1 前言
不言而喻,流平劑是粉末涂料中非常重要的助劑,好比粉末涂料大菜肴中的鹽。近幾年來,中國粉末涂料市場發(fā)展迅速,但競爭相當激烈。提高產品質量,降低生產成本成為企業(yè)立足市場的根本,促使人們研發(fā)新型功能助劑。流平劑的發(fā)展一直為粉末人所關注,近年來雖有發(fā)展,但一直是冷菜熱炒,沒有質的變化。所以好的功能性流平劑的研發(fā)勢在必行。
2 流平劑現(xiàn)狀
市場上供應的液體流平劑是純聚丙烯酸丁酯共聚物。但市售的固體流平劑則是魚龍混雜,歸納起來主要分為三大類:(1)以環(huán)氧為載體;(2)以聚酯為載體;(3)以氣相二氧化硅為載體。流平劑在粉末涂料配方中的用量由流平劑的聚丙烯酸丁酯含量決定。前兩種固體流平劑的有效成分為15%左右,配方用量為5%左右,后一種固體流平劑的有效成分為60%~65%,配方用量為1%左右。但是為追求利潤,一些生產商和貿易商不惜用廉價的填料硫酸鋇、碳酸鈣作載體,再輔助添加潤滑材料,造成粉末涂料質量不穩(wěn)定,并給粉末技術員帶來不少困難和麻煩,失去了粉末助劑的真正目的,即用最小的量發(fā)揮的作用。這些流平劑在一定程度上帶給粉末涂料市場虛假的榮耀光環(huán),但最終損害了粉末涂料廠家的利益。為此不少制粉企業(yè)已經改用液體流平劑。
3 理論研究
3.1 功能單體改性
利用丙烯基雙鍵聚合原理,在流平劑丙烯酸丁酯共聚物分子中嫁接一些功能基團,常見的有羥基、羧基、胺基等,這些功能基團能與環(huán)氧基進行如下形式的化學結合。上述化學過程有效促進了流平劑與樹脂分子的結合,帶動樹脂流動,提高涂膜附著力,改善涂膜平整性。這些功能性單體的玻璃化溫度均比丙烯酸丁酯高,添加量不宜超過5%,否則會造成粘度過大。當然我們也在通過研究不斷尋找更好的功能性單體。
3.2 流平劑復配
若將高級表面活性劑與丙烯酸丁酯共聚物復配可降低流平劑黏度,同時起到促進流平和潤濕分散,提高附著力等復合功能作用,這種復配流平劑在我國處于探索階段。氫化蓖麻油、聚乙烯蠟、EBS等作為固體流平劑的作用不明顯,只起到潤滑作用,過量使用還有副作用。
LA流平劑是一種脂肪酸蠟的聚合物,與丙烯酸丁酯共聚物復合使用,能改善涂料基料的潤濕性能,有利于樹脂和顏填料融合以及涂料在基材表面的鋪展。有資料介紹,這種復配流平劑可達到類似溶劑型涂料的光滑平整涂膜效果。
志華化學經過數(shù)百次的試驗驗證,已經成功開發(fā)了PV99高效流平劑,這是一種功能單體改性的流平劑;成功研發(fā)的高性價比活性液體流平劑則屬于復配型流平劑。
4 活性液體流平劑
我們開發(fā)的活性液體流平劑是一種高級表面活性劑K-300與改性聚丙烯酸丁酯的復配物,投放市場后得到國內多家著名制粉企業(yè)的認可。高級表面活性劑K-300具有以下適合粉末涂料的特點:
— 耐高溫:在300℃以下不揮發(fā),不分解。
— 穩(wěn)定性好:不與其他助劑及樹脂反應。
該表面活性劑作為功能性流平劑更具有以下優(yōu)點:
— 配伍性好:分子結構中的高級脂族鏈段對樹脂、顏料及聚丙烯丁酯有一定的相溶性,而分子中的極性基團對填料有強大的親和作用。
— 高度潤滑系數(shù):在粉末成膜過程中將遷移到至涂膜表面形成單分子層,降低涂膜表面張力和表面摩擦系數(shù)并提高抗劃傷性能。
— 抗靜電性:表面活性劑的親水基吸附空氣中的水分而產生極化,形成極薄的親電層,成為靜電泄漏的通道。
— 抗干擾性:不同品牌的流平劑相互間會產生干擾,大量實驗證明,我們開發(fā)的液體流平基具有較好的抗干擾性。
— 促進流平,降低體系黏度,有助于整個粉末體系的表面張力相對均一和穩(wěn)定。
改性聚丙烯酸丁酯具有均一的分子量和較低的揮發(fā)物含量。活性液體流平劑與通用液體流平劑的應用性能比較見表1,活性液體流平劑的技術指標如下:
外觀:無色液體(常溫)
黏度:2500~4000mPa·s(50℃)
有效成份:≥98%
揮發(fā)份:≤0.10%
活性液體流平劑在同等條件下比普通液體流平劑具備更大的優(yōu)勢,在羥烷基酰胺體系和消光體系中的流平作用更加明顯,活性液體流平劑的2種有效成分協(xié)同作用,使其具有更好的性價比?;钚砸后w流平劑在平光粉中能提高涂膜光澤;在消光粉中可改進涂膜性能,但對涂膜光澤無影響。
5 結論
志華化學的活性液體流平劑是結合當前功能性流平劑的新型理念開發(fā)成功的,已經過長期的應用實踐證明,該流平劑通用性強,性價比高,是當前粉末流平劑市場上引人注目的一大亮點。
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