低温固化环氧粉末涂料及MDF粉末静电喷涂工艺研究

摘要

热固性聚合物粉末涂料作为一种环保、经济及节能的材料，正迅猛发展。与传统的溶剂型或水性涂料相比，具有无可比拟的优势，如在使用过程中没有溶剂挥发，减少了环境污染，降低了可燃性及毒性，施工过程中应用静电喷涂技术减小了材料损耗而且烘烤过程节约能源。
　　本文选择酚羟基树脂/碱性促进剂和微粉双氰胺/2-甲基咪唑两种固化体系，利用熔融共混法制备了环氧-酚羟基树脂体系粉末涂料以及环氧-微粉双氰胺体系粉末涂料。分别探讨了固化剂用量、固化促进剂用量等对环氧粉末涂料的固化性能、涂膜物理力学性能的影响，并利用非等温差示扫描量热法研究这两种体系的固化反应和固化动力学，推导其固化工艺。最后，确定了两种固化体系的最佳用量及固化条件。另外，通过响应面分析法探讨了MDF粉末静电喷涂中的各参数对一次上粉率的影响以及初步探讨了粉末涂料成膜过程流平性的影响因素。
　　通过实验确定环氧-酚羟基树脂体系粉末涂料各主要物料的合适用量分别为环氧树脂E-1255％，酚羟基树脂10％，碱性促进剂1％，颜填料30～35％。该体系最佳固化条件为120℃固化30min。固化后涂膜物理力学性能较好，附着力0级，铅笔硬度H，耐冲击性能50kg·cm。而对于微粉双氰胺/环氧粉末涂料体系，微粉双氰胺、2-甲基咪唑较佳用量分别为2.5％、0.25％，此时体系最佳固化条件为130℃下固化30min。固化后涂膜物理力学性能较好，附着力0级，铅笔硬度H，耐冲击性能45kg·cm。
　　使用Box-Behnken实验设计结合响应面分析法，得到MDF粉末静电喷涂一次上粉率与各工艺参数的二元多项式模型。分析了各工艺参数对一次上粉率的影响及相互间的交互作用，确定了最佳工艺条件。在喷涂距离134.5mm、供粉气压0.10MPa及静电电压60kv，MDF粉末静电喷涂的一次上粉率为56.7％

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 粉末涂料概述

1．2．1 粉末涂料的分类

1．2．2 粉末涂料生产工艺

1．2．3 粉末涂料涂装工艺

1．2．4 粉末涂料成膜工艺

1．3 环氧粉末涂料

1．3．1 环氧树脂

1．3．2 固化剂及固化促进剂

1．3．3 流平剂

1．4 MDF粉末静电喷涂

1．5 本论文的研究目的、意义及内容

1．5．1 本论文的研究目的、意义

1．5．2 本论文的研究内容

第二章 酚羟基树脂／环氧粉末涂料的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验方法

2．3 测试与表征

2．3．1 傅里叶红外光谱分析

2．3．2 差示扫描量热法分析

2．3．3 涂膜附着力测试

2．3．4 涂膜耐冲击性测试

2．4 结果与讨论

2．4．1 环氧树脂对粉末涂料性能的影响

2．4．2 酚羟基树脂用量对涂膜力学性能的影响

2．4．3 酚羟基树脂用量对体系固化反应的影响

2．4．5 碱性促进剂用量对体系固化反应的影响

2．4．6 颜填料用量对涂膜力学性能的影响

2．4．7 环氧-酚羟基树脂体系非等温DSC分析

2．4．8 傅里叶红外光谱分析

2．5 本章小结

第三章 微粉双氰胺／环氧粉末涂料的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验药品

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验方法

3．3 性能测试与表征

3．4 结果与讨论

3．4．1 微粉双氰胺用量对体系固化反应的影响

3．4．2 微粉双氰胺用量对涂膜力学性能的影响

3．4．3 2-甲基咪唑用量对固化反应的影响

3．4．4 2-甲基咪唑用量对涂膜力学性能的影响

3．4．5 环氧-微粉双氰胺体系非等温DSC分析

3．4．6 环氧-微粉双氰胺体系固化条件确定

3．4．7 傅里叶红外光谱分析

3．5 本章小结

第四章 MDF粉末静电喷涂工艺研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验药品

4．2．2 实验设备

4．2．3 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 预处理方法对上粉量的影响

4．3．2 静电喷涂工艺响应法试验设计及结果

4．3．3 响应面分析

4．4 本章小结

第五章 粉末涂料成膜流平性分析

5．1 粉末涂料固化成膜过程分析

5．2 实验方法

5．2．1 流变分析

5．2．2 水平流动性分析

5．3 结果与讨论

5．3．1 粉末涂料流变性能分析

5．3．2 环氧树脂对涂膜流平性的影响

5．3．3 流平助剂对涂膜流平性的影响

5．3．4 粉末粒径对涂膜流平性影响

5．3．5 升温速率及固化温度对涂膜流平性的影响

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢