石生敏 / 天津翔盛新材料有限公司
摘要：通过将活性有机硅单体与常规丙烯酸酯类单体共聚的方法获得含有有机硅的丙烯酸树脂，通过论证表面张力的大小，来表征抗干扰能力。
引言
在20世纪80年代，粉末涂料刚引入我国不久，那时候的粉末涂料品种单一，可以选择的原材料也很少，因此粉末涂料配方非常简单，成膜物质、流平剂、颜填料，安息香都很少用，就能做出不错的涂膜，这主要是因为干扰的因素少。随着粉末涂料的发展，花色品种多了，干扰的因素也明显增多，到90年代初开始出现了润湿促进剂701(俗称增光剂)，这应该是最早的抗干扰助剂，具有一定的提高光泽、消除缩孔等功效，目前701已经成为一种常规助剂，做平面粉必不可少。2000年左右，有人开始将硅油类产品引入到粉末涂料的配方体系中，最早是应用于美术粉末涂料中，由于硅油类产品具有极低的表面张力，使得美术类粉末涂料的涂膜花纹清晰、透亮，极具美感，这是它的优点；缺点是污染性极强，有条件的厂家都是专线专用，被污染的环境一个月内做不出平面粉毫不夸张，一定的时期内人们到了“谈硅油色变”的地步，到现在流平剂类产品说明书中都还标注(不含硅酮类物质)，其影响之深远可见一斑。如果在平面类粉末涂料体系中加入一定量的硅油类物质，做出的产品具有较低的表面张力，对同行业中不加硅油类物质的产品有较强的污染能力，有不正当竞争的嫌疑。因此硅油类物质的使用都比较谨慎。近些年国外进口抗干扰助剂进入国内市场，抗干扰效果很好，就是价格较高。本研究通过将活性有机硅单体与常规丙烯酸酯类单体共聚的方法获得含有有机硅的丙烯酸树脂，通过控制有机硅单体的量和加入的时机来获得具有较好抗干扰效果的抗干扰助剂。
1、实验部分
1.1 试验仪器
调温电加热套，3000 mL四口烧瓶，电动搅拌器，电子天平，回流冷凝器，滴料装置，1000 mL烧杯，GPC凝胶渗透色谱仪，表面张力测试笔，双螺杆小样挤出机，高速破碎机，静电喷涂设备等。
1.2 原材料
丙烯酸丁酯，丙烯酸羟丙酯，苯乙烯，丙烯酸异辛酯，二甲苯，醋酸乙烯酯，GMA，醋酸丁酯，活性有机硅单体，引发剂，相对分子质量调节剂等。
1.3 试验方法
将配方量的二甲苯和醋酸丁酯加入到四口烧瓶中，开启搅拌并升温，当温度升到120 ℃时开始滴加余料，控制滴加速度维持反应温度(120±2)℃，3.5~4 h滴完，保温1~2 h，中间补加一到两次引发剂溶液，蒸出溶剂及未反应单体和低沸点成分即得抗干扰助剂成品。
2、结果与讨论
2.1 DSC测试
取样做DSC检测，图谱及数据如图1。
图1 抗干扰助剂的DSC测试图
2.2 粉末涂料综合性能测试
制粉做综合性能测试，见表1。
表1 粉末涂料性能测试结果
表1数据是在户内环-聚混合型粉末涂料常规配方中加入不同比例抗干扰助剂的外观性能情况，可以看出加入干扰剂后光泽略有提高，板面更加细腻，在加量3‰时最佳，加多后有轻微流挂现象。
在户外聚酯-TGIC体系配方中加入该抗干扰助剂3‰时效果较明显，由于该体系固化时熔融黏度较大，涂膜容易出现缺陷，加入该助剂后涂膜外观明显改善。尤其是在生产线上转换品种时解决缩孔和失光问题效果很好。
结语
这款抗干扰助剂的突出特点是大分子侧链上含有一定量的有机硅成分，加入粉末涂料配方中可以有限降低体系的表面张力，对基材的润湿和降低体系的熔融黏度有利，这是该助剂具有抗干扰作用的主要原因。但是又不会把体系的表面张力降得太低，所以对同类不加抗干扰助剂的产品不会产生明显的干扰。这款助剂的另一个特点是大分子侧链上含有部分羟基和环氧基，增大了分子极性，润湿性会更好，同时和基体树脂的相容性也有所改善。
由于该抗干扰助剂常温下是黏稠的液体，为了使用方便可以用气相白炭黑吸附，制成粉状固体备用，有效含量可达65%~70%。也可以在合成反应时加大苯乙烯的量或加入部分甲基丙烯酸甲酯做成常温下为固体的树脂，类似701的状态，但从实际应用来看液体吸附的抗干扰效果更好。
活性有机硅单体品种较多，尽量选用高沸点(高于反应温度)、热稳定性好的单体，减少在合成过程中硅流失。在生产之前尽量除去溶剂及各单体和引发剂中的水分，减少有机硅的水解损失，也可以考虑在合成反应的后期、甚至在保温阶段补加少许有机硅单体和引发剂，可以最大限度保留大分子中有机硅成分。
这款抗干扰助剂只是一种辅助助剂，既不能完全替代流平剂也不能完全替代701增光剂，更不能单独使用，只能在常规体系中适当添加(1‰~3‰)，才能做出更加完美的产品。
来源：2021年中国粉末涂料与涂装行业年会
(0)
