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2024-05-06 16:00
环境友好型卷材涂料的特点及应用
卷材涂料是用于涂覆钢板、铝板等基材表面,制成预涂卷材而使用的一种专用涂料。该种涂料于20世纪30年代推向市场,以其价格低廉、施工简便、重复利用率高而受到市场的欢迎。其应用面日渐广泛,产品服役于船舶、家用电器、建筑、汽车等领域。
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近些年,随着环保政策的日趋严厉,紫外光固化卷材涂料和水性卷材涂料的开发方兴未艾。
AEP氨基环氧磷酸酯在卷材涂料中的应用
市场上用于卷材涂料的附着力促进剂主要有以下两种:
聚酯型
环氧磷酸酯型
上述两种附着力促进剂各有特点,在市场上都有一定程度使用。
经过对比,得出以下结论:
1、AEP系列氨基环氧磷酸酯丰富多样的官能团结构赋予涂料优异的反应活性。
2、AEP系列氨基环氧磷酸酯柔性链段和超支化结构赋予其良好相容性和优异的涂层韧性。
3、AEP系列氨基环氧磷酸酯独特的氨基环氧磷酸酯结构,为涂层提供优异附着性和突出耐性。
4、AEP系列氨基环氧磷酸酯独特的氨基结构,能为涂层提供较高交联密度并能减少涂料中氨基树脂的用量。
卷材涂料为什么要用附着力促进剂
预涂卷材因经济环保、高效节能且种类丰富,吻合当今社会经济发展要求和材料行业未来需要,因而得到了广泛认可和快速普及。随着相关技术的持续进步,预涂卷材产品在建筑、家电、装饰、交通和包装等行业得到了市场认可和广泛应用。为了适应预涂卷材行业更高生产效率、更薄涂层厚度和更严苛的理化性能要求,卷材涂料需要提供更快速的固化性能、更优异的机械性能及突出的附着性和柔韧性。
在卷材涂料体系中,涂层的附着性非常重要,它的变化会影响到整个涂层体系的性能。这其中包含底漆对基材的附着性、漆膜耐MEK及耐水煮性能;以及面漆与底漆的层间附着性和背漆与基材的附着性及与发泡材料的粘接性等。在预涂卷材正面涂层体系中,底漆的性能非常关键,它对金属基材的附着力,尤其是湿附着力,对正面涂层体系的整体性能影响很大。在涂料配方设计时,卷材涂料底漆和单涂层背漆中经常用到附着力促进剂,用来提高涂层的综合性能。卷材涂料中附着力促进剂的使用,会带来涂层与被涂基材的附着性提升,随之而来的是加工性的改善和涂层耐性的提升,附着力促进剂带给涂层的是整体性能的提升而不仅仅是附着性的改善,这也是众多涂料工程师热衷于使用该类产品的主要原因。
卷材涂料用环氧磷酸酯附着力促进剂的制备及其性能研究
在卷材涂料中,底漆性能的变化将会影响到面漆以及整个涂层体系的性能,如对底材的附着力、漆膜的防腐性能以及耐丁酮(MEK)擦拭性能等。对卷材涂料底漆而言,在金属基材上其关键性能是附着力,尤其是湿附着力。在涂料体系中使用附着力促进助剂能有效地改善涂料对金属底材的附着力,从而提高涂层的性能。市场上进口在售的附着力促进剂价格昂贵且体系通适性稍差。环氧磷酸酯是附着力促进剂的一种,其主体是环氧树脂,具有磷酸酯结构,对金属基材具有很好的附着力,而引人的耐蚀性强的磷酸基(磷酸酯形成磷酸盐钝化膜,磷化膜的形成阻隔了外界氧气、水分等对金属基体的锈蚀),使涂层具有更好的耐腐蚀性。利用磷酸与环氧基团的开环反应,引人了更多的羟基,从而提高树脂反应活性及交联密度。
环氧磷酸酯附着力促进剂能有效地提高涂层的附着力和耐腐蚀性,对高性能卷材涂料的开发以及涂料行业发展有一定的促进作用。
卷材肤感转印粉末涂料的研发重点
近年来粉末涂料在卷材行业的应用比例越来越高,国家对涂料行业挥发性有机化合物(VOC)含量的要求越来越严格,适用于卷材行业的转印粉末涂料开发是大势所趋。
在肤感卷材粉末涂料的配方设计中,为了加快固化速度同时保证机械性能,配方应选用酸值合适的聚酯树脂和固化促进剂配合,保证涂层的易撕纸性能和转印效果;使用消光剂将涂层光泽降低之后,涂层的机械性能容易受到影响,而卷材预涂板属于后加工的板材,后续需要分割弯折后再进行使用,因此配方需要增加柔韧助剂提高涂层柔韧性能,保证转印粉末涂料预涂板的后加工性能;为了保证涂膜手感,需要增加蜡粉提高涂层硬度,同时使涂层具有爽滑的手感;最后还要选择合适的转印纸,确保转印工艺与转印纸稳定性兼容,也可联合转印纸生产厂家开发专用的转印纸,以保证卷材肤感转印粉末涂料在转印过程中的稳定性能。
卷材粉末涂料用聚酯树脂和固化促进剂的选择
卷材生产是一个快速连续的生产过程,通过传送带喷涂、固化、再重新收卷为连续过程,为此需要保证粉末的喷涂稳定性,以及保证涂层固化效率。卷钢粉末涂料的生产涂装线速度在60~100 m/min之间,因此粉末固化时间要求在20~40 s,而粉末涂料的熔融流平需要较长的时间,为了达到较好流平效果必须对粉末生产进行严格的规范并对配方进行科学的设计。
卷材粉末涂料需要具有应对卷材快速生产的特性,首先是快速固化的特性,其次卷材需要具备优异的耐受冲击性能和弯折性能。为此对树脂的酸值有严格要求才能满足快速固化的特性,同时控制树脂结构以及在助剂中添加纳米增韧剂。
聚酯树脂的酸值直接影响到涂层的T弯性能以及转印的撕纸效果,换言之就是能影响到固化速度和固化程度。
肤感转印粉末涂料的市场前景
转印粉末涂料广泛使用于铝合金门窗、防盗门、防火门、钢制家具、文件柜、电脑外壳、家用电器、金属饰件等耐高温的金属材质。而肌肤质感的转印粉末涂料能使用在更贴近人们生活的地方,人们更容易触摸的物件上,如办公桌、课桌、吧台等,这类物件使用钢板配上木纹,比采用合成木板和胶合板更加健康环保且更耐用。对于家装阳台喜欢木纹装饰的,采用肌肤质感的铝型材也是优质的选择。现在各大商场、地铁站、火车站、高铁站甚至机场都会选用带有图案的铝合金板材进行装饰以及氛围营造。
粉末涂料在普通卷材上的应用
卷材的防腐蚀涂装一般包括前处理和涂装两部分,前处理一般采用磷化电泳工艺,再进行粉末涂装。卷材是家电外壳典型的使用材料,一般厚度在3 mm左右,在喷涂线上不需要预热就能很快地达到固化所需的温度,同时板材自身温度均匀,有利于粉末涂料的固化。
卷材粉末涂装线喷涂生产流程:
预处理→背面喷涂→背面烘烤→冷却→正面喷涂→烘
烤固化→冷却→收卷。
卷材粉末涂装的特点:
(1) 烘烤采用近红外光固化加热技术,通过近红外高辐射能量去激发涂料分子的剧烈振动而使涂层快速固化,在很短时间内就能完成固化;
(2) 在卷材粉末涂装上进行换色需要时间,比较适合单一颜色大批量的生产,转印粉末涂料技术可以实现单一底色不同转印纸的切换,可以减少转印粉末涂料生产中的换色过程,能有效提高生产效率。
高性能卷材肤感转印粉末涂料
热转印工艺是指以涂有颜料或染料的转印纸为媒介,通过加热、加压,将媒介上的油墨层的花纹图案转移到承印物上的一种印刷方式。热转印使用的油墨通常由色料和树脂基料等材料组成。在底基介质表面,特别是无机材料介质表面无图像承载膜的情况下,前述油墨不能同无机材料介质表面形成直接粘结,因此在无机材料介质表面上实施热转印印刷技术时,必须对其表面进行预处理,通常的预处理方式是在无机材料介质涂布一层热转印涂料膜层,在高温转印时用于承接成像,使转印效果清晰,成像还原。热转印带来的其独特的装饰效果和靓丽的外观,倍受人们钟爱。
在卷材表面喷涂一层粉末涂料作为热转印涂料膜层,粉末涂料是一种百分之百固体组分的涂料,通过喷枪,用空气作为载体,粉末带上静电,喷涂至待涂板材上。粉末涂料具有无VOC排放的优势,粉末涂料使用过程中利用率高,而且剩余粉末可直接回收再喷涂。同时普通粉末涂料的涂层一般厚度为65~95 μm,而卷材用粉末涂料一般为35~55 μm,相对于一般粉末涂料,能节省20%~50%的用粉量甚至更多。同时,一般粉末涂料固化大多需要10 min@200 ℃有的甚至需要15 min@200 ℃,而传统的转印用粉末涂料转印时间需要3~5 min@200 ℃,我司研发的卷材转印粉末涂料固化仅需20~40 s,转印时间仅需90 s,能适应卷材的快速生产。
普通卷材粉末涂料反应速度快,转印效果不清晰,无光转印效果不佳,为此研究了一种无光的转印粉末涂料,其具有爽滑的手感,优异的机械性能,目视和手感接近人类光滑的肌肤,以及拥有快速固化等特性。能适应卷材转印粉末涂料快速固化与快速转印的要求。
高加工性能卷材涂料底漆的开发与性能研究
卷材涂料是用于涂覆钢板、铝板等基材表面,制成预涂卷材而使用的一种专用涂料。该种涂料于20世纪30年代推向市场,以其价格低廉、施工简便、重复利用率高而受到市场的欢迎。其应用面日渐广泛,产品服役于船舶、家用电器、建筑、汽车等领域。
卷材涂料中应用最多的是聚酯体系,约占60%的比例,其余有PVC塑溶胶、PVDF、有机硅改性聚酯等。聚酯树脂与氨基树脂或封端型异氰酸酯交联固化得到的漆膜硬度高,柔韧性好,应用最广泛。近些年,随着环保政策的日趋严厉,紫外光固化卷材涂料和水性卷材涂料的开发方兴未艾。
根据涂料用户的实际需求,在单用氨基树脂或封端型异氰酸酯有性能缺陷的情况下,设计开发了一种可应用于热冲压成型工艺的的卷材底漆,产品具有优异的耐深冲性能和折弯性能和耐水煮性能,应用于建筑和汽车领域。
耐高温热转印卷材涂料的制备
热转印涂料是用于热转印技术底膜涂装的一种专用型涂料。在热转印涂层表面可以将各种图案通过热转印技术印到涂层表面,从而在底材上形成各种各样的外观效果,其主要应用于陶瓷、玻璃、铝材、金属材料等的表面装饰。卷材涂料是能够通过辊涂的方法将其涂覆于卷材表面,具有外表美观、涂膜均匀、加工成型方便、涂料利用率高等优点。热转印卷材涂料主要应用于聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜等非金属包装材料上,涂覆好的卷材主要出口巴西、印度和马来西亚等国家。
针对聚酰亚胺薄膜卷材制备一种能短时耐高温的白色热转印卷材涂料。因此,制备的涂料必须在具有热转印功能的同时,还能适用于聚酰亚胺薄膜卷材的辊涂作业要求。
用于热转印的高表面张力耐高温卷材涂料是一种新型的特种涂料。对于纯有机硅树脂而言,耐高温性能和高的表面张力是相互矛盾的,二者不可能同时具备;通过试验发现:颜基比对涂膜的表面张力有明显的影响,但是对涂层的机械性能也影响较大,不能通过单一的方式解决热转印对于卷材涂料高表面张力的要求;极性树脂的引入能够很好地提高涂膜的表面张力。



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