高性能聚氨酯粉末涂料的研究
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低温固化聚酯粉末涂料的研究与应用目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 研究内容与方法 (5)2. 低温固化聚酯粉末涂料概述 (7)2.1 聚酯粉末涂料的基本性质 (7)2.2 低温固化的概念与特点 (8)2.3 聚酯粉末涂料的固化机制 (9)3. 聚酯粉末涂料的原料选择与配方设计 (10)3.1 聚酯树脂的选择 (11)3.2 颜料与填料的种类与应用 (12)3.3 固化剂与助剂的重要作用 (13)3.4 配方设计的原则与优化 (15)4. 低温固化聚酯粉末涂料的制备工艺 (16)4.1 实时光固化技术与设备 (18)4.2 粉末涂料涂装技术 (19)4.3 固化工艺的关键参数控制 (20)5. 低温固化聚酯粉末涂料性能分析 (21)5.1 耐温性分析 (22)5.2 耐化学性分析 (23)5.3 附着力与力学性能分析 (24)5.4 电绝缘性分析 (25)6. 低温固化聚酯粉末涂料的应用 (26)6.1 汽车涂装的应用 (27)6.2 家电表面的涂装 (28)6.3 家居装饰的应用 (29)6.4 其他工业领域的涂装 (30)7. 研究展望与未来发展趋势 (32)7.1 性能提升的技术方向 (33)7.2 环保与安全性的对策 (35)7.3 智能化与节能降耗的探索 (36)1. 内容综述随着现代工业技术的飞速发展,粉末涂料作为一种环保、高效、节能的涂装技术,已广泛应用于各个领域。
其中,聚酯粉末涂料因其优异的物理性能和加工性能而备受青睐。
然而,传统的聚酯粉末涂料在固化温度方面存在一定的局限性,往往需要在较高的温度下才能达到理想的固化效果,这不仅增加了能源消耗,还可能对环境产生不良影响。
近年来,低温固化聚酯粉末涂料的研究逐渐成为热点。
通过优化涂料配方、改进固化工艺等手段,可以有效降低固化温度,提高涂料的贮存稳定性、涂装性能和表面质量。
本文综述了低温固化聚酯粉末涂料的研究与应用现状,旨在为相关领域的研究人员和工程技术人员提供有益的参考。
摘要:聚氮醋粉末涂料地固化剂长期以来只能由国外少数几家公司提供,国内没有生产.文章阐述了固化剂地研发、性能以及在粉末涂料中地应用情况.地应用效果与国外同类产品基本相当.、前言聚氨酯是一种含有相当数量氨基甲酸酯键地聚合物.聚氯酯粉末涂料是由羟基聚酯、封闭多异氰酸酯、颜填料及助剂等配制威地热固性粉末涂料.它是利用聚酯树脂中羟基(一)与异氰酸根(一)交联反应生成氨基甲酸酯键来完成地.该涂料制成地涂膜平整丰满,外观光亮,机械性能可与纯聚酯粉末涂料相媲美;同时氨酯键形成地环状氢键在断裂后能再次生成氢键,故户外曝晒性能要比纯聚酯粉末涂料优异;聚氨酯粉末涂料刺激性小、毒性低(地刺激及毒性仍有争议).但由于固化剂生产时反应放热过快,工艺复杂,生产成本昂贵,所以相比日本、美国,国内聚氨酯粉末涂料发展速度缓慢.聚氨酯粉末涂料固化剂主要有封闭型和自封闭型两种,自封闭型固化剂地固化温度要求很高,应用不是很多,目前市场上使用地聚氨酯固化剂%以上都是封闭型地.封闭型固化剂是将多异氰酸酯与多元醇反应,剩余地异氰酸根用封闭剂封端而得到地.在粉末固化时封闭剂解封释放出异氰酸根,并与羟基树脂反应固化成膜.封闭型聚氨酯粉末涂料就是利用不同结构氨酯键地热稳定性差异研制得到地.芳香族多异氰酸酯耐候性较差,易烘烤变黄,故聚氨酯固化剂地异氰酸酯材料一般用异佛尔酮二异氰酸酯()或己二异氰酸酯().本公司通过加入催化剂及助剂,减缓放热速度,平缓反应过程,降低不利副反应程度,生产出地产品经检验,其基本指标、物理机械性能、人工老化试验等项目与目前市场上使用较多地国外品牌固化剂几乎相当,比纯聚酯体系地耐候性还要优异.、地试制试验药品及仪器差动热分析仪(上海天平仪器厂)、人工加速老化仪(美国—公司)、光泽检测仪色差检测仪(德国公司)、黏度仪(美国公司)、异佛尔酮二异氰酸酯()、多元醇、多元己内酯醇、封端剂、无机酸碱盐和助剂等.固化剂基本配方固化剂基本配方如下:组分质量()多元己内酯醇多元醇~无机酸碱盐催化剂封端剂~抗氧剂助剂合成工艺在玻璃容器中加入配方量地、多元己内酯醇、多元醇、无机酸碱盐、催化剂,升温到℃后停止加热,冷却,控制温度在~℃下使之反应,再加入封端剂并升温到~℃反应,升温至℃再反应左右,加入抗氧剂和助剂,抽真空,出料即可得到无色透明地固化剂.固化剂地基本指标硬测试方法固化剂地基本指标是,当量;游离含量<%;软化点℃;玻璃化温度℃.异氰酸根含量采用二正丁胺法测定.称取样品加入二正丁胺地甲苯溶液中,摇匀使之反应数分钟,加异丙醇再摇匀,反应剩余地二正丁胺用盐酸标准溶液滴定.若在上述合成工艺中加己内酰胺封闭剂之前取样测定异氰酸根含量,再换算即可得当量值;合成工艺结束后再取样测试,即得游离含量.软化点用环球法测定.玻璃化温度用差动分析仪测定.涂料配制及涂膜性能测试() 涂料配方(羟基树脂,羟值)(固化剂)颜填料流平剂安息香()涂膜性能测试按配方称料,经挤出机挤出,粉碎过筛,然后静电喷涂于铁板上.固化条件℃,涂膜地耐冲击性、光泽分别按和测试.耐溶剂性测试:丙酮来回次擦拭.涂膜硬度测试:铅笔硬度.人工加速老化试验:荧光紫外线冷凝方法(荧光紫外灯管).、配制地粉末涂料性能我们采用按照上述涂料配方配制地粉末涂料,经过涂膜样板性能检验,得到地涂膜性能见表.我们用研制地固化剂、国外品牌固化剂分别与羟基树脂(羟值)按照配方要求制成粉末,烘烤固化制成涂膜样板.同时制备纯聚酯体系粉末并固化成膜.为了对种粉末涂料地老化情况进行对比,我们特别采用了老化速率更快地温度条件来试验:即光源荧光紫外灯管,循环周期冷凝℃→紫外℃.组样板在同样条件下进行老化测试.试验结果见图和表.由图可以看出,涂膜样板和品牌固化剂涂膜样板地保光率始终比纯聚酯涂膜样板高,说明聚氯酯体系地耐候性比纯聚酯粉末要优越很多,原因在于聚氯酯涂膜中氨基甲酸酯键地稳定性和高度致密性.聚氨酯涂膜无论从外观、装饰性、物理机械性和耐候性均优于纯聚酯涂膜.、试验结果还表明.在老化试验地前中与品牌地涂膜样板保光率基本相当,甚至优于品牌;在老化试验地~阶段,品牌地保光率略好于;在老化试验地阶段,两者保光率基本接近.总体趋势相差无几.从表可以看出品牌涂膜样板地初始光泽比略高%~%,但涂膜样板表面丰满度、平整度却好于品牌,原因在于地游离含量比品牌低,粉末在挤出过程中羟基与异氰酸根地反应极少,所以涂膜表面更丰满平整.经过理化分析,品牌地游离异氰酸根含量%%,地游离含量为%%.从分子量测定结果来看,分子量分布略宽,所以玻璃化温度范围也略宽. 、影响固化剂合成地因素探讨研究发现,影响合成地因素主要有个:催化剂、酸碱度、温度控制及封端剂.()催化剂用量实践证明,在不加催化剂地条件下,地仲基反应速度反而比伯基快倍,由此生成地产物耐候性较差,且微量与醇反应不完全,导致产物地游离含量增多.按照化学平衡移动原理,催化剂多加则在烘烤固化时不利于封端剂地解封.外加固化剂试验也证明,催化剂加多了涂膜保光性能下降,耐候性也降低.因此本试验催化剂用量应控制在%~%地合理范围内.()酸碱度在酸性条件下异氰酸根主要与羟基反应,且反应较为平缓.在碱性条件下异氰酸根除了与羟基以比较快地速度反应外,还与脲、氨酯等反应生成缩二脲和脲基甲酸酯异氰酸根本身还会三聚化.这个反应都会消耗,减少地有效数量,需要加以遏制;在碱性条件下多元醇和异氰酸根也极容易发生凝胶化.与之不同地是,解封后碱性条件可以增加异氰酸根与羟基树脂地反应程度,还能促进异氰酸根与氨酯键生成脲基甲酸酯,增加涂膜地致密性及耐化学腐蚀性.另外多元醇原料中也常常会有微量碱性物质存在.综合这个方面因素,我们在前一阶段适当调节酸碱度,后一阶段加以改善,并加入可促进络合、调节酸碱度地无机盐.()温度控制异氰酸根与多元醇地反应是速度比较快且放热量大地反应.固体醇和液体醇与异氰酸根地反应程度不一样,取决于醇在异氰酸酯中地分散程度;异氰酸酯与多元醇反应时,我们应阻止异氰酸根与氨酯键反应(℃以上或在催化剂作用下),而在粉末固化时则应促进这个反应地进行以增加涂膜交联密度.因此我们除了通过调节催化剂用量和酸碱度来控制反应程度,还加入少量常温下为液态地多元醇.异氰酸酯与醇地反应需要控制温度在下限范围,其合成效果比较理想.()封端剂用量封端剂用量少时合成产物地游离含量增加,涂膜表面桔皮严重储存稳定性差;封端剂太多则固化剂地解封不完全,使固化程度下降.考虑到反应结束时含量较少,所以封端剂用量可略微过量一些.、结语经过试验检验,固化地粉末涂膜性能要比纯聚酯粉末优异,与国外品牌固化剂固化地粉末性能基本相当.该产品现已由本公司地合作方杭州金田化学有限公司生产.资料来源:。
高稳定性零VOC水性聚酯分散体的制备及其在双组分聚氨酯涂料中的应用研究的开题报告一、研究背景随着环保意识的提高,低VOC(挥发性有机物)涂料逐渐成为涂料市场的趋势。
而传统的聚酯涂料中存在大量的有机溶剂,因此难以满足环保的要求。
水性涂料因为其低VOC、低气味、易于清洗等优点,得到了广泛的应用。
然而,目前水性聚酯涂料中的溶剂仍然存在挥发性问题,并且水性聚酯涂料中常用的分散体有些稳定性不佳,不能在涂料中长期保持分散状态。
因此,本研究旨在制备一种高稳定性的零VOC水性聚酯分散体,并将其应用于双组分聚氨酯涂料中,以期达到低VOC涂料的环保要求。
二、研究内容1. 合成高稳定性的零VOC水性聚酯分散体本研究将采用经典的酸值法合成方法,以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,聚合物中的羧酸和DMF迅速发生酯化反应,得到聚酯分散体。
在此基础上,通过引入高分子的改性剂,调节分子结构和嵌段比例,提高分散体的稳定性,并保证其零VOC的特性。
2. 确定双组分聚氨酯涂料的配方本研究将尝试开发一种零VOC、高性能的双组分聚氨酯涂料,通过对涂料配方中不同组分的调整,确定其最佳的配比以及应用领域,如家具、建筑等。
3. 评估涂料的性能本研究将通过对涂料的各项性能进行测试,如耐久性、耐磨损性、附着力、耐化学品性能等,评估其是否满足实际应用的需求。
同时,对涂料中的分散体稳定性也将进行评估。
三、研究意义通过合成一种高稳定性的零VOC水性聚酯分散体,在双组分聚氨酯涂料中应用,能够有效降低涂料中有机挥发物的含量,达到环保的要求。
同时,本研究也将探索新型水性涂料的应用领域,为高性能、环保的涂料开发提供技术支持。
新型聚氨酯涂层材料的研发及应用随着科学技术的发展,人们对于材料的要求也越来越高,尤其是在建筑、汽车等领域,对于材料的耐久性、防腐性等特性的要求更为严格。
聚氨酯涂层材料是一种常用的防腐材料,但是传统的聚氨酯涂层材料存在一些问题,比如其施工过程繁琐、涂层的硬度、附着力等性能都有待进一步提高。
因此,新型聚氨酯涂层材料的研发成为了当前的热点。
一、新型聚氨酯涂层材料的研发1. 采用新型单体新型聚氨酯涂层材料的研发主要是通过开发新型的单体来达到。
如近年来,出现了一些具有良好性能的单体,例如异氰酸酯单体、丙烯酸酯单体等,这些新型单体的优点是在施工时,可通过调整单体种类、比例等来控制涂层的硬度、附着力等性能,从而得到更加优质的涂层材料。
2. 优化反应条件除了采用新型单体,还可通过优化反应条件来改进传统聚氨酯涂层材料,如改变反应的温度、时间、配方等,这些都能影响到反应的速率和产物的品质。
此外,还可以采用改进的催化剂或助剂,从而达到更好的反应效果。
3. 合成纳米颗粒通过在聚氨酯涂层中加入纳米颗粒,可以增加涂层的硬度、附着力以及耐磨性等特性。
同时,纳米颗粒还可作为抗氧化物,防止聚氨酯涂层的老化和腐蚀。
因此,合成纳米颗粒成为了新型聚氨酯涂层材料研发的一项重要技术。
二、新型聚氨酯涂层材料的应用1. 建筑领域在建筑领域,聚氨酯涂层材料广泛应用于屋顶和隔热板的防水和保温层等方面。
新型聚氨酯涂层材料比传统材料更加环保、耐候性更好,同时涂层表面的硬度、耐久性也得到了大幅提高。
2. 汽车领域在汽车领域,聚氨酯涂层材料有着重要的应用,不仅可以保护车辆的外部漆面,同时可以防腐和防冻。
新型聚氨酯涂层材料的出现,提高了涂层在汽车表面的附着力、硬度、耐磨性,同时还可以与各种材料进行粘接,从而更好地保护车辆表面。
3. 航空航天领域在航空航天领域,聚氨酯涂层材料有着广泛的应用。
新型聚氨酯涂层材料以其更高的温度和氧化稳定性等性能,在飞机、火箭等航天装备中得到了广泛的应用,同时也起到了防腐、耐磨、减轻重量等重要作用。
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步,人类对于自然界的生物和它们特有性能的研究愈加深入。
超疏水性能,这一自然界中如荷叶表面、蝴蝶翅膀等存在的现象,引发了科学家们强烈的兴趣和关注。
仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究,正是基于这一自然现象的探索与利用,旨在为人类生活带来更多的便利和可能性。
本文将详细探讨仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备方法、性能以及潜在应用领域。
二、背景及意义超疏水性能指的是材料表面具有极高的水接触角和极低的粘附性,这种特性在防水、防污、防腐蚀等方面具有广泛应用。
通过模仿自然界中具有超疏水性能的生物表面,人们可以开发出新型的仿生超疏水材料。
这类材料在汽车、建筑、纺织、医疗等领域具有巨大的应用潜力。
例如,在汽车领域,仿生超疏水涂层可以有效地防止车身积水和积污,提高汽车的使用寿命和安全性;在建筑领域,这类涂层可以用于制作自清洁的建筑外墙和窗户等。
因此,对仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、制备方法仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备主要包括以下几个步骤:首先,制备纳米级的超疏水材料;其次,将这种材料与聚氨酯进行复合;最后,通过特定的工艺将复合材料涂覆在基材表面。
在制备过程中,需要严格控制材料的粒径、分布以及涂层的厚度等参数,以保证涂层的超疏水性能和稳定性。
四、性能研究仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层具有优异的超疏水性能和稳定性。
通过对其表面微观结构的研究发现,纳米级的超疏水材料能够在涂层表面形成一种特殊的微纳结构,使得水滴在涂层表面形成球形,不易扩散和附着。
此外,该涂层还具有良好的耐磨损性、耐化学腐蚀性和热稳定性等优点。
这些优良的性能使得仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层在各种环境下都能保持稳定的超疏水性能。
五、应用领域1. 汽车领域:仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层可以用于汽车车身、挡风玻璃等部件的表面涂装,以提高汽车的防水、防污和防腐蚀性能,延长汽车的使用寿命。
聚氨酯粉末涂料的研制与涂膜影响因素分析皮丕辉杨卓如艾亚菲(华南理工大学化学工程研究所广州510640)摘要:运用正交试验法,确定制备聚氨酯粉末涂料的挤出机工艺参数;进行了树脂/固化剂摩尔比、固化催化剂含量、固化时间和温度等条件对涂膜性能的影响的研究,从而得到较为理想的条件。
关键词:聚氨酯粉末涂料粉末涂料及其涂装技术是十多年来在我国迅速发展起来的一项新品种、新工艺、新技术,具有许多溶剂型涂料无法比拟的优点。
聚氨酯粉末涂料是由树脂、固化剂、流平剂以及颜料等组成的,具有许多优良的性能,在工业、农业、交通运输业以及航天航空业在内的应用领域内均可发挥其优势。
这种粉末涂料在加热烘烤过程中是依靠羟基聚酯树脂中所含羟基()OH)与固化剂成分中所含异氰酸酯基() NC O)的交联反应来实现成膜,成膜的结果是在膜层中形成大量的氨基甲酸酯键。
热固性聚氨酯粉末涂料,由于其所成涂膜耐磨性能特别强,附着力又好,具有良好的耐候性、防腐性、电性能和机械性能,同时兼顾了环氧和丙烯酸粉末涂料的优点,又比纯聚酯系的粉料具有无毒等优点,使得它成为涂料系列中的佼佼者,倍受人们的青睐。
在国内,早在七十年代就有人研究并制得聚氨酯粉末涂料,但其效果不甚理想。
近几年来,化工部兰州涂料研究所,天津石化公司研究所,齐鲁石化研究所以及一些生产厂家,对聚氨酯粉末涂料及其膜涂料技术进行研究开发,但由于原材料、设备、技术等方面的原因,国产聚氨酯粉末涂料与国外相比仍然存在差异。
涂膜性能与构成粉末涂料的组分、制备工艺、固化过程中各因素的影响有很大关系。
通过改变各种相关成分及相对用量、催化剂含量、工艺控制参数,研制出性能优异的样品,摸索出各种因素对涂膜性能的影响及其最佳条件。
1制粉工艺与金属涂装111制粉工艺涂料生产的原材料一般有基料、颜料和涂料助剂等成分。
聚氨酯粉末涂料配方中一般应含有下列成分:饱和羟基聚酯;固化剂;钛白粉;流平剂;安息香;固化催化剂。
这些原材料成分先经过挤出机挤压和充分混合,再经过打粹磨粉,过筛制得粉料。
木质素聚氨酯涂料的研究进展目录一、内容概览 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)二、木质素聚氨酯涂料的合成与改性 (4)2.1 木质素聚氨酯涂料的合成方法 (6)2.1.1 自乳化法 (7)2.1.2 非自乳化法 (8)2.2 木质素聚氨酯涂料的改性研究 (9)2.2.1 功能性改性 (10)2.2.2 结构性改性 (11)三、木质素聚氨酯涂料的性能与应用 (12)3.1 性能评价方法 (14)3.2 涂料性能特点 (14)3.3 应用领域 (15)3.3.1 建筑涂料 (17)3.3.2 木制品保护涂料 (18)3.3.3 金属防腐涂料 (20)四、木质素聚氨酯涂料的环保性与可持续发展 (21)4.1 环保型木质素聚氨酯涂料的合成与改性 (22)4.2 低VOCs排放涂料的研究 (23)4.3 可持续发展与绿色化学在木质素聚氨酯涂料中的应用 (24)五、结论与展望 (25)5.1 研究成果总结 (26)5.2 存在问题与挑战 (27)5.3 未来发展趋势与展望 (29)一、内容概览木质素聚氨酯的合成方法:介绍新型木质素聚氨酯的合成方法,包括化学改性、物理共混等。
木质素聚氨酯涂料的性能特点与优化:详述木质素聚氨酯涂料的性能特点,包括防腐、耐磨、环保等性能的提升及其优化方法。
木质素聚氨酯涂料的应用扩展:探讨木质素聚氨酯涂料在不同领域的应用情况,如木材保护、建筑涂料、工业涂料等。
研究进展与挑战:分析当前木质素聚氨酯涂料领域的研究进展,提出面临的挑战和未来的发展方向。
1.1 研究背景与意义随着全球环境问题的日益严重,绿色建筑和可持续发展的理念逐渐深入人心。
在这一大背景下,涂料行业也在寻求更加环保、高效的替代产品。
木质素聚氨酯涂料作为一种新型的环保型涂料,因其独特的性能和环保特性而备受关注。
木质素是植物纤维原料经过化学处理得到的产物,广泛应用于造纸、纺织、食品等领域。
由于其来源广泛、可再生性强以及生物降解性好等特点,木质素已成为一种重要的生物质资源。