粉末涂料用超耐候聚酯樹脂的佛羅里達(dá)測試結(jié)果及鈦白粉的影響
Dietmar Fink， 夏紅衛(wèi)
0引言
粉末涂料具有低污染和高效能的特點(diǎn)，工藝控制簡單，使用和施工范圍廣泛。但是現(xiàn)有技術(shù)中的耐候性粉末涂料，均以耐候型羧基聚酯或以耐候型羥基聚酯為主體，在耐久性能方面還無法滿足客戶較高的要求。戶外聚酯體系粉末涂料的成膜物質(zhì)主要是聚酯樹脂，聚酯樹脂的性能決定了粉末涂料的性能。聚酯樹脂是采用多元醇、多元酸經(jīng)高溫縮聚而成的線型或輕微支鏈化的雜鏈高分子化合物。由于聚酯樹脂分子結(jié)構(gòu)限制。粉末涂料在使用過程中顯示出耐候性能差的缺陷，主要表現(xiàn)為:粉末涂料交聯(lián)密度低，耐溶劑、耐熱性差;粉末涂料成膜物質(zhì)含有大量酯鍵易發(fā)生水解。粉末涂料在使用過程中，受到光照、水分、氧氣、化學(xué)介質(zhì)和生物質(zhì)酶解等環(huán)境因素綜合作用下，發(fā)生失光、變色、粉化、起泡、脫落等老化現(xiàn)象，限制了粉末涂料的應(yīng)用范圍。隨著國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對涂料的裝飾性、耐候性、耐化學(xué)品性、耐水性和耐粘污性的要求越來越高，所以對于超耐候粉末涂料的需求在與日俱增。湛新作為一家悠久的粉末涂料用聚酯樹脂生產(chǎn)商，一直致力于開發(fā)滿足客戶需求的產(chǎn)品，對于粉末涂料用超耐候聚酯，湛新有著數(shù)十年的研究經(jīng)驗(yàn)。
1實(shí)驗(yàn)部分
我們知道，聚酯樹脂是有多元醇和多元酸經(jīng)高溫縮聚而成，而超耐候聚酯樹脂不同于普通聚酯，主要的使用原料比較有限，大致為:
不同于普通耐候的樹脂，像對苯二甲酸，乙二醇，二乙二醇，甲基丙二醇等耐候性比較差的原料基本不會用于超耐候的聚酯中。
涂層老化是指暴露于外部環(huán)境中所引起的化學(xué)和物理性質(zhì)變化，如機(jī)械強(qiáng)度下降、粘結(jié)力降低、變色、脆化、粉化、失去光澤等。涂層的抗老化能力是涂層性能好壞的重要標(biāo)志之一。老化降解主要是光引發(fā)的氧化和水解，其影響因素主要有陽光(特別是紫外線)、溫度、氧氣、水和污染物等。已有研究表明，光氧化降解隨濕度增大而加劇;同樣水解降解也因光照而加劇。老化降解的速度隨暴露地點(diǎn)、時間、涂層組成和基體金屬不同而不同?，F(xiàn)場暴曬實(shí)驗(yàn)?zāi)軐ν繉拥目估匣阅芙o出理想的評價，也有其不可替代的長周期數(shù)據(jù)價值。目前全球比較公認(rèn)的暴曬場為佛羅里達(dá)暴曬場，湛新所有的超耐候樹脂都會送樣到佛羅里達(dá)去做暴曬實(shí)驗(yàn)。佛羅里達(dá)州的特征是高強(qiáng)度的太陽光照、全年高溫、年降雨量高和高濕度。當(dāng)這些因素結(jié)合行程惡劣的氣候環(huán)境，使佛羅里達(dá)州成為戶外耐久性測試的理想地點(diǎn)。這是很多公司將佛羅里達(dá)州作為戶外老化測試的地區(qū)的其中一個原因。然而，由于其周期太長，對于改進(jìn)涂層的抗老化性研究來說顯然是不能接受的，因此，有必要采用人工加速的老化實(shí)驗(yàn)方法作為輔助。
而目前主要用于加速老化測試的的方法有:
通過下表可以看到QUVB和QUVA具有比太陽光更短的波長，所以破壞能力很強(qiáng)，無法和真實(shí)的暴曬結(jié)果相吻合，但可以用來評估兩個樹脂的耐候性好壞。
氙燈因?yàn)槠浣Y(jié)果的真實(shí)性和經(jīng)濟(jì)性，已成為我們主要的用于評估樹脂老化性能的方法。
鋁型材一直是粉末涂料很重要的一個應(yīng)用領(lǐng)域，而它對于粉末涂料的耐候性一直有著比較嚴(yán)格的要求，包括歐洲的GSB，Qualicoat美國的AAMA以及中國 GB5237.4對于用于鋁型材的超耐候粉末的耐候測試條件，測試標(biāo)準(zhǔn)如下所示。
從中我們可以看出歐美國家還是主要以佛羅里達(dá)暴曬為主要的測試方法。
2結(jié)果討論
目前市場上的戶外用聚酯體系按固化劑來分主要為異氰尿酸三縮水甘油酯TGIC, 羥烷基酰胺PRIMID, 縮水甘油酯PT910，PT912和異氰酸酯，湛新可以根據(jù)不同的固化劑為你提供不同的樹脂。
下面我們就分享一些我們的樹脂的佛羅里達(dá)的暴曬結(jié)果給大家。
從上圖CC 4659-0的佛羅里達(dá)暴曬和QUVB的結(jié)果來看，RAL 3005, RAL 8104和RAL 5010這三種顏色的QUVB結(jié)果和佛羅里達(dá)的暴曬結(jié)果具有一定的相關(guān)性，600個小時的QUVB的結(jié)果相當(dāng)于36個小時的佛羅里達(dá)爆嗮。而對于白色來說，兩者的相關(guān)性就比較差，并且不同含量的鈦白粉的QUVB結(jié)果與佛羅里達(dá)爆嗮的結(jié)果成相反的趨勢。并且如下所示，不同牌號的鈦白粉會有不同的佛羅里達(dá)的暴曬結(jié)果。
所以對于白色配方，我們一定要謹(jǐn)慎的選擇鈦白粉的牌號，或者你可以選擇湛新的另一個牌號的樹脂。
CC 4688-2是一款改善了柔韌性和潤濕性能的超耐候產(chǎn)品。特別是在白色配方里，我們發(fā)現(xiàn)它可以大幅改善白色配方的佛羅里達(dá)暴曬結(jié)果。
低溫固化一直是市場上比較熱門的話題，一是低溫固化可以有效的減少能耗，節(jié)約成本，或者快速固化，提高產(chǎn)能，二是低溫固化的產(chǎn)品可以應(yīng)用到新的底材，開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。而湛新為了適應(yīng)市場的需求，也開發(fā)了低溫固化的超耐候樹脂。
我們用160度和200度固化同一產(chǎn)品后測試佛羅里達(dá)暴曬，結(jié)果可以看到，兩者沒有明顯的區(qū)別。
除了前面所列出的PRIMID固化的高光的樹脂，我們還有用于干混消光的組合。
在白色配方RAL9001里，QUVB的結(jié)果和佛羅里達(dá)的結(jié)果不匹配，所以需要選擇合適的鈦白粉型號和含量以通過佛羅里達(dá)測試。
前面所列出的都是PRIMID固化的超耐候樹脂，而在中國市場在還是以TGIC固化的為主，所以下面我就列出一些我們TGIC固化的產(chǎn)品的佛羅里達(dá)的暴曬結(jié)果。
從這里我們可以看到，TGIC固化的產(chǎn)品同PRIMID固化的產(chǎn)品一樣，對于白色的配方也需謹(jǐn)慎的選擇鈦白粉的型號。
3結(jié)語
湛新作為一家優(yōu)秀的聚酯樹脂供應(yīng)商，致力于為客戶提供:
1，不同固化體系的超耐候樹脂
2，高光，啞光甚至無光效果的超耐候樹脂
3，標(biāo)準(zhǔn)固化和低溫固化的超耐候樹脂
4，滿足通過3年以上的佛羅里達(dá)暴曬測試
5，有些顏色可以通過5年，甚至10年的佛羅里達(dá)暴曬測試
(來源:湛新樹脂)
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