(下)热塑性粉末涂料用树脂

2007-08-14

    3.3  聚丙烯

    聚丙烯(PP)是聚烯烃树脂中的一个重要品种,它无毒、无味、无臭,呈乳白色蜡状物,像PE,但比PE密度小,在通用的树脂中密度最小,仅为0.90-0.91g/cm3。它广泛用于薄膜型制品,不大用于粉末涂料。因为PP分子中含有甲基,甲基中氢原子容易受氧或臭氧的攻击,所以PPPE的耐热性差,涂装时烘烤温度的范围也很窄,难以获得良好的涂层。但是随着树脂原料生产技术的提高和配方的改进,添加抗氧剂和紫外线吸收剂,粉末涂料已有上市,例如在日本用于自动洗碗机内部部件的涂装,在英国用于温泉配管的涂装。

    PP可以通过共聚共混方法改性,共聚一般在化工厂进行,共混可在粉末厂进行。例如利用丙烯-乙烯共聚提高其柔性;利用丙烯与乙烯醋酸乙烯共混提高其冲击强度、改善脆裂性等。表7为部分厂家生产的聚丙烯型号及性能。

    7  57分厂家生产的PP树脂型号及性能

型号

熔体流动速率/g·(10min)-1

性能及用途

北京燕山石化总公司

1230HM-98-007

0.5

通用级,挤管,吸塑中空容器

HM-98-015

1-13

通用级,注塑日用品,机械零件

CM-015-1730

1.5-13.0

耐低温级,注塑各种容器,周转箱

HM-93-015

1-7

耐热级,注塑耐热器,汽车零件

HM-93-030(1402A)

1-3

耐候级,抗紫外线,注塑室外用品

140313331603

3-7

抗静电,注塑

1304,2600

11

管状薄膜级,挤吹薄壁件

HY-98-0152601

1.5-7.0

耐热型,级带级,可挤拉成窄带绳

37013702,3600

2.5-13.0

抗紫外线,纤维级,挤拉成各种单丝

兰州化学公司

HF-93-120

8-10

薄膜级,挤塑压延成膜

HL-93-060

4-14

纤维级,挤拉成带、纤、编织品

HM-93-030

2-5

通用级,注塑成型,各种零件

上海石化总厂

JP-60

0.2-1.0

通用级,挤塑各种管、板

JP-350

1.0-6.0

通用级,注塑各种盒、零件

JP-600

3-9

扁带级,挤拉成窄带、绳索

JP-1150

8-15

纤维级,挤拉成单丝、复丝

    3.4  聚酰胺

    聚酰胺(PA)俗称尼龙(Nylon),是白色或淡黄色的结晶颗粒,燃点180-230,密度为1.020-1.149g/cm3,热分解温度均大于300,耐油、耐化学溶剂,对酸有一定的抗蚀能力,但易吸水,吸水后略微膨胀,不易燃,能自熄,无毒性,易染色,也易被污染。PA具有耐磨、强度高、韧性、自润滑等特性,可以在-40-100笔下长期使用,但耐光性较差,为了获得良好的综合性能,同样需要改性。

    PA的缺点是吸水率高,多采用碳原子链较长的尼龙材料,并在加工成形前应进行干燥处理。

    常用的几种PA材料的性能见表8。已用于粉末涂料的PA树脂有尼龙11、尼龙12、尼龙1010

    8  聚酰胺材料的性能

项目

尼龙6

尼龙66

尼龙610

尼龙11

尼龙12

尼龙1010

透明尼龙

密度/g·cm-3

1.13

1.14

1.08

1.04

1.02

1.05

1.12

拉伸强度/MPa

65

80

60

70

54

55

60

伸长率/%

30

60-200

100-240

230

240

100

 

弯曲强度/MPa

90

100

90

53

70

70

125

冲击强度kJ·m-2

60

 

 

 

 

250

不断

吸水率/%

50%RH

2.7

2.5

1.5

0.8

0.7

0.8

饱和

9.5

9.0

3.5

1.9

1.4

2.0

吸水尺寸变化1%

3.0

2.8

0.7

0.4

0.3

0.45

 

弯曲模量/MPa

 

 

 

 

 

 

 

干燥

2700

2800

2000

 

 

 

 

50%RH

980

1200

1100

 

 

 

 

水中

490

600

700

 

 

 

 

熔点/

215

250

210

185

175

200

165

短时最高温度/

160

 

 

 

120

120

100

线热胀系数/×10-5

7.0

9.0

9.9

15.0

10.4

14.0

6.0

    3.5  饱和聚酯

    饱和聚酯是聚酯树脂的一种,属于主链中具有酯结合的直链状热可塑性树脂,其代表性的品种有聚对苯二甲酸乙二酯(PETPETP)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBTPBTP)。饱和聚酯树脂由各种二元羧酸和二元醇经缩合反应合成。饱和聚酯树脂经改性后可制作粉末涂料,用于流化床浸塑或静电粉末喷涂。热塑性饱和聚酯树脂的相对分子质量大、软化点高、涂膜的物理机械性能和耐化学药品性能都比较好。表9为粉末涂装用饱和聚酯树脂的特性。

    9  饱和聚酯树脂的特性

项目

试验方法

测定值

密度/g·cm-3

ASTMD-792

1.28-11.3

融点/

DSC

265

吸水率/%

ASTMD-570

0.12

热变形温度(4.6kg·cm-2)/

 

110

软化点/

 

230-240

铅笔硬度

JISK5400

F-3H

抗张强度/kg·mm-2

ASTMD-638

6.5

破断延伸率/%

ASTMD-638

300-400

    3.6  氟树脂

    氟树脂是主链或侧链上含有氟原子的聚合物的总称。用于粉末涂料的有以下几种。

    (1)可熔性聚四氟乙烯(PPA),结构式为:

   -[-(-CF2-CF2-)-x-(-CF-CF2-)-y-]n-

                     |

                     O

                     |

                     CF2-CF2-CF3

    (2)全氟乙烯丙烯共聚物(PEP),结构式为:

   -[-(-CF2-CF2-)-x-(-CF2-CF-)-y-]n-

                         |

                         CF3

    (3)四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE),结构式为:

    -(-CH2-CH2-)-m-(-CF2-CF-)n-

    (4)三氟氯乙烯-乙烯共聚物(ECTPE),结构式为:

   -(-CH2-CH2-)-m-(-CF2-CF-)n-

                       |

                       Cl

    (5)聚偏氟乙烯(PVDF),结构式为:

    -(-CH2-CF2-)n-

    (6)聚三氟氯乙烯(PCTPE),结构式为:

   -(-CF2-CF-)n-

          |

          Cl

    C-F键能大(110-116kcal/mol)、表面自由能低、F原子半径小、C-F键极化率小、分子内部结构致密,这些结构特点使氟树脂具有高绝缘性、介电常数小、耐热、耐蚀、耐候、耐磨、不黏等特性,使它在工业和民用方面具有广泛的用途。表10为粉末涂料用氟树脂的特性。

    10  粉末涂料用氟树脂的特性

特性

PFA

FEP

ETFE

PVDF

ECTFE

PCTFE

融点/

310

275

270

156-170

245

220

密度/g·cm-3

2.12-2.17

2.12-2.17

1.70

1.75-1.78

1.68-1.69

2.1-2.2

硬度(洛氏)

D64

D60-65

D75

D75-77

D55

 

动摩擦系数

0.2

0.3

0.4

0.39

 

0.37

最高使用温度/

260

200

150-180

150

165-180

177-200

体积电阻/Ω·cm

>1010

>1010

>1010

2×1010

1013

1.2×1018

介电常数(60Hz)

<2.1

2.1

2.6

8.4

2.6

2.24-2.80

吸水率(24h)/%

0.03

<0.01

0.029

0.04-0.06

0.01

0

阳光直射的影响

 

没有

没有

没有

没有

没有

3

3

2

3

3

2

溶剂

3

3

2

    注:耐化学性:伞,3>>2>△,测试方法采用ASTM

    3.7  聚苯硫醚

    聚苯硫醚(PPS)是白色粉末,密度为1.36g/cm3,具有突出的热稳定性,熔点为290,分解温度大于350,硬而有韧性,热变形温度超过260,使用温度可达240,是一种耐热、耐腐蚀和机械性能良好的工程塑料。此外热膨胀系数小、吸水率低、成形收缩率小,即便是在高温、高湿条件下仍表现出良好的尺寸稳定性。其黏结性能也好,对玻璃、陶瓷、钢材、铝材等材料都具有很好的黏结力。表11PPS树脂的性能。

    11  PPS树脂的性能

项目

PPS

PPS/PTFE

密度/g·cm-3

1.34-1.35

1.37-1.38

硬度/肖氏D

86

86

熔点/

260-266

260-266

耐摩擦性(CS-171 kg1000)/mg

24.0

6.4

静摩擦系数

0.25-0.35

0.14-0.15

动摩擦系数

0.24-0.30

0.13-0.15

    3.8  聚醚醚酮

    聚醚醚酮(PEEK)的耐高温性好,加热到400仍然很稳定,耐蒸气性好,在200的热蒸气中可以长期使用,耐放射性(7-线照射),可用作原子能发电站内的配件。PEEK可溶解于浓硫酸,但不溶于其他酸、碱。据报道PEEK粉末涂料已有上市。在其中添加氟树脂产品可以增加其润滑性。表12PEEK的部分特性。

    12  PEEK的特性

项目

测定值

密度/g·cm-3

1.32

维氏硬度/Hv(100g·10s)

2.3

抗张强度/kgf·cm-2

940

延伸率/%

50

连续使用温度/

260

热变形温度(185ks·cm-2)/

152

热传导率/W·(m·℃)-1

0.25

阻燃性/UL-94(1.45mmt)

V-O

体积电阻/Ω·cm

4.9×1016

    3.9  聚丁烯-1

    聚丁烯-1(PB-1)的相对分子质量高达300万,与其他聚烯烃比较具有耐高温蠕变、耐应力裂纹的特性。PB-1的机械强度和韧性均优良,在80-105时仍保持室温下的性能。PB-1不耐浓硝酸,但耐其他酸碱,PB-1的性能见表13

    13  PB-1的性能

项目

测定值

密度/g·cm-3

0.915

硬度/维氏D

60-63

熔点/

125-130

软化点(维卡仪)/

120-126

相对分子质量

200-300

    3.10  聚乙烯醇缩丁醛

    聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂透光率高达90%,透明性好,且强度高,弹性高,抗冲击,高韧性,以前多作汽车安全玻璃的夹层材料。由于它同时具有极好的黏结性、耐磨性、自润滑性、与尼龙11性能相近,所以最近日本开发出PVB粉末涂料已用于超市购货车等产品的涂装。PVB性能接近尼龙11,但比尼龙11涂料相对便宜,有望在强附着、高硬度、自润滑、耐磨、耐候的条件下使用。表14PVB与尼龙粉末的特性比较。

    14  PVB与尼龙11涂层性能比较

项目

试验方法

PVB浸塑

PVB喷塑

尼龙11浸塑

附着力

划格法/%

100/100无底漆

100/100无底漆

100/100涂底漆

铅笔硬度

 

H

H

B

冲击强度

48mm钢球自由落体

>100cm

 

>100cm

耐候性

暴露自然环境中3000h,白色

不变

不变

褪色

    综合国内外一些信息资料,从热塑性粉末涂料用树脂、特性、生产方法、涂装方法和交通隔离栅的粉末浸塑、金属丝、带、网的连续粉末涂装、钢管粉末涂装、粉末回转成型等方面予以介绍,期望粉末涂料行业的志士仁人对我国粉末涂装技术的发展锦上添花。

最新评论

暂无评论。

登录后可以发表评论


意见反馈
返回顶部