环氧树脂基粉末涂料配方优化及性能的思考

摘 要：新时期，国家对环境保护的重视程度不断提高，相关环保材料也在不断的研发过程中，粉末涂料就是其中之一，因此本文针对环氧树脂基粉末涂进行讨论。首先简单了解环氧树脂基粉末涂料，然后对环氧树脂基粉末涂料展开了配方优化试验，并对优化后的环氧树脂基粉末性能进行全面的分析判断，并观察性能是否优化，通过本文分析，以期为环氧树脂基粉末性能的提升工作提供参考。

关键词：环氧树脂；产品性能；工件试喷涂试验

随着国家科学技术的发展，涂料的种类也在逐渐增加，新时期的涂料在保护和装饰作用之外，还额外增加了隔音保湿、导电防污、防腐蚀等多种功能。而粉末涂料是一种固体粉末状的新型涂料，这种细微粉末状的涂料和传统涂料相比，更加安全环保，且施工便捷，因此在推出后得到了广泛应用。但是这种粉末涂料本身的性能还需要进一步提高，以此降低成本，达到进一步推广应用的目的。

1 环氧树脂基粉末涂料

在环氧树脂中含有独特的环氧基、烃基等活性基团和极性基团，因此环氧树脂本身就具有优良的性能，此外，环氧树脂的种类较多，且性能各异，因此环氧树脂的固化剂种类也相对较多，在和促进剂、添加剂等搭配下，可以形成多种多样的组合搭配形式，最终配置出来的环氧固化体系无论是工艺还是性能上都各不相同，但都能够保证性能的优异。最为显著的几点特征包括了粘结性、稳定性、工艺性等，此外，在力学性能、固化收缩率较好以及电绝缘性上也表现出了其本身的优异性能。正是因为这种环氧树脂优异的电绝缘性和物理机械性能，让环氧树脂在多个领域中都发挥着作用，包括：涂料、电子电器、复合材料、胶结剂。但是环氧树脂粉末涂料也存在一定的缺点，其中单纯双酚A环氧树脂粉末涂料就存在着耐性差、耐热差、耐冲击差等问题，在这样情况下，还需要在涂料中添加适当的增塑剂提高相关性能。比如，可以在环氧树脂中添加固定数量的有机树脂，并且额外加入具有抗热性的云母粉，因此提高粉末的耐热性。在制备涂料的构成中，要充分遵守制备工艺流程，具体内容为：预混、分散研磨、调色、包装。作为现阶段性能优异的热固性粉沫涂料，在具备优秀性能的同时，成本相对较低，产量较大，但是在环氧树脂粉末固化物中存在三维立体的网状结构，这些结构的分子链支架的联动能力较小，虽然表面教导，但是烃基等一些内应力较大的物质，高温下容易受到水的影响。因此必须要通过对环氧树脂进行深入的研究，改善环氧树脂粉末涂料的耐热性，让环氧树脂进入更多高温领域中。

2 环氧树脂基粉末涂料配方优化实验

2.1 实验设计

首先，环氧树脂基粉沫涂料中主要包括树脂、颜填料、固化剂和助剂组成，但是有机硅树脂虽然柔软性较好，在热环境和水环境下稳定性较高，但是成本较高。因此本文采用了环氧树脂SM609作为主要材料，而在填料、固化剂上选择了钛白粉和双氰胺、葵二酸二酰肼。此外，还准备液体偶联剂、聚乙烯醇缩丁醛等材料，而且为了增加整体的涂抹韧性，还会在试验过程中适当增加增塑。除了上述相关实验材料外，还需要准备相应的实验仪器。

2.2 实验工艺

实验可以分为四大步骤，首先进行预处理，然后制备树脂粉末和其他粉末、其次，要将这些粉末进行混合处理，最后制作结合形成强度试块。

2.2.1 預处理

考虑到本文能使用的填料为钛白粉，但是钛白粉中的二氧化钛难以和环氧树脂相容，就利用事先准备好的硅烷偶联剂，让其和环氧树脂进行充分结合。通过硅烷偶联剂对钛白粉进行处理，并且经过水解后，得到了硅烷偶联剂的水溶液，值得一提的是，硅烷偶联剂的种类较多，其中的X基团为可水解基团，虽然不同的基团对偶联效果没有影响，但是会对水解速度造成影响，进而影响基础材料的处理效果，此外如果X基团为氯基，那么形成的水解溶液就会对金属基材造成腐蚀，此外X集团如果为乙酰氧基，那么水解速度会加快，不易储存，给使用上带来影响，因此本文选择了硅烷偶联剂，这其中的X基团为烷氧基，性质较为稳定。

2.2.2 制备树脂粉末

实验采用的是SM604F、SM609两种固体环氧树脂，软化点分别为89-95℃、130-150℃，环氧值分别为0.11-0.135eq/100g、0.25-0.042eq/100g，挥发分前者低于0.35%，后者低于1.0%。首先要取出适量的环氧树脂放置在不锈钢面板上，将其碾碎后，使用搅拌器进行二次粉碎，通过这这种方法有效防治树脂出现散热困难、结块的现象，需要注意的是，在粉碎过程中进行适当的停顿，最后也要经过过筛环节。除了环氧树脂粉末之外，还需要准备双氰胺粉末、葵二酸二酰肼粉末、聚乙烯醇缩丁醛粉末，对于不是粉末状的物体要经过搅拌器搅拌，已经是粉末装的物体，直接过筛后就可以使用。

2.2.3 粉末混合

在完成了所有粉末的制备以后，根据试验的具体设计比例，将制备好的粉末合置于一次性纸杯中，通过搅拌让粉末充分相容，最后将混合物放回样本袋中，开始10分钟的反复旋转挤压[1]。

2.2.4 制作结合强度试块

本文准备的试块的材质为Q235-A，试块的尺寸为20mm×35mm，在使用之前，需要经过预处理，清除掉试块表面的污物后，在对石块进行加热，当温度达到150℃以后，对其中一个试块蘸取一定量的混合粉末样品后，继续加热到200℃，加热5分钟，取出试块后两个试块进行结合在一起，施加压力保证粉末涂料得到了充分混合后，在室温下放置24小时。

2.3 结果分析

想要得到环氧树脂粉末涂料的最优配方，就要展开相关的实验，采用三种不同的实验方式，进行（下转第111页）（上接第109页）对比。三种方法中使用的环氧树脂比例不同、增塑剂和颜填料的比例也各不相同，最后根据涂层结合强度为最终评价指标，所得出的最佳培养为：33.3份的SM604环氧树脂、67.7份的SM609环氧树脂、增塑剂和颜填料各20份。在此基础之上，还需要进一步进行单因素分析，通过对两种环氧树脂配比、增塑剂、颜填料三个方面分别展开分析，得到的最终优化配方为：25份的SM604环氧树脂、75份的SM609环氧树脂、增塑剂和颜填料各20份。

3 优化后环氧树脂粉末涂料的性能

3.1 性能检测

在得到了最优的环氧树脂粉末配方以后，要对优化后的环氧树脂粉末涂料的性能进行一步的检测，包括产品性能、涂膜性能、固化前后红外光谱、工件试喷涂等方面。在这个过程中，要通过红外谱图对粉末涂料的固化情况进行确认，并且用静电粉末喷涂设备，通过试喷涂，确认喷涂产品的效果。以红外光谱实验和工件试喷涂试验为例，在红外光谱实验中，将固化前的粉末涂料样品进行压片，获得相应的红外谱图，在对固化后的粉沫涂料进行红外光谱实验，对比分析固化前后的红外光谱情况，而在工件试喷涂试验中，本文选择了摩托车后尾箱的安装片进行试喷涂实验，按照相关工业参数进行设置，然后利用静电粉末喷涂设备进行喷涂，为了保证和量化产品的色泽一致，在配方中还额外添加了1%的炭黑颜料，最后将试喷涂产品和量化产品进行对比分析[2]。

3.2 检测结果

经过相关试验后发现，优化后配方制作出来的粉末涂料样本的各性能符合相关标准，而且在D04钢板上的试喷涂后，展开的涂膜性能检测中，各项涂膜性能均符合国家相关标准，且获得了和传统量产品外观相当的产品。此外在红外谱图的对比中发现，在固化反应后，双氰胺上氨基吸收峰消失，随后环氧基吸收峰消失，可以表明环氧树脂基粉末涂料和固化剂双氰胺发生了交联反应。

综上所述，环氧树脂粉末涂抹是新时期研发出来的一种无害清洁、环保节约的材料，因为这种材料本身具有着诸多优势，且施工难度较低，成本消耗相对较小，因此在建筑工业中得到了广泛应用。但是这种粉末涂料本身性能还需要进行进一步的优化，才能够取得的更加显著的效果，发挥出更大的作用，因此还要更加深入研究环氧树脂基粉末涂料的研究和实验，创造出性能更加优秀的环氧树脂基粉末涂料。

参考文献：

[1]乔一行.谈谈环氧树脂基粉末涂料配方的优化及性能问题[J].华东科技（学术版），2015（6）：457-457.

[2]郑绍成，腾学芳，严晓阳，等.皱纹粉末涂料配方的优化设计[J].化工设计通讯，2016，42（8）：42-43.

作者简介：

陈铭铸（1968- ），男，籍贯：江苏扬州，汉族，现职称：工程师，学历：本科，研究方向：环氧树脂生产及应用。

推荐访问:环氧树脂 配方 性能 优化 思考