粉末涂料中氧化聚乙烯蠟的應用性能
傳統(tǒng)的涂料大多以有機溶劑作為溶劑,在生產(chǎn)和使用的過程中會出現(xiàn)有害的VOC,不僅污染了環(huán)境,更是對人體的健康造成了威脅。近年來,隨著人們的環(huán)保意識逐漸加強,不含有機溶劑的粉末涂料引發(fā)了普遍關注,但粉末涂料中的顏填料不易分散。氧化聚乙烯蠟(OPEW)是一種優(yōu)良的極性蠟,結構中含大量的羧基基 團,與堿性顏料的親和力較好,能促進顏料在體系中的分散,因此研究OPEW在粉末涂料中的應用有很大的價值。
氧化聚乙烯蠟(OPEW)一般為淡黃色或者白色粉末或顆粒,無毒、無臭、無腐蝕,光澤好,粘度低,軟化點高。還具有熱穩(wěn)定性好、高溫揮發(fā)性低、耐化學藥 品能力強及抗?jié)裥阅芎玫葍?yōu)點。
氧化聚乙烯蠟與石蠟的相容性良好,用來做石蠟改性劑,提高石蠟的綜合性能,如耐水性、硬度及脫模性等。氧化聚乙烯蠟還具有偶聯(lián)作用,能加大塑料的加工生產(chǎn)效率,降低成本。氧化聚乙烯蠟的分子鏈上有羰基、羥基以及羧基等極性基團,是一種優(yōu)良的極性蠟,因此在極性體 系中具有優(yōu)良的潤濕性和分散性,與極性樹脂、顏填料具有優(yōu)異的相容性,故也可 以用作顏填料的分散劑,且熱穩(wěn)定性也優(yōu)于聚乙烯蠟。
氧化聚乙烯蠟的作用及意義
顏料的分散,實質是將團聚體破碎為原生粒子與凝聚體,這些新形成的粒子經(jīng) 進化并趨于穩(wěn)定狀態(tài)的過程。樹脂中顏料的具體分散過程可分為以下三步:第一 步,樹脂的熔融體將顏料團聚體的表面潤濕,進而滲透進入團聚體內部的孔隙之中;第二步,團聚體經(jīng)外剪切力以及顏料粒子間的互相碰撞的作用下發(fā)生破碎;最后一步是樹脂熔融體將新形成的粒子潤濕并包覆,直至趨于穩(wěn)定不再發(fā)生附聚。這個過程簡言之為:潤濕、破碎與穩(wěn)定化。
而樹脂的熔體粘度大,與顏料不容易相融合,潤濕性不好,因而很難滲透到團 聚體的空隙之中,也無法高效傳遞剪切力,團聚體破碎不完全。即使部分團聚體發(fā) 生破碎,樹脂熔體也無法迅速將其潤濕,粒子互相碰撞發(fā)生重聚,這也是顏填料在樹脂體系分散不均勻的原因。為解決這一問題,可在上述體系中加入氧化聚乙烯蠟。
體系加入氧化聚乙烯蠟后,首先樹脂與氧化聚乙烯蠟熔融,包覆于顏填料的表面,由于氧化聚乙烯蠟具有粘度低、與顏填料的相容性好的特點,很容易把顏填料潤濕,然后滲透到團聚 體的內部,弱化了內聚力。且在外剪切力的作用幫助之下,顏填料團聚體則更容易破碎,新形成的粒子也可以獲得快速的潤濕和保護。OPEW除了起到分散作用 之外,還可以增加涂層的機械性能。在粉末涂料固化成膜的過程中,OPEW顆粒會因擠壓或上浮的作用,往涂層表面移動,對涂層起到保護作用。顆粒較大的能抵抗 外界應力增大涂層的耐劃傷性,顆粒較小粒子的就會緊密堆積增加涂層的硬度。由于OPEW結構中含大量的羧基基團,與堿性顏料的親和力較好,能促進顏料在體系中的分散。結構中還含有許多羥基基團,所以與極性樹脂有很好的相容性,在粉末涂料固化成膜時可以增加涂層的耐沖擊性和柔韌性[42-44]。除此之外,OPEW的加入 可以降低體系的粘度,提高體系的流動性,因此在生產(chǎn)涂料時加入OPEW可以提高生產(chǎn)效率,增加產(chǎn)量。
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