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耐高溫粉末涂料中填料及顏料的選擇

發(fā)表時(shí)間:2022-10-09

由于粉末涂料具有接近零VOC排放的優(yōu)點(diǎn),在整個(gè)涂料、涂裝行業(yè)成為快速發(fā)展的領(lǐng)域,在當前國家綠色環(huán)??沙掷m發(fā)展的背景下更驅動(dòng)了它的快速發(fā)展。

近年來(lái),中國逐漸成為全球灶具、烤爐、排氣管等的主要生產(chǎn)基地,市場(chǎng)對耐高溫耐熱型粉末涂料的需求日益增長(cháng)。

所謂耐高溫、耐熱型粉末涂料就是指長(cháng)期經(jīng)受300℃以上,涂膜不被破壞,仍能保持適當機械性能,并起保護作用,涂膜變色范圍、失光度在商定范圍的粉末涂料。

根據涂膜的耐熱特性和技術(shù)特點(diǎn),耐熱型粉末涂料可分為普通耐熱型和耐高熱型,普通耐熱型粉末涂料外觀(guān)可以是平光、砂紋、錘紋,耐熱溫度低于300℃;

耐高熱型粉末涂料的耐受溫度可以達到400℃以上,由于原材料的特殊性,一般需要硅樹(shù)脂參與設計的配方,得到的均是砂紋紋理產(chǎn)品,很難得到平光和錘紋外觀(guān)。

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一、應用領(lǐng)域及性能要求

耐高溫粉末涂料廣泛應用于電所、電站、冶金、石油、化工、食品等領(lǐng)域,例如:BBQ烤爐、大功率燈飾外罩、暖氣管道、熱風(fēng)爐、烘箱、摩托車(chē)排氣管、煙囪等多種耐高溫設備。

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以BBQ烤爐為例,底材多數為冷軋鋼板,少數為鑄鋁,采用除油、除銹、磷化/鈍化等前處理,靜電噴涂耐熱粉末涂料后固化成膜,使用溫度在200~300℃之間,峰值溫度為350℃。

涂膜不僅需要滿(mǎn)足沖擊、硬度、折彎、附著(zhù)力、耐酸堿、老化等常規性能要求,還需要達到一定的熱循環(huán)性能,如高溫淬冷前后附著(zhù)力、色差、光澤改變等;

又如車(chē)輛排氣管用耐高溫粉末涂料,使用溫度可達350~550℃,高溫環(huán)境下涂膜不應出現如裂紋、開(kāi)裂、起泡、粉化等外觀(guān)缺陷,色差值、失光率等商定,顏色以黑色為主。

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二、填料的選擇

1 云母粉

云母粉是一種天然細顆粒的白云母,屬單斜晶體,呈鱗片狀,具絲絹光澤。在配方中添加云母可以提高涂膜的耐紫外性能,提高涂膜的耐候性。

片狀結果不僅可以改善涂膜的致密性,防止水分滲入,提高涂膜的耐水性、耐酸堿腐蝕性和良好的絕緣性,還可以提高涂膜對熱的屏蔽作用,可提高涂膜的耐熱性。

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2、滑石粉

滑石粉又稱(chēng)含水硅酸鎂,是由滑石礦粉碎而成,滑石粉的細顆粒呈針狀結晶,有滑膩感,可作為觸變性填料使用。

對粉末涂料的熔融流動(dòng)性,對流平具有一定的影響,常用于紋理粉,添加量不宜過(guò)多,滑石粉可提高涂膜的硬度、耐候性和耐腐蝕性,滑石粉內的-OH可以額外提高涂膜的附著(zhù)力。

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3、空心微珠/中空微珠

中空微珠是一種高硬度、高強度的惰性中空球形顆粒,主要成分是二氧化硅和三氧化二鋁,直徑在0.2-400μm,外觀(guān)為灰白色,中空微珠具有以下特點(diǎn):

(1)小的表面積,可減少樹(shù)脂的使用量;

(2)較低戮度和良好流動(dòng)性,對流平影響不大;

(3)可提高涂層硬度、抗劃傷和抗腐蝕性能好;

(4)可消光;

(5)提高涂膜的隔熱性、耐水性和耐高溫性;

(6)吸收紫外光線(xiàn),提高涂層耐候性能;

(7)可以改善涂膜的硬度、耐熱性和耐磨性。

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4 石英粉/白炭黑等

石英粉莫氏硬度高,耐酸、不耐堿、耐磨無(wú)毒,具有較好的電氣絕緣性,可提高涂膜的硬度、耐熱性,但添加量不宜多,會(huì )造成擠出困難。

白炭黑莫氏硬度5.4-6,吸油量100%-200%,具有耐光、耐高溫、耐酸、不耐堿特性,具有消光、防流掛和提高粉末涂料流動(dòng)性的特點(diǎn),添加量不宜過(guò)多,否則會(huì )造成擠出困難,常應用在耐熱粉末涂料中。

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三、耐溫顏料的選擇

當溫度高于250℃,普通有機顏料會(huì )發(fā)生變色甚至分解,因此在耐熱粉末涂料配方中只能選擇無(wú)機顏料,如氧化鐵黑、石墨等顏料,考慮抗變色性、涂層整體綜合性能。

氧化鐵黑和石墨是最佳的黑顏料,不僅具有較好的抗高溫變色性,又不會(huì )影響涂層的機械性能,另外鋁粉、不銹鋼粉、鐵粉也可以添加進(jìn)配方涂膜的耐熱性。

對于耐熱粉末涂料,作為基料的樹(shù)脂應具有較好的熱穩定性,如果填料選擇得當,可以大大提高涂膜的許多性能,不同的填料在涂層中所起的作用各有差異,單靠樹(shù)脂或者填料是不能實(shí)現耐高溫要求的。

另外,多種填料搭配,可得到綜合性能最好的涂膜,如云母、滑石粉、空心微珠三者搭配可提高涂膜的抗開(kāi)裂性。