉末范文10篇

时间:2023-04-05 08:46:07

粉末范文篇1

[关键词]抗剪性能;活性粉末混凝土;活性粉末混凝土型钢梁

型钢混凝土因优秀的抗震能力及灵活的应用方式,在大型建筑中多有使用。但大型建筑对梁提出了更为苛刻的标准,普通混凝土梁需要的横截面尺寸比较大,占用较多的空间,结构自身的重量不再符合目前建筑标准,并且开始呈现出影响较大的脆性。一般型钢混凝土梁为防止剪切破裂,会设置剪力连接键,以保障型钢与混凝土两者都可以产生作用,这使得工程建设难度提高。为解决此难题,有研究学者通过分析活性粉末混凝土构件的受剪力性能,挖掘型钢混凝土组合结构方面的价值。

1型钢梁概述

社会发展推动着现代化建设,建筑工程的规模迅速增大,而质量要求也随之攀升。面对城市人口大量集中的现象,高层建筑、超高层建筑接连拔地而起,一般的钢筋混凝土很难满足目前的建筑工程需求,建筑工程对强度很高、适用性更强的新型结构展现出迫切的需求。活性粉末混凝土型钢梁(下文简称型钢梁)是一种可适用于冻融、侵蚀环境中的组合构件,它耐久性、强度等方面大大超越一般的组合构件,并且有优良的延性。此组件将型钢与活性粉末混凝土两者的特点进行了融合,展现出这几种优点:与素混凝土梁比较,型钢梁的抗震性能强;与钢筋混凝土梁比较,型钢梁可根据实际需求随时对内置的断面尺寸进行调整,提高侧向位移强度,避免侧面变形问题,对于大型桥梁、高层建筑中应用有极大优势;与钢结构梁比较,型钢梁节省大量钢材,同时使用由于使用混凝土作为外表防护层,故而具备一定的防火、防腐能力。

2活性粉末混凝土型钢梁的发展

2.1活性粉末混凝土配制

活性粉末混凝土由水泥、矿粉、钢纤维等材料经过搅拌、混合而成,材料强度高、延伸性优良。活性粉末混凝土诞生于上世纪末90年代,由法国的Bouygues实验室研发,研发初衷是为创造一种强度高、耐久长、韧性强的建筑材料。配置过程可分为三个时间段:第一个时间段,上世纪30~60年代,配制高强混凝土所使用主材料是低流动性、低水胶比配制成的干硬性混凝土。第二个时间段,上世纪60年代,高效减水剂出现在市场上,并且应用于高强混凝土的配制中,至此低流动性问题得到有效解决,但新的弊端是只能维持一段时间,就像是一些药物一样过了药效会失效。第三个阶段,上世纪70年代至今,有学者提出尝试将矿物质参合料加入高强混凝土中,包括特细砂及矿粉等,持续性短的弊端也得到解决[1]。大多国家都已掌握活性粉末混凝土的调配技术,并且在应用中逐渐趋于成熟。

2.2混凝土型钢梁抗剪性能相关研究

2008年有学者利用10榀型钢高强高性能混凝土简支梁的抗剪试验,揭秘影响抗剪性能的主要因素,得到结果:抗剪承载作用力来自混凝土、型钢、箍筋三者,并且通过进一步的研究提出了抗剪承载力的算法公式。2013年刘明明、蔡静等学者,利用7榀预应力型钢超高强混凝土梁,开展了单调静力加载的试验研究与非线性有限元数值分析,展开抗剪性能及延性影响研究,记录裂缝与挠度的状态数据,而后对试验数据整理与分析,了解各抗剪因素在不相同的条件、环境下,预应力型钢超强混凝土梁的荷载-位移曲线[2]。除此之外还有许多大大小小的实验,人们对型钢梁抗剪性能的了解正在渐渐加深。

3活性粉末混凝土型钢梁抗剪性能试验探究

3.1试件

制作六根界面长度350cm,20cm×30cm的型钢梁进行实验,进行剪跨比实验、型钢活性粉末混凝土强度及含钢率对型钢梁抗剪性能的影响。试件所采用的型钢规格为120a与120b,强度为Q235B,两材料型钢腹板厚度有2mm的偏差。箍筋设置参照《型钢混凝土组合结构技术规程》的最小配箍率,规格HRB400。箍筋间距与直径,分别为20cm、0.8cm,架立筋规格HRB335,1.2cm直径。6根试验梁的参数分别为:(1)试验梁型钢规格:120a、120b、120b、120b、120b、120b;(2)剪跨比λ:1.0、1.0、1.0、1.2、1.4、1.8;(3)活性粉末混凝土强度:R150、R150、R120、R120、R120、R120;(4)含钢率:6.6%、7.4%、7.4%、7.4%、7.4%、7.4%。试验梁制作与RPC力学性能:浇筑试验梁选择型钢粉末混凝土干混料,材料中钢纤维2%,通过技术管控调制不同强度的活性粉末混凝土干混料。选择卧式浇筑方法制作试验梁,将提前制作的型钢骨质置于模板后浇筑,同时预留对应批次的活性粉末混凝土试块[3]。试验梁浇筑24小时后拆除模型,模型拆除后对强度为R120实验梁进行常温养护,强度R150的试验梁使用80℃水静养一天后转为常温养护。测量内容与加载方案:试验开展借助电液伺服压力机控制系统,利用单调连续荷载控制分级加载法控制加载。试验梁上的荷载值由电液伺服压力机控制系统控制与测量,各材料的应变由静态应变测试系统自动采集。实验测量内容有支座处RPC及型钢的应变、箍筋与型钢的应变、剪跨段型钢活性粉末混凝土等。

3.2试验结果

6根试验梁出现不同程度的弯剪破坏,其中试件梁6号的状态最明显。根据试验梁处于加载状态下所表现出的反应,分为弹性、开裂、裂缝扩展、破坏四个阶段。弹性阶段:型钢与活性粉末混凝土共同发挥作用,两种材料应变以线性增长且增幅小。试验梁1号上翼缘的测点在加载至开裂前其应变值为510×10-6,2~6号试验梁则相对较低,挠度在加载前期呈增长趋势。开裂阶段:当加载至极限荷载的30%左右时,支座处混凝土表面开始呈现出微小裂缝,属于跨剪裂缝。跨检段的腹剪裂缝出现比跨剪裂缝稍晚,主要出现在中心轴附近,由此可见当试验梁在承受剪作用力时,梁顶部单元体水平拉应力较中心轴附近单元体主拉应力先达到型钢活性粉状混凝土的抗拉强度[4]。发展阶段:弯剪裂缝随着荷载的增大而增加数量,但裂缝大小及延伸处于停滞状态。而当腹剪裂缝时,跨剪裂缝跟随荷载的增大,向加载点等处进行拓展,并且还会随着裂缝的扩大蔓延出新的裂缝并向蔓延方向行走。当加载超过极限荷载60%时,型钢混凝土表面不会继续产生裂缝,已出现的裂缝却会进一步的扩大延伸范围。另从裂缝延伸状态分析,型钢和混凝土未出现滑移,这表明箍筋在发挥作用,保证活性粉末混凝土能够与型钢共同发挥作用[5]。当荷载超过极限荷载70%时,裂缝发展成临界裂缝,试验梁中发出结构崩坏的声音,推算是钢纤维在断裂,并且随荷载增大声音增多。破坏阶段:加载超过极限荷载的85%时,活性粉末混凝土肉眼可见的鼓起,露出崩坏的发展趋势,临界裂缝演变为主斜裂缝,裂缝宽度进一步扩大。荷载超过极限荷载90%时,试验梁中结构崩坏的声音更加密集,主斜裂缝两侧活性粉末混凝土被裂缝瓦解失去作用[6]。加载到极限荷载时,可发现试验梁呈明显的剪切破坏形态。

3.3试验结果分析

含钢率:1号试验梁的型钢腹板厚7mm、含钢率6.6%,2号试验梁的型钢腹板厚度9mm、含钢率7.4%,从试验结果来看,2号试验梁的承载力比1号试验梁高出约10%。从两根试验梁的裂缝发展来分析,2号试验梁裂缝比较密集,裂缝规模小,而1号试验梁裂缝发展比较分散,这表明利用加厚型钢腹板提高含钢率,可有效增强型钢梁的抗剪性能及延性。剪跨比:试验梁3号到6号的剪跨比各不相同,剪跨比为1.8的6号试验梁出现受弯破坏问题。型钢梁与普通梁相似,抗剪性能及呈现的破坏状态受剪跨比影响,因其增大而抗剪性能减小。在试验中,5号试验在梁极限荷载下出现了受剪破坏状态。另外基于试验结果,型钢腹板应力变化在刚加载时,以线性分布样式呈现,与平断面假定相符,在发展阶段以非线性状态增长[7]。

4抗剪承载力计算

4.1型钢梁抗剪承载力计算

梁受剪破坏的原因较多,国内外众多学者提出不同的受剪传力机理,但始终未统一意见。欧美等国家学者在开展相关试验时,会以试验数据为基础,提出相应的计算公式用于计算抗剪承载力。活性粉状混凝土中的钢纤维是抗剪性能的主要作用力,使从理论出发分析活性粉状混凝土型钢梁的受剪传力机理,及建立便于工程设计使用的斜截面承载能力计算公式的难度大幅提高。基于上文试验相关数据,提出相关简化计算模型与计算公式。活性粉状混凝土型钢梁在受剪状态时,活性粉状混合土与型钢共同发挥作用承受斜压,同时与箍筋承受竖向拉力,因此选择简化后的桁架-拱模型进行活性粉状混凝土型钢梁抗剪承载力计算。试验梁四点受荷作用可简化等效为简支梁受单点集中荷载作用,供压区由活性粉状混凝土和型钢构成[8]。上弦压杆承受并传递斜压力,型钢受拉翼缘和受拉钢筋充当下弦拉杆,斜压杆是斜缝间的活性粉末混凝土,鉴于活性粉末混凝土强度高、抗拉性强,将箍筋作为竖向拉杆时,需要将活性粉末混凝土的作用力因素考虑在内。基于此分析做出两种假定:活性粉末混凝土对抗剪性能的作用力被活性粉状混凝土抗拉强度所影响。根据材料力学性能试验,活性粉状混凝土抗拉强度比抗压强度小,并且试验梁破坏时剪跨段活性粉状混凝土呈现的状态是抗拉强度控制剪切破坏;不考虑型钢翼缘与纵筋的销栓作用。考虑到型钢翼缘与纵筋为型钢梁提供的受剪承载力微乎其微,因此试验梁型钢翼缘、梁宽比定为0.5,确保型钢能够为活性粉末混凝土提供约束,两者共同产生作用。计算公式可进行进一步的简化,将型钢翼缘与纵筋销栓作用进行忽视,将其作为构造措施[9]。基于上述,活性粉末混凝土的抗剪性能可分为三个部分:一是活性粉末混凝土的抗剪作用;二是箍筋抗剪能力;三是型钢抗剪能力。公式中ft表活性粉末混凝土抗拉强度设计值,b指截面宽,h0指截面高,fyv表示箍筋抗拉强度预算值,Asv指同截面箍筋各肢总截面积,s指沿构件长度方向上箍筋的间距,tw指腹板厚度,hw指腹板高度,fv指型钢抗剪性能预设值,通过拟合计算得到抗力系数α1、β1与γ1,代入计算式进行计算即可[10]。

4.2验证公式

根据活性粉末混凝土力学性能指标及本次试验的试验梁参数进行计算,并且和试验结果进行相对比,得到结果:一号梁试验值880(抗剪承载力/KN)、计算值828;二号试验梁试验值973、计算值894;三号试验梁833、计算值801;4号试验梁试验值738,计算值733;五号试验梁试验值720,计算值662;6号试验梁试验值424,计算值558。可发现除受弯破坏的6号试验梁外,1号到5号试验梁的试验值略大与计算值,两者之比的均方差与变异系数在0.03,表明当前数据的型钢试验梁拟合效果优良。

5试验结论

鉴于型钢梁在受荷过程中型钢与活性粉末混凝土能够共同发挥作用,型钢梁在超负荷下呈现破坏状态,造成斜拉破坏概率较低。当钢纤维占材料配比2%时,型钢梁出现的裂缝以小而密的态势发展,裂缝侧混凝土在裂缝扩大时不会因此而急速崩坏。与普通钢筋混凝土梁的受剪状态相比,型钢梁展现出更好的延性与破坏状态。最后,通过试验结果,以及简化桁架拱模型,验算出型钢梁抗剪性能计算公式,利用公式展开验算,可有效计算型钢梁的抗剪性能,对于相关研究或试验有一定的帮助。

参考文献

[1]卜良桃,杨斯宇.型钢梁抗剪性能研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2021,37(5):787-795.

[2]姜丽娟,姜帅,吕翔.玄武岩纤维活性粉末混凝土性能测试及实体工程应用[J].工程与试验,2021,61(3):78-80.

[3]蒋春钢,万华柱,原国智,等.钢纤维活性粉末混凝土基本力学特性研究[J].西部交通科技,2021(8):57-59,107.

[4]黄春霞.聚羧酸系减水剂对活性粉末混凝土性能的影响[J].粘接,2022,49(2):116-119.

[5]卜良桃,刘鼎.通过外包型钢梁抗弯性能试验研究[J].铁道科学与工程学报,2018,15(2):389-397.

[6]毛振豪,张继承,李元齐,等.活性粉末混凝土高温后性能劣化及微观结构[J].建筑材料学报,2022(3):1-11.

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[8]王欣,吴楠,刘国安,等.混杂纤维活性粉末混凝土与普通混凝土界面黏结性能研究[J].混凝土与水泥制品,2022(3):61-65.

[9]陈浩,王雨晗,刘国安,等.改性活性粉末混凝土装配式梁柱节点界面粘结抗折性能试验研究[J].新型建筑材料,2021,48(10):157-161,177.

粉末范文篇2

为适应我国高速公路护拦板的发展要求,浙江大学涂装技术工程公司设计制造了一条年产量为600公里护拦板的粉末静电喷塑生产线。从设备实际使用情况来看,此生产线达到了设计指标,喷涂产品性能较好。

1生产线工艺概述

此生产线由两条流水线组成:第一条,半自动槽浸式工件前处理及工件脱水流水线;第二条,全自动工件静电喷粉及工件粉末固化流水线。

1.1槽浸式前处理工艺

高速公路防护拦板材质为热轧板,其表面在高温下氧化而产生氧化皮。去除氧化皮取决于除锈剂对氧化皮的穿透(渗透)力。他们采用混合酸中加入添加剂,在常温下具有快速渗透、除油、铬化、缓蚀等短时间内去除氧化皮的功能。这样解决了常规硫酸法温度高、环境污染大、材料性能有影响的,大大降低了设备的投资费用与厂房维修保养费用。

工件磷化工艺采用常温无渣磷化技术,解决了目前加温磷化工艺耗能大、残渣多、返黄等问题,而且生产技术管理方便,用波美计与PH试纸即可调整与控制。每公斤工作液可处理工件50-60m2,在温度0-35摄氏度、时间3-5min下,形成的磷化膜均恒定在2.0-2.5g/m2内,保证后道工序的喷涂要求。

钝化工艺采用一种无毒钝化剂,解决目前磷化后处理铬酸、重铬酸盐钝化的环境污染问题,并提高磷化膜的耐腐蚀性能,提高涂层的附着力。

工件脱水为箱式烘炉,采用燃油加热换热、热风内循环的加热方式,同时将水气强制排放出去。脱水后工件直接转运至后道全自动静电喷粉及粉末固化流水线。

1.2全自动静电喷粉及粉末固化工艺

静电喷粉及粉末固化工艺采用悬挂输送链形式连接,工件上线后经过静电喷粉及粉末固化后下线,产品检验合格后入库。

粉末静电喷粉设备采用8支自动喷枪双工位喷涂,变频调速升降器控制喷枪的移动速度及移动范围;采用小旋风一级回收器、脉冲空气反吹式滤芯回收器为二级回收器;采用组合式6台静电发生器综合电控系统,每台静电发生器带2支喷枪,剩余2台静电发生器可以作为备用或补喷使用。

粉末固化采用直通式烘道,燃油加热换热,热风内循环加热形式。采用进口燃烧机为热源,在不锈钢燃烧室内燃烧,产生的高温烟气通过高效换热器后排放。采用高温风机使烘道内的空气通过高效换热器交换热量,使烘道内的温度达到粉末固化所需要的要求。

悬挂输送链采用单点吊重100kg的轻型悬挂链,考虑到防护拦板尺寸较长,因此挂具采用软连接,使工件在转弯及上、下坡道时尽量减少对悬链系统的影响。

2生产线流程及其设备技术参数

2.1前处理工艺流程

槽体外形尺寸:5200mm*1000mm*1500mm(长X宽X高)共8个防腐槽

工件传输:手控行车吊运及吊浸

脱水炉外形尺寸:5200mm*2900mm*2000mm(长X宽X高)

耗热量:6万大卡

温控范围:75-140摄氏度

升温速度;20min升温至100摄氏度

加热方式:燃油加热换热,热风内循环

2.2粉末静电喷涂及固化工艺流程

2.2.1粉末静电喷涂设备

设备外形尺寸:7000mm*5000mm*3000mm(长X宽X高)

耗电量:15KW

耗用压缩空气量:180m3/h(表压0.55MPa)

2.2.2粉末固化设备

设备外形尺寸:42000mm*1200mm*4000mm(长X宽X高)

耗热量:40万大卡

温控范围:150-200摄氏度

升温时间:小于60min升温至180摄氏度

加热方式:燃油加热换热,热风内循环

2.2.3悬挂输送设备

QXT-300/100型轻型轴承链悬挂输送机。

粉末范文篇3

1.1同步带轮结构特点

1)内部有3个均匀分布的弧形凹槽和3个定位孔;

2)形位精度要求较高,内孔的同轴度公差为0.05mm,齿形跳动度为0.1,中心孔的垂直度为0.03。综上分析,如果选择常规方法加工同步带轮,其形状以及内部微小尺寸控制难度大;如果采用粉末冶金法进行成形,零件的凹槽、定位孔及尺寸精度均可通过模具成形来保证。

1.2成形模具设计原理

粉末冶金成形工艺是由粉末冶金零件压机和粉末冶金模具通过对所需粉末进行装料、加压、脱模等主要工步来完成,并使金属粉末密实成具有一定尺寸、形状、孔隙度和强度坯块的过程。该同步带轮应采用不等高零件成形模具设计原理。

1.3成形速度相等原理

根据不等高零件成形运动规律,在不等高零件成形过程中,必须满足成形前、后粉末质量守恒定律,才能使不同高度区域密度近乎相等,在粉末成形时,零件的不同高度区都在同一时间进行粉末压缩和成形,并且各部分所用成形速率相等,所遵循的原理即为成形速率相等原理。由此可知,在压制不等高零件时,要使不同高度的各个区域遵循成形速率相等原理,从而保证零件不同高度区的平均密度相等。

2同步带轮粉末冶金模具的设计

1)齿形成形通过控制材料的流动方向,成形出理想的形状尺寸,是同步带轮成形模具中最关键的环节。由于成形过程中单位压力增大,载荷集中,因此要求模具工作部位刚性好。另外还应设置过载保护,防止毛坯的超差、材料不均匀等导致的过载。

2)同步带轮属于轴类零件,在成形过程中轴向密度差较大,因此模具应采用芯棒成形结构,以保证同步带轮轴向密度分布均匀。

3)该同步带轮有3个定位孔,应采用芯棒成形结构成形定位孔,可以延长模具使用寿命,提高装配精度。该同步带轮采用德国DORST压机进行压制,铁粉的松装密度约为3.2g/cm3,零件的毛坯密度不得小于6.6g/cm3,为了节约成本,模具配件采用已有的五档同步器齿毂模具配件,例如,垫板、压盖等。由此可知,该同步带轮成形模具的设计主要包括中模、上模冲(2个)、下模冲(3个)、芯棒(2个)的设计。

2.1成形中模的设计

中模主要用于同步带轮的齿形成形,因此采用变模数设计法提高齿形精度。材料选用45号钢,具有较高的强度和较好的切削加工性,经适当热处理后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性,中模内径尺寸公差为±0.005mm。影响中模几何尺寸的工艺主要是成形和烧结,因此成形中模设计过程中必须考虑成形回弹率δ和烧结收缩率这2个工艺参数。另外,粉末冶金工艺中的烧结收缩率及成形回弹率在径向和轴向甚至各不相同的截面位置都是各不相同的。一般情况下,收缩率和成形回弹率在轴向的值往往大于在径向的。模具的配合间隙仅在径向得到体现,方法是按制件外径或内孔的相应成形件为基准制造,与之相邻的配合件取配合间隙后,按双向公差加工制造。

2.2上模冲和下模冲的设计

根据同步带轮的结构和成形特点,上模冲主要针对产品上表面形状及轴向尺寸设计,上模冲与中模内腔上半部配合,上模冲设计为上外冲和上内冲。同步带轮内部结构主要由下模冲成形而成,内部有弧形凹槽,深度为3.1mm,圆弧半径为17.28mm,设计模具时应保证凹槽的形状及尺寸。下模冲外形与中模内腔下部配合,下模冲设计为下一冲、下二冲和下三冲,更有利于产品成形和提高产品质量。

3结论

1)在发动机同步带轮粉末冶金成形模具设计中,采用了2个成形芯棒和中模变模数设计法,有效地提高了模具装配精度、齿形精度和使用寿命。

2)根据成形模具设计图纸和模具配合原理,将加工制造的模具进行装机实验并且试生产同步带轮的成形品,经过烧结等工艺,将制造的样品经过装机实验,达到了客户在精度、性能等方面的技术指标,成功开发了某发动机同步带轮成形模具,材料利用率高达98%。

粉末范文篇4

关键词:粉末涂料;配方;垂纹;喷涂

Abstract:Thispaperdescribedhammerpowdercoatings,andaspraying

processofhammerpowdercoatingsaswellastheoperationhints.

Keyword:powdercoatings;formula;hammer;spraying

1、引言

热固性垂纹粉末涂料注[1]也叫美术型粉末涂料,由于涂膜能形成犹如锤击金属表面后产生的花纹,此类型的粉末涂料不仅具有一般热固性粉末涂料的诸多优点,而且花纹美观大方、涂膜平滑、装饰性强,还可以弥补和遮盖工件表面粗糙、不平整等缺陷,垂纹粉末涂料具有色泽柔和,涂膜柔韧、坚硬、耐久等特点,因此广泛应用于仪器仪表、配电柜、防盗门、家电家具、灯饰、医疗器械等领域的金属表面涂装。

2、垂纹粉末涂料的组成和特性

垂纹粉末涂料是利用烘烤固化的粉末涂料的熔融粘度、表面张力和固化速度等的变化,引起涂膜表面的收缩等原理而配制。生产垂纹粉末涂料通常可以有以下几种方法。

2.1加入填料

加入填料生产垂纹粉末涂料的原理:增加填料用量,或使用高吸油量填料,以阻碍树脂熔融时的正常流动,使得树脂不能完全包容或者刚好能包容颜填料颗粒,没有多余的树脂去填充颜填料颗粒间的空隙,从而形成了以颜填料颗粒为骨架的立体结构。采用此种方法需要注意的是:不同的填料的吸油量不同,一般要达到相同的体积浓度,密度小、粒径小的要比表面积大和吸油量大的颜填料用量少。这种方法生产的垂纹的优点在于它的成本较底,但若填料量控制不当,会使粉末涂料的施工性能、涂膜的机械性能、耐化学性能受到影响。

一般要用此种方法生产高效率和稳定性好的产品,可以在生产工艺上作一些调整。参考配方如下:

化学组成

质量分数/%

环氧树脂25

聚酯树脂25

助剂5

颜填料45

2.2加入不相容物质

加入不相容物质生产垂纹粉末涂料是指:在粉末涂料中加入一些不相容的聚合物,其熔点高于粉末涂料树脂基料的熔融温度,含有不相容物质的粉末涂料预混合在熔融挤出时与其它树脂固化剂不相容,固化成膜时构成基料的树脂包覆在聚合物的颗粒上,从而形成纹理。此种方法应该注意的是需要严格控制不相容物质的种类及添加量,否则会使涂膜的机械性能受到影响。此种方法生产的垂纹粉末涂料耐化学性、耐腐蚀性较好。参考配方如下:

化学组成

质量分数/%

环氧树脂31

聚酯树脂31

不相容聚合物3

助剂5

颜填料30

2.3加入流变助剂

加入流变助剂生产垂纹粉末涂料:在粉末涂料熔融挤出高剪切力的情况下使体系具有正常粘度,而在熔融固化阶段,在体系中具有很高的粘度而无法流动,从而形成垂纹。采用此种方法需要注意的是:在生产垂纹时因流变助剂用量很小,一般占到总量的1-2%,所以在预分散是一定要分散均匀。此种方法比加入填料法的优点在于保持成本变化不大的情况下,涂料的装饰效果相似,涂膜的防护能力有所提高,易上粉,喷涂面积大,填料量的下降是的易挤出生产。参考配方如下:

化学组成

质量分数/%

环氧树脂31

聚酯树脂31

流变助剂1.5

助剂5

颜填料31.5

2.4加入垂纹剂

一般现在粉末涂料制造商常用的即是加入垂纹剂。加入垂纹剂生产垂纹粉末涂料的原理是:粉末涂料在熔融流平时,由于垂纹剂的表面张力小于正常的粉末涂料涂膜的表面张力,分散于涂膜各点的垂纹剂改变涂膜的局部张力,使的表面张力高的基料来包裹表面张力底的垂纹剂,最终涂膜表面呈现分布均匀的垂纹状。采用此种方法生产的垂纹粉末涂料的装饰性和防护性都好,不仅机械性能优异,而且纹理重现稳定、手感滑爽、挤出容易、效果稳定,主要的缺点即是材料的成本较高。参考配方如下:

化学组成

质量分数/%

环氧树脂32

聚酯树脂32

垂纹剂(由其物性可先加、或后加)0.5-1.5

助剂5

颜填料28

上述四种垂纹粉末涂料的生产方法是将树脂、颜填料、助剂和辅助材料,通过预混合、熔融挤出、压片、冷却破碎、粉碎过筛、包装至成品,垂纹剂可以先挤或者后混入成品粉中生产出粉末涂料。另外,可以根据实际情况,将上述四种垂纹粉末涂料的制法有机的结合,生产出物美价廉的产品。

3、垂纹粉末涂料喷涂工艺

垂纹粉末涂料由于其特殊的成膜和生产工艺,在涂装时要注意特的特殊操作性,需要对它的涂装设备和施工工艺进行适当的调整,符合垂纹粉末涂料涂膜固化成膜的要求。

3.1工艺流程

对于待涂装工件进行表面预处理干燥填刮腻子打磨干燥喷涂

3.2表面预处理

对进行喷涂的工件的表面应经过除油、除锈、磷化或化学氧化、阳极氧化等处理,工件表面应清洁、干燥,不能有油污、锈蚀、酸、碱、盐及水分等,保证获得良好结合力,耐腐蚀性良好的涂膜。常用处理方法有以下:

(1)铁系材质结构:除油、除锈后,经磷化、钝化处理

(2)铝系材质结构:碱性除油及除去氧化膜后,进行硫酸阳极氧化、铬酸阳极化或化学氧化。

3.3填刮腻子

在喷涂垂纹粉末涂料前,需要填刮腻子以补平工件表面的夹缝、焊缝、气孔、凹馅或损伤等些缺陷,较为理想的腻子应该是具有施工简便、附着力强、硬度高,干燥快、不收缩开裂、易打磨等特点。

3.4涂装参数

影响垂纹粉末涂料涂膜质量及形成垂纹效果的因素很多,主要有喷涂环境、固化条件、涂膜厚度。

3.4.1喷涂环境及参数

垂纹粉末涂料所使用的的原材料的特殊性,虽然它对不相容物质不是很敏感,但是如果喷涂环境、设备清理不干净,以及空气中各种杂质较多,若污染在涂膜上,会导致其表面难以形成纹理状,所以喷涂环境要干净。

垂纹粉末涂料在喷涂时,静电电压一般控制60-80kv,电压太底,粉末不易附在工件上,电压太高,涂覆在工件上粉末会出现反弹,影响整体的立体感花纹,同时,输粉气压不宜太大,一般控制在4.9-15*104pa,气压太高会导致涂膜厚薄不均匀,从而导致花纹大小不明显。

喷枪喷嘴与工件的距离也会影响成膜后的均匀性,为了得到满意的垂纹效果,创出清晰、均匀的表面,因此此垂纹的喷涂距离要比一般普通的喷涂的远一些,一般控制在20-30cm的范围内。

喷涂时为了保证涂装后的涂膜涂层均匀、清晰,要求喷涂过程中喷枪的走向要与工件表面平行,移动速度要均匀,约为40-60cm/s。

3.4.2固化条件

垂纹粉末涂料与一般粉末涂料的固化温度差不多,必须经过规定的温度和时间烘烤,才能使粉末涂料完全交联固化。而规定的烘烤温度是指被涂装工件表面实际应达到的温度,粉末在此温度下维持一定的时间固化成膜。有些客户厂家在涂装施工过程中,往往在工件的表面实际温度未达到规定的固化条件的情况下,实施了烘烤固化,从而造成了粉末涂膜固化不完全,机械性能明显下降等缺陷。因此,我们可按其固化条件采取相应的措施,如提高烘烤炉的炉内温度,延长固化时间等。有条件的厂家可以有炉温跟踪仪对烤炉进行温度检测,以便更好的掌握涂膜的固化条件。

3.4.3涂膜厚度

粉末流平的时间长短,涂膜厚度直接影响粉末成膜后的花纹大小,通常垂纹粉末涂料的膜厚控制在70-100um,涂膜厚,粉末熔融流平时间长,花纹变平、模糊壮;涂膜薄,粉末熔融流平时间短,花纹变碎、清晰,但不能太薄,太薄时,工件表面会出现露底等现象,也不能太厚,太厚时,工件表面会出现麻点、凹坑等静电击穿现象。因此,在垂纹粉末涂料施工过程中,涂膜的厚度一定要保持均匀,以防止上述质量缺陷的产生。

4、喷涂注意事项及常见问题

4.1注意事项

(1)在粉末涂料施工过程中,应力求喷涂到金属工件表面均匀、涂层厚薄均匀且适宜,太厚会造成垂纹界限模糊不清,太薄则容易出现露底、缩孔等毛病。

(2)建议喷涂次序由高到低,先喷涂次要面,再喷涂主要面,最好能一次喷涂完成,有些死角需要局部补漆,如此会使原有的部分垂纹消失。

(3)欲达到最佳的喷涂效果,施工前,采用筛网略大的过筛,经流化床系统供粉装置,调整出粉空气气压、雾化气压、喷嘴与工件的距离,喷枪的移动速度等各项工艺参数,调整到最佳效果。

(4)使用和应用垂纹粉末涂料使,要防止他们对非美术型涂料的污染,如果由条件,最好由两套设备分别使用,没有条件的话,再使用了美术型粉末涂料后,必须彻底清洗设备,才可以适用于普通的粉末涂料施工。

(5)静电喷涂时,对工件的热喷涂要比冷喷涂纹理形成的效果好,是由于再热喷涂是粉末涂料一接触工件就快速熔融,涂层立即开始对流(如果含有金属颜料,则颜料漂浮),使它有足够的时间旋转到最佳的反光角度。如果采用冷喷涂,因为工件的热容量大(特别是比较厚的材质),有室温升至固化温度需要较长时间,也就是再较长一段时间内树脂处于高粘度下,内部的阻力阻碍了纹理的形成,如果涂层的胶化时间较短,再升温过程中逐渐胶化,到达固化温度时,涂层已形成凝胶,就无法形成纹理。

4.2常见问题

(1)流挂:喷涂时涂膜太厚所造成,另一原因可能是升温速度太慢,造成粉末涂料胶化时间段时间太长。解决的方法是控制涂膜厚度,加快升温速度。当然,也由可能是粉末涂料本身熔融粘度太低,从而造成了流挂。

(2)垂纹不均匀:喷涂过程中喷枪的移动速度不均匀,涂膜厚薄不一,因此,在喷涂过程中应严格控制手动程序,才能获得均匀美丽的垂纹。

(3)垂纹界限不清晰:是由于在喷涂过程中表面涂的太厚。

(4)露低、缩孔:工件表面前处理不好,使其表面附着底表面张力的物质(如油或斑点),或者使压缩空气中有油或水,解决的方法使严格控制喷涂前的工件的质量控制。当然,此粉末涂料喷涂喷薄时,会出现严重的露底现象。

(5)其它:如涂膜冲击强度和附着力差,可能时固化温度过低、时间过短,涂层过厚,或者时磷化膜不好或太厚,前处理不充分造成的等等。

5、结语

垂纹粉末涂料生产工序简便、质量性能稳定、装饰性能优越,已广泛应用于一般金属表面的涂装。垂纹粉末涂料有它自身的特殊性,适合与各种体系中,而且随着粉末涂料的发展而发展。进一步研究垂纹粉末涂料将显得非常有价值。

垂纹粉末涂料施工简便,容易出现花纹且分布均匀,是一种理想的高装饰粉末涂料,已经得到了广泛的应用。

参考文献:

1.张华东等,助剂在粉末涂料中应用注意事项,上海涂料,2003.2

2.陈振发等,粉末涂料涂装工艺学上海科学技术文献出版社2000

3.南仁植粉末涂料与涂装技术化学工业出版社2000

粉末范文篇5

二、Powderlink1174交联剂和催化剂的特殊作用

在酸催化剂的存在下,氨基树脂交联剂包括1174,能够和含有羟基、羧基、酰胺基、氨基甲酸酯、硫醇基及氨基官能团的聚合物反应并交联。酸催化剂如PowderlinkMTSI催化剂(甲苯基甲基磺酰亚胺,氰特工业有限公司生产),可促进TMMGU中甲氧基甲基官能团与聚合物链上反应性官能团的交换反应,形成交联网络并生成甲醇。该反应如图二所示。前文中(2,3)我们讨论了几种有效催化剂,通过选择不同的催化剂,使用1174可得到多种多样的粉末涂料,如高光的、无光的和皱纹的粉末涂料。另外使用添加剂常常可以改变指定酸催化剂的强度,采用这种方式也可以使涂料的性能和外观得到明显的改善。我们发现使用磺酰亚胺催化剂MTSI,可以得到平滑的、无缺陷的、高光泽的厚膜涂料(4)。

三、高光泽无缺陷厚膜粉末涂料

对绝大多数最终用途来说,粉末涂层的典型膜厚不超过3密耳,近几年来粉末涂料涂膜厚度的发展趋势是趋于薄层化。很明显如果1.5∽2密耳的涂层能得到同样的外观和保护效果,3∽4密耳的涂层就有点浪费了。但是在某些用途中要求厚膜涂层,例如欧洲建筑涂料就有这种特殊要求。在欧洲建筑涂料要标上“合格”标签需要经过严格审批,合格涂料要求最低膜厚为2.4密尔(60微米)。为了达到上述膜厚,并考虑到法拉第屏蔽效应(在工件某些区域粉末的静电排斥效应),施工者不得不喷涂得比所需膜厚更厚,偶尔膜厚高达5密耳,图三描绘了这种情况。尽管用TMMGU和MTSI制造的粉末涂料固化时挥发份只有典型聚氨酯粉末涂料的一半左右(3),如果不使用助剂,甲醇的挥发将在膜比较厚(>3.5密耳)的地方造成针孔。为了使Powderlink1174粉末涂料能够得到厚度大于5密耳的无缺陷涂膜,我们做了很多努力研究其配方。

为了膜厚达到3.5密耳的涂膜充分脱气,防止针孔,1174粉末涂料必须有足够的流动性并且有足够时间让涂料在固化前充分‘愈合’其缺陷。粉末涂料,包括TMMGU粉末涂料固化时的流动性和流度,都可以用流变仪方便地测定(5)。

四、流变性、添加剂和厚膜涂层

本研究中平板流变仪使用RheometricRMS-605力学谱图仪,试验中复合粘度地测定在升温速度2℃/min,切变频率10rad/s,并改变应力的条件下进行。流变仪测定每一剪切应力下的弹性模量(G′)和损失模量(G″)。从这些数据我们可计算出流动指数、平均流度、固化起始温度和最低粘度。再将这些数据与粉末涂料性质即凝胶时间和斜板流动性以及固化膜性质,特别是外观和无针孔时的膜厚进行比较。

图四是一典型固化流变图,图的纵坐标为动力粘度(η,其定义见表一),横坐标为温度。实验的开始,温度很低,粘度非常大;开始加热后,粘度随着温度的上升几乎是以指数级地下降;达到一定温度后,交联反应开始,粘度不再下降;然后随者温度的进一步上升;粘度急剧上升;最终,交联反应停止,动力粘度保持为常数。固化起始温度是按图四所示方式确定的。

表1、流变学定义

G′弹性剪切模量

G″损失剪切模量

ω切变频率

η′动力粘度G″/ω

η″复合粘度模拟部分G′/ω

η*复合动力粘度η*=(η′2+η″2)0.5

流动指数计算方式如图五所示,粘度代表阻止流动的能力,流度代表流动的能力。图五是流度既粘度的倒数对样品在2℃/min加热速度下加热时间作图所得。动力粘度η对于描述低粘度(高流度)下的流变性能比较好。粉末涂料的流平性不仅取决于低的粘度,而且取决于它保持在低粘度下的时间长短。对流度时间曲线下一直到凝胶点的区域进行积分,所得到的数值即流动指数。流动指数的单位压力的倒数,1/Pa,它可以被认为是单位压力下每密耳厚的膜侧向流动的距离(密耳)。

表2、1174粉末涂料标准配方及其涂膜性能

聚酯树脂Crylcoat310994.00

安息香1.40

催化剂PowderlinkMTSI0.50

钛白粉R-96040.00

流平剂ResiflowP-671.30

固化剂Powderlink1174(TMMGU)6.00

涂膜性质

烘烤温度(℃)175190

烘烤时间(min)2020

底材(磷酸铁处理CRS)BO1000BO1000

甲基乙基酮擦拭200+200+

涂膜外观致密桔皮致密桔皮

涂膜厚度(密耳)2.0/2.21.8/2.8

KNOOP硬度11.811.9

正/反冲击(in*lb)160/160160/160

60°光泽78.594.1

20°光泽45.677.2

盐雾试验,1008小时

蠕变性00

外观99

耐湿性,60℃,504小时无变化无变化

表二列出了用Powderlink1174交联剂配制的粉末涂料配方及其性能。图六显示了安息香,一种常用的粉末涂料脱气剂对流变性质的影响。标有1的曲线没有加安息香,标有2的曲线加了配方量的1.4%,标有3的曲线加了2.4%的安息香。安息香的加入降低了玻璃化温度,增加了固化起始温度。使用增塑剂是配制厚膜PMMGU粉末涂料的途径之一,但是安息香用量超过配方量的1.4%后对性能几乎没有改善;安息香用量为1.4%和2.4%时都可以得到3.2-3.5密耳厚的无针孔涂膜。

低溶解性的弱碱如碳酸钙和氧化镁可很好的延缓酸催化作用、调节固化进程,以使涂料完全固化前厚膜部位得以充分脱气。图七和表三说明碳酸钙的加入可以增加流动指数、平均流度和固化起始温度,最小粘度略有下降。结果是凝胶时间变长,在不改变斜板流动性情况下可得到外观更好的无针孔厚膜(∽4密耳)涂层。

好在甘脲型氨基树脂的固化速度率可以通过加入催化剂以及对催化剂有作用的助剂来调节。TMMGU粉末涂料中使用胺添加剂可提供更为广阔的配方范围。例如在使用氨基树脂固化剂的热固性液体涂料中,常常使用‘封闭胺’作为催化剂体系的一部分以获得更好的包装稳定性(6)。一般来讲使用胺封闭的体系要比不封闭的体系固化速率低;这是因为在这种体系中实际上存在着质子化的胺,即一种弱酸(高的pKa)。当喷涂好的涂料烘烤时,胺挥发导致催化剂有效解封闭,酸强度增加(低的pKa),从而促使氨基树脂交联反应以较高速度进行。胺封闭酸催化剂体系的pKa和挥发性对固化进程有决定性的影响。

表3、碳酸钙的影响

碳酸钙用量(wt.%)

02537.550

流动指数(1/P)21426890

平均流度(1/Pa*s)0.0110.0190.0260.032

最小粘度(Pa*s)49161915

起始固化温度(℃)185192210219

凝胶时间(s)358457774775

斜板流动性(cm)7.78.87.48.2

无针孔膜厚(密耳)∽3.44.04.03.9

涂膜外观致密桔皮平滑桔皮平滑桔皮平滑桔皮

在MTSI催化的TMMGU粉末涂料配方中,DABCO三乙烯二胺(一种非泛黄性固体胺,缩写为TED,空气产品和化工公司生产)的影响如图八和表四所示。TED的加入会导致流动指数(流度对时间的积分)和平均流度(平均粘度的倒数)增加,另外最低粘度会降低,起始固化温度会上升。结果使凝胶时间变长,斜板流动性更好,从而使外观得到改善(平滑桔皮)的厚膜涂层。TED用量最大(0.5%重量)时,不发生固化反应,因此表中没有列出其数据。

在甘脲固化的粉末涂料中,加入那些能够提高酸催化剂pKa的非泛黄性胺添加剂,虽然不能完全但基本可以防止粉末涂料在其粒子开始熔融阶段和聚结阶段发生交联反应。熔融膜可以达到较低的粘度和更好的流平。随着进

表4、TED浓度的影响

TED用量(wt.%)

0.00.330.41

流动指数(1/P)2772112

平均流度(1/Pa*s)0.0130.0350.053

最小粘度(Pa*s)391411

起始固化温度(℃)172200214

凝胶时间(s)358515775

斜板流动性(cm)7.79.718.7

无针孔膜厚(密耳)∽3.4>3.8>4.7

涂膜外观致密桔皮平滑桔皮平滑桔皮

一步的加热,封闭胺的挥发也可防止膜表面过早的热固化或‘结皮’,促进‘表面愈合’。四甲基哌醇(TAA-o1,赫斯公司生产),一种作为阻位胺光稳定剂中间体而出售的非泛黄性固体胺有类似作用。用上述两种添加剂都可以得到非常平滑的、高光泽的、厚达5密耳的无针孔膜。(见表五和表六)

表5、TAA-ol和DABCO催化的无缺陷1174粉末涂料配方

组份WtWt

聚酯树脂Crylcoat349392.094.0

DABCO(三乙烯二胺)0.23

TAA-ol(四甲基哌醇)0.3

催化剂PowderlinkMTSI0.50.4

流平剂Modaflow20001.3

流平剂ResiflowP671.4

安息香1.51.3

钛白粉R-96040.040.0

固化剂Powderlink11748.06.0

采用复合添加剂的方式甚至可以得到更厚的无缺陷膜。加入配方量5%的增塑剂单硬酸铝和0.3%的TED的效果如图九所示。TED和单硬脂酸铝复合使用可大幅度的降低最低粘度(3.1Pa?s),提高流动性;这样可以得到厚达17

表6、无缺陷涂膜性质

涂膜性质TAA-olDABCO

烘烤温度(℃)190190

最大无针孔厚度(密耳)5.04.5

测试涂膜厚度(密耳)2.2/2.71.8/2.5

甲基乙基酮擦拭200+200+

涂膜外观光滑光滑

黄变指数-0.56-1.08

KNOOP硬度12.512.4

正/反冲击(in*lb)160/160160/160

60°光泽92.394.7

20°光泽78.888.4

储存稳定性(40℃,天)>21>21

盐雾试验,500小时

蠕变性00

外观1010

耐湿性,60℃,504小时无变化无变化

表7、TAA-ol或DABCO/单硬脂酸铝催化的1174粉末涂料配方

组份DABCO/DABCO/TAA-ol/

单硬脂酸铝单硬脂酸铝单硬脂酸铝

聚酯树脂Crylcoat310994.0

聚酯树脂Crylcoat349394.092.0

单硬脂酸铝5.05.03.0

DABCO(三乙烯二胺)0.30.2

TAA-ol(四甲基哌醇)0.3

催化剂PowderlinkMTSI0.50.40.5

流平剂Modaflow20001.31.3

流平剂ResiflowP671.4

安息香1.41.41.5

钛白粉R-96040.040.040.0

固化剂Powderlink11746.06.08.0

密耳的无针孔涂膜,在正常膜厚(1∽3密耳)时其性能保持良好。当这个复合添加剂应用于高Tg,高分支聚酯树脂Crylcoat3493(UCB化学公司生产)配制的粉末涂料时,流动性仍然很好(最低粘度31Pa?s),无针孔膜厚度可达10密耳;该配方的优点是具有极好的储存稳定性,它既可以在较高温度下快速固

化,也可以在较低温度下固化。TAA-o1和单硬脂酸铝复合添加剂也有相似效果(参见表七和表八)。

表8、TAA-ol或DABCO/单硬脂酸铝催化的1174粉末涂料涂膜性质

涂膜性质DABCO/DABCO/TAA-ol/

单硬脂酸铝单硬脂酸铝单硬脂酸铝

烘烤温度(℃)200190190

最大无针孔厚度(密耳)171012

测试涂膜厚度(密耳)1.9/3.02.8/3.92.5/2.8

甲基乙基酮擦拭200+200+200+

涂膜外观光滑光滑光滑

黄变指数0.670.36-0.56

KNOOP硬度10.111.812.2

正/反冲击(in*lb)160/16030/5160/160

60°光泽81.090.099.5

20°光泽50.052.070.5

储存稳定性(40℃,天)>10>60>21

盐雾试验,500小时

蠕变性000

外观101010

耐湿性,60℃,504小时无变化无变化无变化

五、平滑的TMMGU无光粉末涂料

Powderlink1174固化的粉末涂料的一个独特性能是通过催化剂的选择能够将涂膜外观由光滑的表面改变为所希望的外观如平滑无光和皱纹表面,这一点是其他粉末涂料很难做到的。这种特性是不久前用环已烷基氨基磺酸(Cyclamicacid,Abbott实验室提供)作TMMGU粉末涂料催化剂时发现的(3,7),在与某些聚酯树脂搭配时,不用加蜡或二氧化硅就可得到60度光泽为35%∽45%平滑无光膜,并且具有良好的性能(参见表九和表十)。

表九和表十还列出了另外两个通过选择催化剂得到的无光粉末涂料配方及其涂膜性质。各种金属的磺酸盐用作1174粉末涂料的催化剂都可以得到很好的无光膜,甲磺酸锡是一种特别好的催化剂,它可以给出非常平滑的无光膜,且具有很好的耐冲击性能和其他机械性能。另外该涂料通过烘烤后不泛黄,且具有极好的耐老化性能。

表9、平滑无光1174粉末涂料配方

组份wt.wt.wt.

聚酯树脂Crylcoat310994.0

聚酯树脂Crylcoat349377.4

聚酯树脂Kuotex1000H63.6

安息香1.41.41.4

催化剂Cyclamicacid0.3

催化剂(2%甲磺酸锡母料)20.030.0

流平剂ResiflowP671.31.31.3

钛白粉R-96040.040.040.0

固化剂Powderlink11746.06.07.0

表10、平滑无光1174粉末涂料涂膜性质

涂膜性质CyclamicCrylcoatKuotex

acid34931000H

烘烤温度(℃)190190185

甲基乙基酮擦拭200+200+200+

涂膜外观光滑光滑光滑

涂膜厚度(密耳)2.52.42.0

黄变指数-2.4-3.9

KNOOP硬度10.712.812.4

正/反冲击(in*lb)90/60160/160160/160

60°光泽485043.1

20°光泽13118.8

盐雾试验,1008小时

蠕变性000

外观999

耐湿性,60℃,504小时无变化无变化无变化

图十一是一涂履环已烷基氨基磺酸催化的Powderlink1174无光粉末涂料样板的照片,很明显该涂料外观平滑,流平极佳。图十二是同一样板45倍显微照片。尽管手摸眼看样板是平滑的,但显微照片表明涂膜表面上布满了微小花纹,外观几乎是微粒状的。正是这种表面使光线发生有效散射,导致宏观平滑无光的涂膜表面。

六、耐久性TMMGU皱纹、花纹粉末涂料

皱纹、花纹粉末涂料正在赢得某些液体涂料甚至平滑粉末涂料所占据的传统市场,这种涂料令人爽心悦目,手感可从柔软的改变到坚韧的甚至粗糙或毛糙的。人们发现Powderlink1174粉末涂料用几种不同的胺封闭磺酸催化时,可得到外观极好的耐候皱纹粉末涂料(8)。虽然人们都知道有同类型的环氧基粉末涂料(9),但到目前为止,这类涂料还很难得到耐候性皱纹涂料。由于Powderlink1174粉末涂料本身具有极佳的耐候性能,因此使用胺封闭磺酸催化剂就可配制耐候性优异的皱纹粉末涂料。另外高的聚酯树脂/固化剂比(94/6)也使它具有经济优势。它的用途包括收录机、影碟机、计算机、家用电器及其它电子、电气产品、室外家具、栅栏、球场设施及卡车工具箱也是其潜在用途。

表十一列出了皱纹性TMMGU粉末涂料配方,在这些配方中用胺封闭磺酸作催化剂。配方A中催化剂为二甲基乙醇胺封闭的对甲苯磺酸盐(DMEA/P-TSA盐),配方B为二甲胺基丙醇封闭的对甲苯磺酸盐(DMAMP/P-TSA盐,氰特工业有限公司产,商品名为WL-catalystX-320)。配方C为三氟甲磺酸二乙胺盐(3M化工公司产品,商品名为FluoradFC-520催化剂)(10),所有这些催化剂都是以溶液形成得到的,必须与聚酯树脂通过熔融混合做成母料并除去溶剂。

表11、耐久的皱纹型1174粉末涂料配方

组份wt.wt.wt.

聚酯树脂Crylcoat310981.881.878.5

安息香2.42.42.4

DMEA/p-TSA(2.4%母料)12.50

DMAMP/p-TSA(2.4%母料)12.50

FC-520(1.9%母料)15.80

流平剂ResiflowP671.301.301.30

钛白粉R-96040.040.040.0

固化剂Powderlink11746.06.06.0

表12、耐久的皱纹型1174粉末涂料涂膜性质

涂膜性质DMEA/p-TSADMAMP/p-TSAFC-520

烘烤温度(℃)190175175

甲基乙基酮擦拭200+200+200+

涂膜外观重皱纹柔软皱纹粗糙皱纹

涂膜厚度(密耳)3.4/4.13.4/4.12.9/3.8

KNOOP硬度12.412.412.0

正/反冲击(in*lb)160/160130/130130/110

60°光泽12.07.94.3

20°光泽2.82.52.4

盐雾试验,1008小时

蠕变性000

外观999

耐湿性,60℃,504小时无变化无变化无变化

从表一十二可知,上述配方制备的皱纹粉末涂料性能都很好。配方A加入了0.3%的DMEA/p-TSA催化剂,得到仿皮感的重皱纹涂膜;配方B加入了0.3%DMAMP/p-TSA催化剂,得到一种令人愉快的无规花纹涂膜,它手感柔软更为平滑;而配方C加入了0.3%的FluoradFC-520催化剂,得到一种有点星状的皱纹涂膜,它手感较为粗糙或毛糙,令人联想起古老的铸铁表面。图一十三和一十四分别为WL-catalystX-320和FluoradFC-520封闭磺酸催化的1174粉末涂料样板的照片,他们都具有令人悦目的外观,只是花纹象上面所说的有点不同。他们的显微照片更能说明问题,图一十五是X-320的显微照片,其皱纹花样为无规状,宽度0.25∽0.50mm,平均膜厚5∽8密耳,无针孔(我们发现膜厚超过10密耳也没有针孔)。图一十六是FC-520的显微照片,它显示星状外观;星状花纹中心没有针孔,它只是好几条皱纹的会聚点;我们发现不论星形出现与否,该涂料都具有很好的性能。

采用新的聚酯树脂如Crylcoat3493,Kuotex1000H(产协企业股份有限公司产)和Rucote620(Ruco聚合物公司产)配制1174皱纹性粉末涂料,其性能具有良好的重现性。最近UCB化工公司推出的一种新的聚酯树脂Crylcoat820和一种新的皱纹性催化剂Crylcoat120,是为配制耐久性的1174皱纹粉末涂料专门设计的。另一途径是采用Synthron公司的SI32-18a催化剂,它是以附载在固体负载物上的形式提供的。所有以上产品与TMMGU正确配合的话都可以得到性能优异的美丽的皱纹性粉末涂料。表一十三和表一十四列出了一些配方及其涂膜性质。加入少量的着色颜料,则可以得到各种漂亮动人的彩色皱纹涂料。(见表一十五和表一十六)

表13、耐久的皱纹型1174粉末涂料配方

组份wt.wt.wt.wt.

安息香1.41.41.41.4

聚酯树脂Crylcoat349382.994.0

聚酯树脂Crylcoat82087.2

聚酯树脂Kuotex1000H82.9

催化剂X-320(2.5%母料)11.411.4

催化剂SI-32-18a1.5

流平剂ResiflowP671.31.31.31.3

钛白粉R-96040.040.040.040.0

固化剂Powderlink11746.06.06.36.0

表14、耐久的皱纹型1174粉末涂料涂膜性质

涂膜性质3493/1000H/820/3493/

X-320X-32012032-18a

烘烤温度(℃)190190190190

烘烤时间(min)20202020

甲基乙基酮擦拭200+200+200+200+

涂膜外观无规皱纹平滑皱纹无规皱纹无规皱纹

涂膜厚度(密耳)2.1/2.93.4/3.83.8/4.43.2/4.1

KNOOP硬度13.412.612.612.7

正/反冲击(in*lb)160/160160/160160/160160/160

60°光泽4.13.92.73.4

20°光泽2.32.22.22.2

盐雾试验,1008小时

蠕变性0000

外观10101010

耐湿性,60℃,504小时无变化无变化无变化无变化

表15、耐久的彩色皱纹型1174粉末涂料配方

组份蓝色洋红色绿色黑色

聚酯树脂Crylcoat349382.982.982.982.9

安息香1.41.41.41.4

X-320(2.6%母料)11.411.411.411.4

流平剂ResiflowP671.31.31.31.3

钛白粉R-96040.040.040.01.0

固化剂Powderlink11746.06.06.06.0

蓝颜料NCNF2.0

红颜料1226.0

绿颜料GLN2.0

碳酸钙20.0

黑颜料FW2002.0

表16、耐久的彩色皱纹型1174粉末涂料涂膜性质

涂膜性质蓝色绿色洋红色黑色

烘烤温度(℃)190190190190

烘烤时间(min)20202020

甲基乙基酮擦拭200+200+200+200+

涂膜厚度(密耳)3.03.02.03.2

KNOOP硬度12-1312-1312-1312.5

正/反冲击(in*lb)160/160160/160160/160160/160

60°光泽2.42.82.43.9

20°光泽0.81.80.80.4

盐雾试验,1008小时

蠕变性0000

外观10101010

耐湿性,60℃,504小时无变化无变化无变化无变化

七、结论

粉末范文篇6

1环氧粉末内防腐管生产工艺

1.1主要生产设备。空气压缩机、环氧粉末控制柜、环氧粉末流化床、文丘里泵、粉末喷枪、中频加热线圈。1.2生产工艺流程。通过调节控环氧粉末制柜的送粉及送风压力,使环氧粉末由流化床经喷枪,喷涂至已经通过中频加热的钢管内表面,环氧粉末受热融化,在钢管内表面形成均匀的防腐涂层。工艺流程图如2所示。

2环氧粉末内防腐管存在的质量问题术

厂内技术人员对上一年度环氧粉末内防腐管不合格项目的频数进行统计调查后,制作如表1所示。从表1中可看出,“橘皮严重”不合格频数最高,占总缺陷比例的58.10%,该项缺陷是导致环氧粉末内防腐管一次合格率偏低的主要质量问题,如图3所示。

3原因分析

厂内技术人员对现有生产工艺进行分析,最终找到以下三点导致环氧粉末内防腐管产生“橘皮严重”的质量问题的原因。3.1钢管除锈质量不合格。我单位钢管除锈采用压缩空气推动石英砂在钢管两端进行喷射除锈。对于小口径钢管,除锈喷嘴无法深入钢管内部进行除锈作业,导致钢管锚纹深度不符合标准要求,且由于石英砂在与钢管内壁高速撞击摩擦的过程中粉碎,产生大量粉尘,在污染环境的同时也会导致钢管内壁灰尘度超标,从而引起环氧粉末涂层出现橘皮严重、附着力不达标等质量问题[1]。3.2喷枪结构不合理。现有喷枪由喷粉管和不锈钢管组成,喷枪头为直通式。环氧粉末沿钢管方向喷出,粉末弥漫在钢管内部空间,而不是直接喷涂在钢管内壁上。由于粉末喷出距离过长,与钢管内壁接触面积较小,导致涂层厚度不均匀,从而产生橘皮严重的质量问题。3.3中频加热线圈不匹配。现有钢管预热工艺是采用中频线圈对钢管进行加热,中频加热装置的工作原理如下:中频设备是将把三相工频交流电,整流后变成直流电,然后将直流电变为可调节的中频电流,供给由电容和感应线圈(即中频加热圈)里流过的中频交变电流,在感应圈中产生热量和高密度的磁感线,并切割感应圈里的金属管材,在金属管材中产生很大的涡流,涡流使原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能,达到加热钢管的作用[2],如图4所示。由法拉第电磁感应定律知,感应线圈匝数直接影响钢管中电动势的大小,以某一确定规格的感应线圈加热以恒定速度行进的钢管为例,钢管横截面可视为闭合线圈,磁通量变化率由中频电源频率及闭合回路中磁感应强度决定,若感应加热圈尺寸过大,其中心钢管内壁磁感应强度越弱,感应电动势越小。钢管内壁升温速率慢,其热损失大,达不到粉末固化所需要的温度要求,粉末未充分固化将导致橘皮严重的质量问题的产生。

4整改措施

通过对环氧粉末内防腐管质量问题的分析,确定了三个设备方面的原因。为提高环氧粉末内防腐管产品质量,技术人员实施了以下三条整改措施:4.1钢管内抛丸除锈取代石英砂喷射除锈。通过厂内设备部门购进钢管内壁抛丸清理机,使用钢丸喷射除锈代替原有石英砂喷射除锈工艺。该设备可将喷杆及喷枪深入到钢管内壁,采用压缩空气将钢丸用喷枪喷射到钢管的内壁上,通过喷丸清理,可以除去钢管内表面的氧化皮、锈蚀及其他异物,使钢管内表面光洁,达到清理的目的。由于钢丸的硬度远大于石英砂,在喷射过程中不易粉碎,减少了粉尘的产生。钢管内壁锚纹深度、清洁度、灰尘度等指标也可以得到很好的控制,从而保证了钢管内壁除锈质量。4.2采取扩散头喷枪取代直通式喷枪。为加大环氧粉末与钢管内壁的接触面积,使粉末以一定角度喷射在钢管内壁上,技术人员将原有直通式喷枪进行改造,加装了喇叭状扩散头,喷枪头内壁应选用三点式支撑,在保证其稳定性的同时,还保证了环氧粉末顺利通过枪头喷出。如图5所示。4.3更换合适中频加热圈。目前厂内所用钢管中频加热圈,存在线圈间距不一、线圈尺寸过大等情况。实际加热效率低,钢管内壁难以达到粉末所需温度技术人员通过计算与统计,通过设备部门购进与加热钢管直径相配备的不同规格的中频加热圈,从而减少热损失,保证了钢管预热温度,如图6所示。

5结论

我单位内通过对钢管除锈系统、粉末喷涂系统、中频加热系统进行设备改造及更新,有效的减少了环氧粉末内防腐管“橘皮严重”质量问题的发生,从而提高了环氧粉末内防腐管一次合格率。有力的保证了我单位环氧粉末内防腐管道产品质量,增强了企业的竞争力、提高了客户的满意度。

参考文献

[1]SY/T0442-2018,钢质管道熔结环氧粉末内防腐层技术标准.

粉末范文篇7

由俞翔霄、俞赞琪和陆惠英共同编著、化学工业出版社出版的《环氧树脂电绝缘材料》一书,总结了环氧树脂电绝缘材料的研制和应用经验,系统介绍了各种类型环氧树脂电绝缘材料的配方设计、固化剂和辅助配料、制备流程、工艺条件及其与材料性能的相关性原理,反映了近年来环氧树脂绝缘材料的发展和应用成果,同时对其应用领域及其发展趋势做了概略介绍,坚持理论与实践相结合,将理论、分析、实践、经验各个方面融会贯通,是一本集可读性、实用性、价值性于一体的专业类图书,可供从事电气绝缘材料研制、生产和应用人员及教学单位的科技人员参考和应

一、框架合理,内容全面

《环氧树脂电绝缘材料》全书共分为十四个章节,以环氧树脂电绝缘材料的发展及形成特点为线索展开,从设计原理、产品性能及实际应用三个角度入手,为读者了解多个不同环氧树脂电绝缘材料提供依据。第一章是“概论”,首先总括了绝缘材料的发展历程与未来发展趋势,进一步归纳分析了绝缘材料的各个分类编号、基本特性及其在电气工业中的作用,并阐述了环氧树脂在电气产品中的应用。第二章是“环氧树脂及其固化剂和辅助材料”,先后介绍了环氧树脂的种类及其相关固化、固化剂和辅助材料的分类及应用。第三章是“环氧树脂绝缘漆及胶”,概述了绝缘漆的定义、用途、相关分类,分别介绍了环氧绝缘浸渍漆、环氧覆盖绝缘漆、环氧胶粘漆及胶、环氧绝缘粉末涂料,提出了环氧绝缘漆的发展前景。第四章至第八章分别从原料的选择、配方的设计原理及相关制造工艺和设备使用、产品性能等方面对环氧绝缘漆、层压绝缘制品、云母绝缘制品、引拔成型制品、缠绕制品、浸渍及浇注制品等内容做了具体阐述。第九章是“环氧玻璃纤维浸渍制品”,阐述了环氧玻璃制品的设计原理、制造工艺、性能及用途。第十章是“环氧浇注制品”,介绍了环氧浇注原材料、工艺实例及不同浇注原料的研发使用。第十一章是“环氧树脂在电力电容器绝缘介质中的应用”,归纳总结了电容浸渍器的选择、配制及应用。第十二章是“绝缘材料老化”,主要论述了绝缘材料的老化机理以及老化评定。第十三章是“环氧树脂电绝缘材料制造和应用的安全与防护”。第十四章是“环氧树脂绝缘材料生产与应用中的三废治理”,提出了废气、废水、废料的“三废”治理措施。

二、环氧绝缘粉末涂料在室内设计中的应用

环氧绝缘粉末涂料具有节能环保、无挥发性有机物的排放、安全性能高等特点。近年来,国内粉末涂料技术在室内设计中的应用发展迅速。随着国民生活水平的提高,人们对于家居环境也越来越重视,室内设计成为满足人们不同功能需求、体现主人的文化修养的重要表现方式,室内设计市场对新材料和新工艺的需求也越来越强烈。其中,环氧树脂的出现和使用给室内设计装修提供了新的思路和方式,尤其环氧绝缘粉末涂料的使用,更弥补了室内软装配饰设计中的部分空白。以环氧绝缘粉末涂料在不同类型室内装饰中的应用为例,其在室内设计中的应用主要发挥保护、装饰和掩饰产品缺陷的作用。在卫生间设计中,由于卫生间在日常生活中多水多电,这两种介质在一起具有极强的危险性,环氧绝缘粉末涂料可为这样的环境覆盖一层潜在保护层,极大程度上提高了人们在卫生间活动的安全性。

三、环氧绝缘粉末涂料在室内设计应用中的发展趋势

借助环氧树脂制成的环氧绝缘粉末涂料可通过改变固化剂的种类,得到坚硬、耐磨的多种涂膜,以适应不同条件下的应用,其安全高效的特点已成为大多数室内设计者的首要选择。但在此基础上,研究人员还应在产品的节能、差异化等方面作为未来发展方向给予足够重视。首先表现在节能方面,在绿色环保概念的倡导下,越来越多的室内设计开始考虑材料的环保性能,环氧绝缘粉末涂料虽然保持了一定的节能环保性,但也要继续研究开发,不断适应时展下的环保新要求。其次表现在产品差异化方面,产品和服务的个性差异化是促进生产企业生存和可持续化发展的重要手段,多品种的功能性环氧粉末涂料品种的相继问世,给相关的技术研究人员提供了更多可发展空间。

粉末范文篇8

耐久性粉末涂料具有很好的耐光致老化与降解性能,它即可用于室内制品的涂装,也可用于室外制品的涂装。为了得到良好的室外涂膜性能,粉末涂料所有组份包括交联剂,必须具有良好的耐光致老化与降解性能。氨基树脂交联剂如密胺类树脂具有优异耐久性能而广泛应用于液体涂料工业;由于几十年来良好的记录,它们成为液体涂料的首选交联剂,并且可得到低成本、耐久的、光稳定的坚硬涂膜。

Powderlink1174树脂(氰特工业有限公司生产,以下简称1174)是另一种氨基树脂交联剂,它是以甘脲而不是以密胺为基础的。人们都知道甘脲型氨基树脂涂料具有优异的室外耐久性能,而1174它主要是单体的四甲氧基甲基甘脲(TMMGU),它是高熔点的非粘性、不结块、易粉碎的固体,特别适合于室外型耐久粉末涂料的配制。产品1174其熔点高于90℃,它的主要成份TMMGU结构如图一所示。本论文我们将对Powderkink1174固化的粉末涂料配方研究和开发的最新成果作一论述(1)。

二、Powderlink1174交联剂和催化剂的特殊作用

在酸催化剂的存在下,氨基树脂交联剂包括1174,能够和含有羟基、羧基、酰胺基、氨基甲酸酯、硫醇基及氨基官能团的聚合物反应并交联。酸催化剂如PowderlinkMTSI催化剂(甲苯基甲基磺酰亚胺,氰特工业有限公司生产),可促进TMMGU中甲氧基甲基官能团与聚合物链上反应性官能团的交换反应,形成交联网络并生成甲醇。该反应如图二所示。前文中(2,3)我们讨论了几种有效催化剂,通过选择不同的催化剂,使用1174可得到多种多样的粉末涂料,如高光的、无光的和皱纹的粉末涂料。另外使用添加剂常常可以改变指定酸催化剂的强度,采用这种方式也可以使涂料的性能和外观得到明显的改善。我们发现使用磺酰亚胺催化剂MTSI,可以得到平滑的、无缺陷的、高光泽的厚膜涂料(4)。

三、高光泽无缺陷厚膜粉末涂料

对绝大多数最终用途来说,粉末涂层的典型膜厚不超过3密耳,近几年来粉末涂料涂膜厚度的发展趋势是趋于薄层化。很明显如果1.5∽2密耳的涂层能得到同样的外观和保护效果,3∽4密耳的涂层就有点浪费了。但是在某些用途中要求厚膜涂层,例如欧洲建筑涂料就有这种特殊要求。在欧洲建筑涂料要标上“合格”标签需要经过严格审批,合格涂料要求最低膜厚为2.4密尔(60微米)。为了达到上述膜厚,并考虑到法拉第屏蔽效应(在工件某些区域粉末的静电排斥效应),施工者不得不喷涂得比所需膜厚更厚,偶尔膜厚高达5密耳,图三描绘了这种情况。尽管用TMMGU和MTSI制造的粉末涂料固化时挥发份只有典型聚氨酯粉末涂料的一半左右(3),如果不使用助剂,甲醇的挥发将在膜比较厚(>3.5密耳)的地方造成针孔。为了使Powderlink1174粉末涂料能够得到厚度大于5密耳的无缺陷涂膜,我们做了很多努力研究其配方。

为了膜厚达到3.5密耳的涂膜充分脱气,防止针孔,1174粉末涂料必须有足够的流动性并且有足够时间让涂料在固化前充分‘愈合’其缺陷。粉末涂料,包括TMMGU粉末涂料固化时的流动性和流度,都可以用流变仪方便地测定(5)。

四、流变性、添加剂和厚膜涂层

本研究中平板流变仪使用RheometricRMS-605力学谱图仪,试验中复合粘度地测定在升温速度2℃/min,切变频率10rad/s,并改变应力的条件下进行。流变仪测定每一剪切应力下的弹性模量(G′)和损失模量(G″)。从这些数据我们可计算出流动指数、平均流度、固化起始温度和最低粘度。再将这些数据与粉末涂料性质即凝胶时间和斜板流动性以及固化膜性质,特别是外观和无针孔时的膜厚进行比较。

图四是一典型固化流变图,图的纵坐标为动力粘度(η,其定义见表一),横坐标为温度。实验的开始,温度很低,粘度非常大;开始加热后,粘度随着温度的上升几乎是以指数级地下降;达到一定温度后,交联反应开始,粘度不再下降;然后随者温度的进一步上升;粘度急剧上升;最终,交联反应停止,动力粘度保持为常数。固化起始温度是按图四所示方式确定的。

流动指数计算方式如图五所示,粘度代表阻止流动的能力,流度代表流动的能力。图五是流度既粘度的倒数对样品在2℃/min加热速度下加热时间作图所得。动力粘度η对于描述低粘度(高流度)下的流变性能比较好。粉末涂料的流平性不仅取决于低的粘度,而且取决于它保持在低粘度下的时间长短。对流度时间曲线下一直到凝胶点的区域进行积分,所得到的数值即流动指数。流动指数的单位压力的倒数,1/Pa,它可以被认为是单位压力下每密耳厚的膜侧向流动的距离(密耳)。

表二列出了用Powderlink1174交联剂配制的粉末涂料配方及其性能。图六显示了安息香,一种常用的粉末涂料脱气剂对流变性质的影响。标有1的曲线没有加安息香,标有2的曲线加了配方量的1.4%,标有3的曲线加了2.4%的安息香。安息香的加入降低了玻璃化温度,增加了固化起始温度。使用增塑剂是配制厚膜PMMGU粉末涂料的途径之一,但是安息香用量超过配方量的1.4%后对性能几乎没有改善;安息香用量为1.4%和2.4%时都可以得到3.2-3.5密耳厚的无针孔涂膜。

低溶解性的弱碱如碳酸钙和氧化镁可很好的延缓酸催化作用、调节固化进程,以使涂料完全固化前厚膜部位得以充分脱气。图七和表三说明碳酸钙的加入可以增加流动指数、平均流度和固化起始温度,最小粘度略有下降。结果是凝胶时间变长,在不改变斜板流动性情况下可得到外观更好的无针孔厚膜(∽4密耳)涂层。

好在甘脲型氨基树脂的固化速度率可以通过加入催化剂以及对催化剂有作用的助剂来调节。TMMGU粉末涂料中使用胺添加剂可提供更为广阔的配方范围。例如在使用氨基树脂固化剂的热固性液体涂料中,常常使用‘封闭胺’作为催化剂体系的一部分以获得更好的包装稳定性(6)。一般来讲使用胺封闭的体系要比不封闭的体系固化速率低;这是因为在这种体系中实际上存在着质子化的胺,即一种弱酸(高的pKa)。当喷涂好的涂料烘烤时,胺挥发导致催化剂有效解封闭,酸强度增加(低的pKa),从而促使氨基树脂交联反应以较高速度进行。胺封闭酸催化剂体系的pKa和挥发性对固化进程有决定性的影响。

在MTSI催化的TMMGU粉末涂料配方中,DABCO三乙烯二胺(一种非泛黄性固体胺,缩写为TED,空气产品和化工公司生产)的影响如图八和表四所示。TED的加入会导致流动指数(流度对时间的积分)和平均流度(平均粘度的倒数)增加,另外最低粘度会降低,起始固化温度会上升。结果使凝胶时间变长,斜板流动性更好,从而使外观得到改善(平滑桔皮)的厚膜涂层。TED用量最大(0.5%重量)时,不发生固化反应,因此表中没有列出其数据。

在甘脲固化的粉末涂料中,加入那些能够提高酸催化剂pKa的非泛黄性胺添加剂,虽然不能完全但基本可以防止粉末涂料在其粒子开始熔融阶段和聚结阶段发生交联反应。熔融膜可以达到较低的粘度和更好的流平。随着进

一步的加热,封闭胺的挥发也可防止膜表面过早的热固化或‘结皮’,促进‘表面愈合’。四甲基哌醇(TAA-o1,赫斯公司生产),一种作为阻位胺光稳定剂中间体而出售的非泛黄性固体胺有类似作用。用上述两种添加剂都可以得到非常平滑的、高光泽的、厚达5密耳的无针孔膜。(见表五和表六)

采用复合添加剂的方式甚至可以得到更厚的无缺陷膜。加入配方量5%的增塑剂单硬酸铝和0.3%的TED的效果如图九所示。TED和单硬脂酸铝复合使用可大幅度的降低最低粘度(3.1Pa?s),提高流动性;这样可以得到厚达17

密耳的无针孔涂膜,在正常膜厚(1∽3密耳)时其性能保持良好。当这个复合添加剂应用于高Tg,高分支聚酯树脂Crylcoat3493(UCB化学公司生产)配制的粉末涂料时,流动性仍然很好(最低粘度31Pa?s),无针孔膜厚度可达10密耳;该配方的优点是具有极好的储存稳定性,它既可以在较高温度下快速固

化,也可以在较低温度下固化。TAA-o1和单硬脂酸铝复合添加剂也有相似效果(参见表七和表八)。

五、平滑的TMMGU无光粉末涂料

Powderlink1174固化的粉末涂料的一个独特性能是通过催化剂的选择能够将涂膜外观由光滑的表面改变为所希望的外观如平滑无光和皱纹表面,这一点是其他粉末涂料很难做到的。这种特性是不久前用环已烷基氨基磺酸(Cyclamicacid,Abbott实验室提供)作TMMGU粉末涂料催化剂时发现的(3,7),在与某些聚酯树脂搭配时,不用加蜡或二氧化硅就可得到60度光泽为35%∽45%平滑无光膜,并且具有良好的性能(参见表九和表十)。

表九和表十还列出了另外两个通过选择催化剂得到的无光粉末涂料配方及其涂膜性质。各种金属的磺酸盐用作1174粉末涂料的催化剂都可以得到很好的无光膜,甲磺酸锡是一种特别好的催化剂,它可以给出非常平滑的无光膜,且具有很好的耐冲击性能和其他机械性能。另外该涂料通过烘烤后不泛黄,且具有极好的耐老化性能。

图十一是一涂履环已烷基氨基磺酸催化的Powderlink1174无光粉末涂料样板的照片,很明显该涂料外观平滑,流平极佳。图十二是同一样板45倍显微照片。尽管手摸眼看样板是平滑的,但显微照片表明涂膜表面上布满了微小花纹,外观几乎是微粒状的。正是这种表面使光线发生有效散射,导致宏观平滑无光的涂膜表面。

六、耐久性TMMGU皱纹、花纹粉末涂料

皱纹、花纹粉末涂料正在赢得某些液体涂料甚至平滑粉末涂料所占据的传统市场,这种涂料令人爽心悦目,手感可从柔软的改变到坚韧的甚至粗糙或毛糙的。人们发现Powderlink1174粉末涂料用几种不同的胺封闭磺酸催化时,可得到外观极好的耐候皱纹粉末涂料(8)。虽然人们都知道有同类型的环氧基粉末涂料(9),但到目前为止,这类涂料还很难得到耐候性皱纹涂料。由于Powderlink1174粉末涂料本身具有极佳的耐候性能,因此使用胺封闭磺酸催化剂就可配制耐候性优异的皱纹粉末涂料。另外高的聚酯树脂/固化剂比(94/6)也使它具有经济优势。它的用途包括收录机、影碟机、计算机、家用电器及其它电子、电气产品、室外家具、栅栏、球场设施及卡车工具箱也是其潜在用途。

表十一列出了皱纹性TMMGU粉末涂料配方,在这些配方中用胺封闭磺酸作催化剂。配方A中催化剂为二甲基乙醇胺封闭的对甲苯磺酸盐(DMEA/P-TSA盐),配方B为二甲胺基丙醇封闭的对甲苯磺酸盐(DMAMP/P-TSA盐,氰特工业有限公司产,商品名为WL-catalystX-320)。配方C为三氟甲磺酸二乙胺盐(3M化工公司产品,商品名为FluoradFC-520催化剂)(10),所有这些催化剂都是以溶液形成得到的,必须与聚酯树脂通过熔融混合做成母料并除去溶剂。

从表一十二可知,上述配方制备的皱纹粉末涂料性能都很好。配方A加入了0.3%的DMEA/p-TSA催化剂,得到仿皮感的重皱纹涂膜;配方B加入了0.3%DMAMP/p-TSA催化剂,得到一种令人愉快的无规花纹涂膜,它手感柔软更为平滑;而配方C加入了0.3%的FluoradFC-520催化剂,得到一种有点星状的皱纹涂膜,它手感较为粗糙或毛糙,令人联想起古老的铸铁表面。图一十三和一十四分别为WL-catalystX-320和FluoradFC-520封闭磺酸催化的1174粉末涂料样板的照片,他们都具有令人悦目的外观,只是花纹象上面所说的有点不同。他们的显微照片更能说明问题,图一十五是X-320的显微照片,其皱纹花样为无规状,宽度0.25∽0.50mm,平均膜厚5∽8密耳,无针孔(我们发现膜厚超过10密耳也没有针孔)。图一十六是FC-520的显微照片,它显示星状外观;星状花纹中心没有针孔,它只是好几条皱纹的会聚点;我们发现不论星形出现与否,该涂料都具有很好的性能。

采用新的聚酯树脂如Crylcoat3493,Kuotex1000H(产协企业股份有限公司产)和Rucote620(Ruco聚合物公司产)配制1174皱纹性粉末涂料,其性能具有良好的重现性。最近UCB化工公司推出的一种新的聚酯树脂Crylcoat820和一种新的皱纹性催化剂Crylcoat120,是为配制耐久性的1174皱纹粉末涂料专门设计的。另一途径是采用Synthron公司的SI32-18a催化剂,它是以附载在固体负载物上的形式提供的。所有以上产品与TMMGU正确配合的话都可以得到性能优异的美丽的皱纹性粉末涂料。表一十三和表一十四列出了一些配方及其涂膜性质。加入少量的着色颜料,则可以得到各种漂亮动人的彩色皱纹涂料。(见表一十五和表一十六)

七、结论

粉末范文篇9

1前言

天然气是一种高效、洁净的能源。在功率相同的条件下,燃烧天然气所产生的CO2、NOx、CO量比燃烧油或煤都少。而且没有烟尘又极少SO2的污染。天然气既可以为燃料来获得热能,又可以实现冷热电联产。就上海而言,天然气的供应较为丰富.距上海370公里的东海平湖油田,已探明储量折合天然气约400亿m3,1999年4月开始向上海浦东地区日供天然气120万m3;,等到2003年“西气东输”的实现将为上海提供更充足的气源。

近年来,人们对空调的需求不断增加,用电量也随之剧增,特别是加重了夏季的用电负荷。如果部分改用天然气作驱动能源,不仅能够调整能源结构,降低环境污染,两且能够对电和燃气分别起到削峰、填谷的作用。

在国外,尤其是能源紧缺、环保要求高的国家里。使用煤气空调已较普遍,具有先进的技术和成熟的经验。1994年,上海市煤气公司在美华大楼开始使用煤气空调系统,以后在上海图书馆、天然气公司等大楼都使用了人工煤气或天然气空调系统。

2天然气空调冷热源机组

,天然气在空调系统中的应用主要有三种方式:一是利用天然气燃烧产生热量的吸收式冷热水机组;二是利用天然气发动机驱动的压缩式制冷机;三是利用天然气燃烧余热的除湿冷却式空调机。

2.1天然气直燃型溴化锂吸收式冷热水机组

吸收式冷热水机组主要由发生器、冷凝器、节流机构、蒸发器和吸收器等组成,工质是两种沸点不同的物质组成的二元混合物。当前以水-溴化锂为工质对的直燃型溴化锂吸收式冷热水机组应用较为广泛。溴化锂稀溶液受燃烧直接加热后产生高压水蒸汽,并被冷却水冷却成冷凝水,水在低压下蒸发吸热,使冷冻水的温度降低;蒸发后的水蒸气再被溴化锂溶液吸收,形成制冷循环。当冬天需要供暖时,由燃烧加热溴化锂稀溶液产生水蒸气,水蒸气凝结时释放热量,加热采暖用热水,形成供热循环。

由于溴化锂水溶液需要在发生器中吸收热量,产生水蒸汽,因此可以来用直接燃烧天然气的来提供这部分热量,即以天然气为燃料的直燃型溴化锂吸收式冷热水机组。该机组既可以制冷,又可以供热。如果在高压发生器上再加一个热水换热器,就可以同时提供生活用热水,达到一机三用和省电的目的.而且使用天然气的直燃型溴化锂吸收式冷热水机组还有下面的优点:

(1)由于通过直接燃烧天然气来加热吸收器内的溴化锂溶液,因此省去了由锅炉产生蒸汽,再由蒸汽加热溴化锂溶液的二次加热过程,提高了传热效率。同时,因省去了锅炉而大大减少了占地面积及设备、土建初投资。

(2)由于以燃烧天然气的方式提供热量,避免了间接通过烧煤或油锅炉提供热量的方式,降低了环境污染,调整了能源结构。

(3)直燃型溴化铿吸收式机组除功率较小的泵外,没有其他运动部件,机组噪音和振动都很小。

(4)直燃型溴化锂吸收式机组用吸收器和发生器代替了压缩机,因此大大降低了电耗。但这种直燃型冷热水机组与水冷离心式和螺杆冷水机组相比,一次能耗大,制冷效率低,而且不适用于热负荷大,生活热水用量大的建筑物。

2.2天然气发动机驱动的压缩式制冷机

压缩式制冷主要是制冷剂在压缩机(螺杆式、往复式、离心式)、冷凝器、节流机构、蒸发器等设备中循环流动,完成制冷、制热的过程。传统上压缩机是由电带动进行工作的,因此设备耗电量较大.把天然气用于压缩式制冷机,即通过燃烧天然气的狄塞尔发动机或者燃气轮机提供动力,来推动制冷压缩机运转。

用天然气发动机驱动的压缩式制冷机具有以下优点:

(1)用天然气发动机驱动压缩机运转,可以根据室内温度变化调节发动机,使之以最高效率运转,实现快速制冷和节能;

(2)由于压缩机并不通过煤或油发电驱动,而是用天然气发动机,因此减少了对环境的污染。

(3)天然气发动机驱动的压缩式制冷机组除一些辅助设备外,基本不耗电。而且避免了用电高峰时因电力不足成停电造成的电动压缩式制冷机无法运转的麻烦。

(4)天然气发动机驱动的压缩式制冷机除可以制冷、供暖外,还可以回收天然气发动机的尾气废热,所以提高了机组的供暖能力。

2.3天然气用于除湿冷却式空调机

要达到室内的温湿度要求,仅依靠常规的制冷机组对于新风负荷较大,而室内湿度要求低的环境是不够的.为了满足要求,可以在机组中加入转轮除湿机先对室外空气进行除湿处理。在该机组中,室外新风首先进入转轮除湿机,除湿后进入空调机进行处理,再进入空调房间,完成制冷或制热过程。

转轮除温机由吸湿转轮、传动机构、外壳、风机及再生用加热器组成。用来吸收室外新风中水分的吸湿剂一般为硅胶或分子筛.当吸温剂达到含湿量的极限时,会失去吸湿能力,为了重复使用,需要进行再生处理。再生是用180—240℃的热空气即再生空气来加热除湿剂,使其空隙中的水分蒸发。而热空气就是通过在再生用加热器中利用天然气燃烧后尾气的废热与空气进行热交换获得的。

天然气用于除温冷却式空调机有下面的优点:

(1)天然气燃烧后尾气的余热用来加热再生空气,充分利用余热,起到节能的作用。

(2)除温冷却式空调因新风经过除湿处理,能够承担较大的冷负荷和湿负荷。节约了能耗,有较好的经济性.而且避免了制冷剂的蒸发温度过低影响制冷效率,也避免了凝结水排放不当造成的渗漏。

3.办公楼采用天然气作为空调驱动能源的经济性分析

以上海地区商用分公楼为对象,通过对四种典型的空调冷热源设计方案进行经济比较,分析天然气应用于空调系统的优缺点。

3.1方案简介

3.1.1办公楼概况

建筑面积20000m2,楼层数20层,钢筋混凝土结构,宙培面积比为1/3。该建筑物高峰负荷时:夏季供冷量QL2326kw(8374MJ/h);冬季供热量QR2868kw(10325MJ/h)。

设计条件:夏季室外空气设计温度tw.n=34℃,湿球温度28.4℃,空气烙92kJ/kg,室内设计温度tN=25℃,空气焓50kJ/kg;冬季室外空气设计温度tW.M=-4℃,空气焓0kJ/kg。

3.1.2冷热源系统方案

表1冷热源系统方案

项目冷热源冷源容量热源容量

方案一离心式冷水机组+油锅炉11631kw×2台制热量940kw×2台

方案二直燃型机组(天然气)1163kw×2台制热量973kw×2台

方案三直燃型机组(轻油)1163kw×2台制热量973kW×2台

方案四热泵11632kw×2台制热量1058kw×2台

3.2冷热源机组设备投资

这里仅讨论设备费及安装费,土建费应另考虑。至于天然气和电的增容费,目前上海市已可申请减免。

3.2.1冷热源主机设备费用

不同容量的冷热源机组设备费用以下图表示。具体主机设备费用见下表2。

表2主机设备费用单位:万元

费用类别方案一方案二方案三方案四

设备费冷源机组192.2264.6264432

热源机组88.8

1冷吨=12.66MJ/h=3.52kw

3.2.2辅机费用

辅机费用主要指冷却水泵、冷却塔和锅炉给水泵等设备的费用,见下表3。

表3辅机费用辅机名称功率或型号价格(万元/台)辅机数量

水泵18.51kw0.694方案1:2台

30kw0.906方案1-4:各2台

37kw1.088方案2、3:各2台

冷却塔LBC-M1506.200方案1:2台

LBC—M20011.200方案2、3:各2台

锅炉给水泵2.21kw0.250方案1:2台

3.2.3设备安装费用

主、辅机设备安装费用,除热泵以设备费用的15%计外,其它设备以25%计。

3.3年运行费

年运行费包括能耗费、维修费和人工费.由于各方案的人工费差不多,比较时可以略去。固定费,包括设备折旧费、占有空间费、利息和税金等,暂不予考虑。

3.3.1能耗费用

(1)对各冷热源方案进行能耗分析

a.制冷机组的全年能耗

在制冷系统容量和运行时间一定时,全年能耗取决于制冷组的类型、单机容量、台数、不同机型不同容量机组的搭配方式等.如果知道机组的额定冷量和部分负荷调节特性,结合用户全年冷负荷的分布,就可以其全年能耗。

美国制冷学会ARI-550标准中提出综合部分负荷能耗值IPLV(IntegratedPantLoadValue)和部分负荷值APLV(ApplicationPartLoadValue):

IPLV=0.05A十0.30B十0.40C十0.25D

APLV=IPLV/T

式中:A--100%负荷时的耗能量;

B--75%负荷时的耗能量;

C--50%负荷时的耗能量;

D--25%负荷时的耗能量;

T--制冷机组全年运行时间(h/a)。

制冷系统全年能耗为:

ER=IPLV,或ER=APLV×T

b.热源机组的全年能耗

表4:各方案全年能耗

方案一离心式+油锅炉方案二直燃式(气)方案三直燃式(油)方案四热泵

耗电Mwh/a主机冬季8.46.17.1267.2

主机夏季341.210.812.5598.5

辅机160.5196.1196.1109.1

小计510.1213.0215.7974.8

耗油t/a主机冬季87.8--84.5--

主机夏季----133.5--

小计87.8--218.0--

耗气1000Nm3/a主机冬季--85.7----

主机夏季--135.5----

小计--221.2----

一次能耗GJ/a主机冬季3843401537232992

主机夏季3519636158976702

辅机1797219621961222

小计9159125721181610916

单位面积一次能耗MJ/m2.a458.0628.4590.8546.0

(天然气热值取46.05MJ/Nm3,油锅炉燃油热值取42.71MJ/kg,轻油热值取43.12MJ/kg)

在实际应用中,热源机组的系统负荷率往往比较低。为了便于,一般采用间歇调节年,假定机组成者处于满负荷运行,或者处于停机。把全年的热负荷总量qh(kJ/a)与热源机组额定出力qH(kJ/h)之比,定义为“全年当量满负荷运行时间τEH”,即τEH=qh/qH。

热源机组全年能耗为

EH=τEH·WH

式中:WH--热源机组满负荷运行时的单位能耗,(kJ/h)

如果机组实际运行时间为TH,定义平均负荷率ξ:

ξ=τEH/TH

则系统总耗能为

EH=WH·TH·ξ

c.各冷热源方案全年能耗汇总

考虑各方案辅机的能耗消耗,并综合前面主机机组的能耗得到下面各方案全年主机与铺机的能耗如下表4:

考虑6月1日-9月31日和11月1日-次年3月31日,全年空调期间(共274天)有休息日78天,在加上元旦、新年放假,实际空调系统运行时间为计算的70%,修正后的空调系统实际能耗见表5。

表5各方案考虑休息日停机后的全年能耗

方案一离心式+油锅式方案二直燃式(气)方案三直燃式(油)方案四热泵

耗电总量Mwh/a357.1149.1151.0682.4

耗油总量吨/a61.5--152,6--

耗天然气总量103Nm3/a--154.8----

一次能耗总计GJ/a6625880382727642

单位面积一次能耗GJ/m2.a331.2440.0413.7382.3

在表4、表5中,电力资源是二次能源,需要转换成一次能源的能耗。由于上海的发电厂全是燃煤电厂,因此电力资源折算成一次能源时采用下面公式:

W''''=W/(ηf×ηw)

W--机组耗电量;

W''''--电力折算一次能耗量;

ηf-燃煤电厂发电热效率,取35%;

ηW-电网输送效率,取92%;

如果考虑火电机组在调蜂运行时的发电效率只有约25%,方案一和方案四的一次能耗将显著增大。

(2)全年能耗费用

在上海价格体系下,电价为1元/kwh,轻油价格为3.2元/kg,天然气价格为2.1元/Nm3。根据前面能耗,得到各方案的全年能耗费,如表6。

表6各方案全年能耗费用

项目方案一离心式+油锅式方案二直燃式(气)方案三直燃式(油)方案四热泵

总电费(万元/年)35.7114.9115.1068.24

总油费(万元/年)19.68--48.83--

天然气费(万元/年)--32.51----

总能耗费(万元/年)55.3947.4263.9368.24

3.3.2年维修费用

粉末范文篇10

耐久性粉末涂料具有很好的耐光致老化与降解性能,它即可用于室内制品的涂装,也可用于室外制品的涂装。为了得到良好的室外涂膜性能,粉末涂料所有组份包括交联剂,必须具有良好的耐光致老化与降解性能。氨基树脂交联剂如密胺类树脂具有优异耐久性能而广泛应用于液体涂料工业;由于几十年来良好的记录,它们成为液体涂料的首选交联剂,并且可得到低成本、耐久的、光稳定的坚硬涂膜。

Powderlink1174树脂(氰特工业有限公司生产,以下简称1174)是另一种氨基树脂交联剂,它是以甘脲而不是以密胺为基础的。人们都知道甘脲型氨基树脂涂料具有优异的室外耐久性能,而1174它主要是单体的四甲氧基甲基甘脲(TMMGU),它是高熔点的非粘性、不结块、易粉碎的固体,特别适合于室外型耐久粉末涂料的配制。产品1174其熔点高于90℃,它的主要成份TMMGU结构如图一所示。本论文我们将对Powderkink1174固化的粉末涂料配方研究和开发的最新成果作一论述(1)。

二、Powderlink1174交联剂和催化剂的特殊作用

在酸催化剂的存在下,氨基树脂交联剂包括1174,能够和含有羟基、羧基、酰胺基、氨基甲酸酯、硫醇基及氨基官能团的聚合物反应并交联。酸催化剂如PowderlinkMTSI催化剂(甲苯基甲基磺酰亚胺,氰特工业有限公司生产),可促进TMMGU中甲氧基甲基官能团与聚合物链上反应性官能团的交换反应,形成交联网络并生成甲醇。该反应如图二所示。前文中(2,3)我们讨论了几种有效催化剂,通过选择不同的催化剂,使用1174可得到多种多样的粉末涂料,如高光的、无光的和皱纹的粉末涂料。另外使用添加剂常常可以改变指定酸催化剂的强度,采用这种方式也可以使涂料的性能和外观得到明显的改善。我们发现使用磺酰亚胺催化剂MTSI,可以得到平滑的、无缺陷的、高光泽的厚膜涂料(4)。

三、高光泽无缺陷厚膜粉末涂料

对绝大多数最终用途来说,粉末涂层的典型膜厚不超过3密耳,近几年来粉末涂料涂膜厚度的发展趋势是趋于薄层化。很明显如果1.5∽2密耳的涂层能得到同样的外观和保护效果,3∽4密耳的涂层就有点浪费了。但是在某些用途中要求厚膜涂层,例如欧洲建筑涂料就有这种特殊要求。在欧洲建筑涂料要标上“合格”标签需要经过严格审批,合格涂料要求最低膜厚为2.4密尔(60微米)。为了达到上述膜厚,并考虑到法拉第屏蔽效应(在工件某些区域粉末的静电排斥效应),施工者不得不喷涂得比所需膜厚更厚,偶尔膜厚高达5密耳,图三描绘了这种情况。尽管用TMMGU和MTSI制造的粉末涂料固化时挥发份只有典型聚氨酯粉末涂料的一半左右(3),如果不使用助剂,甲醇的挥发将在膜比较厚(>3.5密耳)的地方造成针孔。为了使Powderlink1174粉末涂料能够得到厚度大于5密耳的无缺陷涂膜,我们做了很多努力研究其配方。

为了膜厚达到3.5密耳的涂膜充分脱气,防止针孔,1174粉末涂料必须有足够的流动性并且有足够时间让涂料在固化前充分‘愈合’其缺陷。粉末涂料,包括TMMGU粉末涂料固化时的流动性和流度,都可以用流变仪方便地测定(5)。

四、流变性、添加剂和厚膜涂层

本研究中平板流变仪使用RheometricRMS-605力学谱图仪,试验中复合粘度地测定在升温速度2℃/min,切变频率10rad/s,并改变应力的条件下进行。流变仪测定每一剪切应力下的弹性模量(G′)和损失模量(G″)。从这些数据我们可计算出流动指数、平均流度、固化起始温度和最低粘度。再将这些数据与粉末涂料性质即凝胶时间和斜板流动性以及固化膜性质,特别是外观和无针孔时的膜厚进行比较。

图四是一典型固化流变图,图的纵坐标为动力粘度(η,其定义见表一),横坐标为温度。实验的开始,温度很低,粘度非常大;开始加热后,粘度随着温度的上升几乎是以指数级地下降;达到一定温度后,交联反应开始,粘度不再下降;然后随者温度的进一步上升;粘度急剧上升;最终,交联反应停止,动力粘度保持为常数。固化起始温度是按图四所示方式确定的。

流动指数计算方式如图五所示,粘度代表阻止流动的能力,流度代表流动的能力。图五是流度既粘度的倒数对样品在2℃/min加热速度下加热时间作图所得。动力粘度η对于描述低粘度(高流度)下的流变性能比较好。粉末涂料的流平性不仅取决于低的粘度,而且取决于它保持在低粘度下的时间长短。对流度时间曲线下一直到凝胶点的区域进行积分,所得到的数值即流动指数。流动指数的单位压力的倒数,1/Pa,它可以被认为是单位压力下每密耳厚的膜侧向流动的距离(密耳)。

表二列出了用Powderlink1174交联剂配制的粉末涂料配方及其性能。图六显示了安息香,一种常用的粉末涂料脱气剂对流变性质的影响。标有1的曲线没有加安息香,标有2的曲线加了配方量的1.4%,标有3的曲线加了2.4%的安息香。安息香的加入降低了玻璃化温度,增加了固化起始温度。使用增塑剂是配制厚膜PMMGU粉末涂料的途径之一,但是安息香用量超过配方量的1.4%后对性能几乎没有改善;安息香用量为1.4

%和2.4%时都可以得到3.2-3.5密耳厚的无针孔涂膜。

低溶解性的弱碱如碳酸钙和氧化镁可很好的延缓酸催化作用、调节固化进程,以使涂料完全固化前厚膜部位得以充分脱气。图七和表三说明碳酸钙的加入可以增加流动指数、平均流度和固化起始温度,最小粘度略有下降。结果是凝胶时间变长,在不改变斜板流动性情况下可得到外观更好的无针孔厚膜(∽4密耳)涂层。

好在甘脲型氨基树脂的固化速度率可以通过加入催化剂以及对催化剂有作用的助剂来调节。TMMGU粉末涂料中使用胺添加剂可提供更为广阔的配方范围。例如在使用氨基树脂固化剂的热固性液体涂料中,常常使用‘封闭胺’作为催化剂体系的一部分以获得更好的包装稳定性(6)。一般来讲使用胺封闭的体系要比不封闭的体系固化速率低;这是因为在这种体系中实际上存在着质子化的胺,即一种弱酸(高的pKa)。当喷涂好的涂料烘烤时,胺挥发导致催化剂有效解封闭,酸强度增加(低的pKa),从而促使氨基树脂交联反应以较高速度进行。胺封闭酸催化剂体系的pKa和挥发性对固化进程有决定性的影响。

在MTSI催化的TMMGU粉末涂料配方中,DABCO三乙烯二胺(一种非泛黄性固体胺,缩写为TED,空气产品和化工公司生产)的影响如图八和表四所示。TED的加入会导致流动指数(流度对时间的积分)和平均流度(平均粘度的倒数)增加,另外最低粘度会降低,起始固化温度会上升。结果使凝胶时间变长,斜板流动性更好,从而使外观得到改善(平滑桔皮)的厚膜涂层。TED用量最大(0.5%重量)时,不发生固化反应,因此表中没有列出其数据。

在甘脲固化的粉末涂料中,加入那些能够提高酸催化剂pKa的非泛黄性胺添加剂,虽然不能完全但基本可以防止粉末涂料在其粒子开始熔融阶段和聚结阶段发生交联反应。熔融膜可以达到较低的粘度和更好的流平。随着进

一步的加热,封闭胺的挥发也可防止膜表面过早的热固化或‘结皮’,促进‘表面愈合’。四甲基哌醇(TAA-o1,赫斯公司生产),一种作为阻位胺光稳定剂中间体而出售的非泛黄性固体胺有类似作用。用上述两种添加剂都可以得到非常平滑的、高光泽的、厚达5密耳的无针孔膜。(见表五和表六)

采用复合添加剂的方式甚至可以得到更厚的无缺陷膜。加入配方量5%的增塑剂单硬酸铝和0.3%的TED的效果如图九所示。TED和单硬脂酸铝复合使用可大幅度的降低最低粘度(3.1Pa·s),提高流动性;这样可以得到厚达17

密耳的无针孔涂膜,在正常膜厚(1∽3密耳)时其性能保持良好。当这个复合添加剂应用于高Tg,高分支聚酯树脂Crylcoat3493(UCB化学公司生产)配制的粉末涂料时,流动性仍然很好(最低粘度31Pa·s),无针孔膜厚度可达10密耳;该配方的优点是具有极好的储存稳定性,它既可以在较高温度下快速固

化,也可以在较低温度下固化。TAA-o1和单硬脂酸铝复合添加剂也有相似效果(参见表七和表八)。

五、平滑的TMMGU无光粉末涂料

Powderlink1174固化的粉末涂料的一个独特性能是通过催化剂的选择能够将涂膜外观由光滑的表面改变为所希望的外观如平滑无光和皱纹表面,这一点是其他粉末涂料很难做到的。这种特性是不久前用环已烷基氨基磺酸(Cyclamicacid,Abbott实验室提供)作TMMGU粉末涂料催化剂时发现的(3,7),在与某些聚酯树脂搭配时,不用加蜡或二氧化硅就可得到60度光泽为35%∽45%平滑无光膜,并且具有良好的性能(参见表九和表十)。

表九和表十还列出了另外两个通过选择催化剂得到的无光粉末涂料配方及其涂膜性质。各种金属的磺酸盐用作1174粉末涂料的催化剂都可以得到很好的无光膜,甲磺酸锡是一种特别好的催化剂,它可以给出非常平滑的无光膜,且具有很好的耐冲击性能和其他机械性能。另外该涂料通过烘烤后不泛黄,且具有极好的耐老化性能。

涂履环已烷基氨基磺酸催化的Powderlink1174无光粉末涂料样板的照片,很明显该涂料外观平滑,流平极佳。图十二是同一样板45倍显微照片。尽管手摸眼看样板是平滑的,但显微照片表明涂膜表面上布满了微小花纹,外观几乎是微粒状的。正是这种表面使光线发生有效散射,导致宏观平滑无光的涂膜表面。

六、耐久性TMMGU皱纹、花纹粉末涂料

皱纹、花纹粉末涂料正在赢得某些液体涂料甚至平滑粉末涂料所占据的传统市场,这种涂料令人爽心悦目,手感可从柔软的改变到坚韧的甚至粗糙或毛糙的。人们发现Powderlink1174粉末涂料用几种不同的胺封闭磺酸催化时,可得到外观极好的耐候皱纹粉末涂料(8)。虽然人们都知道有同类型的环氧基粉末涂料(9),但到目

前为止,这类涂料还很难得到耐候性皱纹涂料。由于Powderlink1174粉末涂料本身具有极佳的耐候性能,因此使用胺封闭磺酸催化剂就可配制耐候性优异的皱纹粉末涂料。另外高的聚酯树脂/固化剂比(94/6)也使它具有经济优势。它的用途包括收录机、影碟机、计算机、家用电器及其它电子、电气产品、室外家具、栅栏、球场设施及卡车工具箱也是其潜在用途。

表十一列出了皱纹性TMMGU粉末涂料配方,在这些配方中用胺封闭磺酸作催化剂。配方A中催化剂为二甲基乙醇胺封闭的对甲苯磺酸盐(DMEA/P-TSA盐),配方B为二甲胺基丙醇封闭的对甲苯磺酸盐(DMAMP/P-TSA盐,氰特工业有限公司产,商品名为WL-catalystX-320)。配方C为三氟甲磺酸二乙胺盐(3M化工公司产品,商品名为FluoradFC-520催化剂)(10),所有这些催化剂都是以溶液形成得到的,必须与聚酯树脂通过熔融混合做成母料并除去溶剂。

配方制备的皱纹粉末涂料性能都很好。配方A加入了0.3%的DMEA/p-TSA催化剂,得到仿皮感的重皱纹涂膜;配方B加入了0.3%DMAMP/p-TSA催化剂,得到一种令人愉快的无规花纹涂膜,它手感柔软更为平滑;而配方C加入了0.3%的FluoradFC-520催化剂,得到一种有点星状的皱纹涂膜,它手感较为粗糙或毛糙,令人联想起古老的铸铁表面。图一十三和一十四分别为WL-catalystX-320和FluoradFC-520封闭磺酸催化的1174粉末涂料样板的照片,他们都具有令人悦目的外观,只是花纹象上面所说的有点不同。他们的显微照片更能说明问题,图一十五是X-320的显微照片,其皱纹花样为无规状,宽度0.25∽0.50mm,平均膜厚5∽8密耳,无针孔(我们发现膜厚超过10密耳也没有针孔)。图一十六是FC-520的显微照片,它显示星状外观;星状花纹中心没有针孔,它只是好几条皱纹的会聚点;我们发现不论星形出现与否,该涂料都具有很好的性能。

采用新的聚酯树脂如Crylcoat3493,Kuotex1000H(产协企业股份有限公司产)和Rucote620(Ruco聚合物公司产)配制1174皱纹性粉末涂料,其性能具有良好的重现性。最近UCB化工公司推出的一种新的聚酯树脂Crylcoat820和一种新的皱纹性催化剂Crylcoat120,是为配制耐久性的1174皱纹粉末涂料专门设计的。另一途径是采用Synthron公司的SI32-18a催化剂,它是以附载在固体负载物上的形式提供的。所有以上产品与TMMGU正确配合的话都可以得到性能优异的美丽的皱纹性粉末涂料。表一十三和表一十四列出了一些配方及其涂膜性质。加入少量的着色颜料,则可以得到各种漂亮动人的彩色皱纹涂料。

七、结论

Powderlink1174作为一种耐久性粉末涂料交联剂,给粉末涂料工业带来了新的配方选择,该交联剂能提供普通的耐候高光厚涂膜、平滑无光和皱纹涂膜。通过使用添加剂可以调节酸催化剂强度和固化前的流变性能,从而得到非常厚的、性能良好的高光无缺陷粉末涂料。使用环己烷基氨基磺酸或其他催化剂配制无光粉末,使用胺封闭磺酸催化剂配制皱纹粉末,这点在粉末涂料工业是独特的。皱纹性粉末涂料最终外观和性能取决于胺封闭磺酸的类型和浓度,皱纹的深浅和手感也是一样。

总之,含有Powderlink1174交联剂的粉末涂料具有化学多样性,各种方式包括加入添加剂和催化剂都可以改善其流动性能,最终得到所需要的涂膜性质和外观,以满足不同的应用要求。