家电聚酯卷材涂料的研制

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1、家电聚酯卷材涂料的研制1前言彩色涂层钢板是以镀锌(或镀锌铝)钢卷、冷轧钢卷或铝卷为基材，金属表面经预处理后得到化学转化膜，再涂上各种有机涂料的一种新型材料。它是一种复合材料，既有金属的机械强度和易成型性能，又具备有机材料的装饰性和耐腐蚀性等优点。卷材涂料的种类很多，主要有聚酯、环氧、聚偏二氟乙烯、乙烯基塑料、有机硅PE、丙烯酸(溶剂性或水性)及粉末PE等，前聚酯涂料占总的卷材涂料量的60％以上。彩色涂层钢板应用范围很广，主要使用于两个领域，即建筑及家电，其中建筑构件消耗量最大，而家电卷材使用的比例正逐年提高。建筑用彩色卷材要求能承受阳光、雨水、酸

2、雨、冷凝水等的侵蚀，须具有突出的户外耐久性，，同时，要求漆膜体现优异的加工成型性能。而家电板的外观要求高、漆膜T弯0—1T、硬度达到1—2H，同时具有较好的防腐性能。据统计，欧洲彩涂钢板在家电行业的使用量逐年增加，家电彩涂钢板占总彩涂钢板用量近9-10％。不同地区消费的产品对彩涂板要求不同，如亚洲地区冰箱侧板常采用高光泽浅色板，面板采用高光泽PCM板或VCM覆膜板，而欧美大部分采用的是低光PCM彩板或压花板。这样，既可增强钢板的强度，又可遮盖钢板的表面缺陷。随着彩涂钢板被家电企业所接受，对涂层的要求越来越高，特别是对T弯要求更高，要求T弯由原2—

3、3T提高到0—1T，且无裂纹。本文通过面漆用聚酯树脂的合成与研究，在树脂中引入BEPD，从而达到改善T弯的要求，并达到综合的性能要求，本文采用聚氨酯底漆作为配套的底漆。2实验部分聚酯卷材面漆主要成膜物质是聚酯树脂，聚酯树脂的性能直接影响到聚酯漆的性能。本文的要点是合成高性能的聚酯树脂，并通过合理的配方设计，达到家电用卷材面漆的要求。2．1主要原料2—丁基—2—乙基—1．3—丙二醇(BEPD)，进口；新戊二醇(NPG)，进口；各种多元酸，进口；溶剂、助剂、耐温颜料等等。2．2聚酯树脂的合成聚酯树脂是由多元醇与多元酸在催化剂的存在下加热反应脱水，最终

4、得到所需的高分子聚酯树脂。其反应式如下：卷材用聚酯树脂必须满足卷材高速涂装的要求，即在极短的15—25s内固化，并能承受过烘烤对漆膜及色差的影响，表现出良好的柔韧性和硬度的平衡。本文通过不同的多元酸、多元醇组合及配方设计，并经制漆后，测试漆膜的机械性能和防腐蚀性，最终T弯达到0—1T、硬度为1—2H的各色性能俱佳的聚酯卷材面漆，并且无明显裂缝。按不同NPG／BEPD的比例和多元酸组成6种配方进行了树脂合成，其组成(以mol计)见表1，聚酯的物理指标见表2。表1表22．3涂料配制聚酯卷材涂料面漆的主要成膜物质为专用的聚酯树脂和：HMMM氨基树脂，其

5、反应式如下：其中：R—H,烷基，R'——聚酯树脂分子在高温及催化剂的存在下，上述反应要求很快发生，以便加速达到完全固化的目的，但同时也存在氨基树月旨自身的缩聚反应。设计配方时，应考虑卷材高速涂装时所需要的快速固化和高剪切力对流平影响等因素，必须选择正确的氨基比、合适的溶剂、适当的固化促进剂以及其它添加剂，以达到卷材涂装的工艺要求。由于彩涂钢板需高温烘烤，并且要求相当高的色差要求，所以除了对成膜物质耐黄变要求外，在很大程度上受颜料的影响，所以选择颜料时，必须考虑颜料的耐温性、遮盖力和防腐性等问题。上述合成的树脂按表3组成配制成涂料(以白色涂料为例)

6、。表32．3．1制漆工艺制漆的工艺流程如下：2．3．2样板的制备本产品制备样板的基材是电涂锌板，经表面处理后，涂上我厂生产的专用聚酯家电底漆，然后再涂由树脂1至树脂6所配制的聚酯卷材面漆，经25s的烘烤固化，使样板的PMT达到为232—241℃，然后测试其性能。2．3．．3漆膜性能对比对上述方法制备的样板；测试其性能指标，数据如表4所示。表4-2．3．4老化试验测试从表4的数据可知，树脂6所配制的聚酯卷材涂料漆膜物理指标达到或超过了家电用彩钢板的要求；对其样板进行500h盐雾测试，未产生气泡锈蚀。3结果与讨论聚酯树脂是家电卷材涂料常用的基料，我们

7、可利用聚酯树脂中各种多元酸和多元醇的组成和比例不同，制得性能各异的符合各种卷材要求的聚酯树脂。本文在聚酯树脂中引入BEPD的特殊烃基侧链结构，通过对聚酯树脂组成物的调整，不仅降低了聚酯树脂的粘度，且达到了漆膜柔韧性和硬度的平衡，并保持优异的防腐蚀性能。3．1BEPD与NPG不同比例对树脂粘度的影响从表2的数据可以看出，随着BEPD在聚酯树脂中的对NPG比例的提高，其树脂在溶剂中的粘度呈很明显下降趋势，因而使配制高固体的聚酯卷材涂料面漆成为可能，这同样对研制罐听涂料具有很好的使用价值。当用BEPD部分替代树脂中的NPG时，树脂中引进了长链的侧链结构

8、，从而使树脂的溶解范围变宽，与烃类溶剂的相容性较好，在减少含氧的醚类溶剂的情况下，树脂也不会产生结晶而析出。通过高固体低粘度树脂的合成，