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利用微波加热固化的涂料分类

时间:2026-01-23 理论教育 蒙娜丽莎 版权反馈
【摘要】:涂料的品种极多,可按不同特征进行分类。这是利用微波加热固化的一种涂料,涂料内部的树脂、颜料、填充物等各组分在微波发生器发生的高频电场作用下会产生高频振荡,物料之间产生相互摩擦从内部产生摩擦热。

涂料的品种极多,可按不同特征进行分类。

1.按树脂特征的分类

涂料按构成的树脂特征可分为热塑性涂料及热固性涂料,前者一般借助加热使涂料塑化,去溶剂后形成涂层,后者一般借助加热发生交联固化反应后形成涂层。一般而言,热固性涂料物性较好,应用较广,但用于涂装热塑性塑料制品的涂料品种较少。

2.按树脂品种的分类

热塑性涂料常用树脂有过氯乙烯、热塑性丙烯酸、醋酸丁酸纤维素及高阻隔性聚偏氯乙烯等。热固性涂料常用树脂品种较多(详见后述)。此外,为了提高涂层的特性,各树脂常配制成改性树脂制作涂料。它们各有不同特性及用途,故选料时应酌情择取。另外,为了解决多数涂料用溶剂作稀释剂带来的环境污染,且必须增设去溶剂工序,溶剂消耗量大等各种问题,目前针对有些树脂还开发了水性稀释涂料。

3.按涂料形态的分类

按形态涂料可分为固态粉末涂料及液态涂料两类,两种涂料都是用热固性或热塑性树脂及助剂配制而成的,但粉末涂料是经挤出或捏合成粒料粉碎而成的,常采用静电喷涂等工艺涂覆于制品表面,经加热塑化或固化冷却后制成涂层。大多数液体涂料都是由树脂溶解于溶剂中,且与颜料、填料及助剂充分均匀混合后组成的液态分散液体体系,可采用各种涂装方法涂覆制品,并需经去溶剂或交联固化等不同固化工艺处理后才能形成涂层。

4.按涂料成膜方式的分类

涂料的成膜方式可分为干燥型及加热固化型两大类,不同品种的涂料各有自身的成膜(即形成涂层)方式,即使同一类树脂不同品种的涂料也可有不同成膜的方式,如图18-1所示。

图示

图18-1 涂料的成膜形式

(1)干燥型 干燥型是指涂料在常温下或在光、电等物理作用条件下即可干燥成膜的品种,它有多种类型,现举例介绍如下:

1)溶剂挥发型,即成膜物(树脂)溶于溶剂中制成清漆或漆基料,如再加入颜料及填料后可配成色漆,涂装后在一定条件下待溶剂挥发后即固化成膜,如丙烯酸漆、硝基漆、氯化橡胶等。这类漆适于涂装各类塑料制品,一般在常温下即可干燥,但为了提高涂装附着力等原因也经常在加温下涂装加工。选用这类涂料必须注意塑料制品对涂料中溶剂的耐侵蚀能力,否则制品会发生溶解或溶胀弊端。

2)自反应固化型是指涂料能吸收空气中的氧进行氧化交联或涂料中多组分之间能发生交联固化反应成膜的品种。它们多数可在常温或低温加热条件下成膜。这类涂料有干性油和半干性油清漆、醇酸漆、环氧树脂漆、环氧酯漆、聚氨酯漆、不饱和聚酯漆等品种。

3)光固化型。涂料由光固化树脂、光引发剂(如光敏剂、催化剂)、交联剂、颜料、填料、稀释剂等组成。涂装后涂料在紫外线光照射下,光引发剂可致使光固化树脂发生固化反应形成涂膜。这些涂料常用反应型稀释剂,即直接参加固化反应而被消化,挥发很少,故无毒,无味,环保安全性较好。几种常用光固化涂料的特点见表18-1。(https://www.xing528.com)

18-1 几种常用光固化涂料的特点

图示

4)电子束固化型。这种树脂配制的涂料在高电压电子束加速器发射的电子射线作用下即可发生交联固化反应,一般在常温下只要几秒钟即可完成固化反应成膜,但需用设备投资较大,不利于推广应用。目前,常用于不含催化剂和光敏剂的不饱和聚酯和丙烯酸酯涂料(清漆或色漆)涂装层压板、纤维板等塑料制品。

(2)加热固化型 这类涂料需用较高的加热温度才能发生固化反应,形成涂膜,通常以热固性涂料为主。按加热方法不同,其大致有下列几种。

1)加热固化型。涂料在涂装前通常为单组分包装,涂装时混合后先挥发溶剂成膜,然后在加热设备(如烘干炉等)中烘烤发生充分的交联反应固化成膜。其涂膜综合性能较好,可组织流水线作业,但固化温度较高,一般在100℃以上,故不宜用于热变形温度较低的塑料制品。常用的涂料有醇酸涂料、氨基醇酸、氨基丙酸、环氧(粉末料)、环氧-聚酯、聚氨酯、改性有机硅涂料等。

2)微波固化型。这是利用微波加热固化的一种涂料,涂料内部的树脂、颜料、填充物等各组分在微波发生器发生的高频电场作用下会产生高频振荡,物料之间产生相互摩擦从内部产生摩擦热。同时,物料的介电常数在高频电场作用下也会将电能转变为热能,由此加热涂料引发交联固化反应成膜。因于从内部加热均匀,所以制品不易发生变形,一般固化时间为2~4min,但涂料外层因接触空气及内外温差等易产生表面应力及裂纹等弊端,因此最好在适当的环境温度下进行涂装加工。此法常用于常温或低温下可固化的涂料,如清漆、酸催化(或低温固化)的氨基醇酸、聚氨酯、环氧树脂等树脂。

3)远红外线固化型。远红外线为波长在2~20nm的不可见光,它可穿透多种材料,如不饱和聚酯、聚氨酯等,并随之带来热量。此原理也用于加热涂料,利用涂料吸收远红外线的热量促进干燥固化反应,且内外受热均匀,固化时间可大大缩短,宜用于涂装带有NH2基团的涂料,如聚氨酯、聚酰胺固化环氧树脂、丙烯腈丙烯酸涂料及氨基树脂涂料等。

5.按涂料性能和功能的分类

涂料按性能和功能可分为通用涂料、功能性涂料(特殊涂料)和专用涂料等。

1)通用性涂料主要用于保护和装饰制品表面,常用品种是由丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、醇酸树脂、氨基树脂、有机硅、有机氟等树脂组成的涂料。

2)功能性涂料主要用于对涂层有特殊性能要求的制品,如导电、电磁屏蔽、抗静电、防紫外线、阻燃防火、耐烧蚀、耐高(低)温、耐磨抗划等各种功能的涂料,通常采用在涂料中加入特殊功能的填料或改性料的方法来实现特殊性能。

3)专用涂料是指各种专供涂装某种产品的涂料,如机床用底漆及面漆、汽车用底漆及面漆等。还有专供内模涂装的涂料,即在模压塑件过程中同时完成表面涂装用的涂料(如环氧树脂、环氧树脂/聚酯等粉末涂料)。另外,同一类涂料中还可分为面漆料、底漆料等品种,分别用作涂层中各层涂料。由此可见,专用涂料品种甚多,它们各有特性,故选料时应充分了解被选品种的性能和用途,酌情择取。

6.按工艺适应性的分类

从前述章节可知,选择涂料时除了应满足涂层使用性能要求外,选用的涂料物性必须与涂装物材料性能、表面状态、表面处理工艺、涂装工艺及成膜特性等工艺特性相适应,因此每一种涂料只有其使用性能和工艺适应性达到要求后才可获得理想的涂层。不同配方的涂料都具有工艺适应特性,所以涂料还可按工艺适应性进行分类,选料时应选用与涂装产品工艺条件相适应的品种。

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