文 / 何领 洪小平 杨志萍 ( 黄山华惠科技有限公司 )

摘要：本文针对高性能流平剂的应用性能进行研究，重点研究了流平剂与粉末涂料体系的适用性、流平剂与聚酯的配伍性、流平剂的流平效果、不同固化温度对流平剂的流平效果、粉末的储存稳定性、流平剂对涂膜老化性能的影响。结果表明：无论是粉末涂料体系的适用性、与聚酯的配伍性、粉末储存稳定性以及耐老化性能等，高性能流平剂产品的应用效果均相对较好。

关键词：高性能流平剂、粉末涂料体系

0、引言

粉末涂料是一种以树脂为主料，搭配固化剂、颜料、填料和各种助剂，最终得到成品粉末涂料，除了防腐蚀性能外，近年来涂膜表面的装饰性越来越受到重视。在粉末涂料的固化过程中，随着涂料的各成分之间发生复杂的物理化学反应，涂膜表面张力升高和体系黏度增加，形成表面收缩，进而涂膜出现缩孔现象。要解决这个问题，最常用的方法就是向粉末涂料中加入流平剂，借助流平剂的低表面张力，有效降低粉末涂料各成分间表面张力的梯度，增进涂膜的流平。而普通的流平剂一般都是丙烯酸丁酯的均聚物，由于粉末涂料成分复杂，单一的丙烯酸丁酯均聚物存在兼容性差、粉末涂料体系易被污染及难以达到高端特殊粉末涂料的应用要求。为了解决这一问题，本论文从高性能流平剂的应用性能入手，研究了与不同粉末涂料的适用性、同一体系中与不同聚酯树脂的配伍性、不同流平剂的流动性能对比、不同固化温度对流平效果的影响、粉末涂料的储存稳定性、耐候性、使用稳定性等方面的工作，为后续该领域产品的应用提供参考。

1、实验部分

1.1 原料

丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯，均为工业品；偶氮二异丁腈，化学纯(≥98.0%)；国药集团化学试剂有限公司，异丙醇，工业品(≥99.9%)，东营市海科新源化工有限责任公司，其它功能单体组分及涂膜制备所需的聚酯树脂、环氧树脂、固化剂、填料、颜料、助剂等均为普通市售产品均为市售工业品。

1.2 流平剂的合成

按配方分别加入丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、其它功能单体组分和引发剂偶氮二异丁腈以及溶剂异丙醇，在烧杯中溶解并摇匀，加入恒压滴液漏斗中待用；

在装有搅拌器和减压蒸馏冷凝管的四口烧瓶中，加入一定量的异丙醇，开动搅拌并加热至一定温度，然后向四口烧瓶中滴加上述单体混合溶液，滴加完毕后， 再保温反应1-3h；然后减压蒸出异丙醇溶剂，得到无色透明的粘稠状液体流平剂，再与活性二氧化硅充分吸附后得到高性能的固体流平剂产品。

1.3 涂膜制备

底材为150 mm×70 mm 马口铁板，前处理过程为：用240，360，600号砂纸依次打磨→乙醇清洗(95%， 常温，30 s) →冷干。取10 g流平剂与不同用量的树脂、固化剂及填料等混合均匀，借助双螺杆挤出机熔融混合，高速粉碎机粉碎制粉，通过静电喷涂制板。固化条件为200 ℃/10 min；膜厚控制在80 μm左右。

2、结果与讨论

2.1 高性能流平剂与不同粉末涂料体系的适用性

与不同粉末涂料体系的适用性见表1。

表1是以我公司高性能共聚流平剂HL967为例，对其与常见的混合型粉末涂料(50/50、60/40、70/30)、TGIC体系粉末涂料、HAA体系粉末涂料进行适用性研究，从上述五种粉末涂料的研究结果可以看出，我公司生产的高性能HL967流平剂产品，与常见粉末涂料体系的适用性较好，无论是流平等级、弯曲测试、冲击性、涂膜表观、光泽及涂膜清晰度均较优。

2.2 高性能流平剂与聚酯的配伍性分析

以TGIC体系的粉末涂料为例，采用不同型号的聚酯对流平剂的效果进行比较，分析流平剂与聚酯的配伍性，结果见表2。

表2是以我公司流平剂为例，对TGIC体系不同的聚酯进行配伍性方面的研究，从5种不同聚酯树脂的实验结果可以看出，高性能HL967流平剂产品均可以与它们很好的配伍，在不同的聚酯树脂体系中均可以得到满意的涂膜效果。

2.3 流平剂与粉末涂料中的水平熔融流动性及垂直流动性情况

以TGIC体系粉末涂料、HAA体系粉末涂料及50/50混合型粉末涂料的熔融流动性效果进行比较，分析流平剂的流平效果，测试条件为200℃/1g粉末，结果见表3。

表3可以看出，无论是水平流动性、还是垂直流动性，我公司高性能共聚流平剂产品的流动性能均优于普通的均聚流平剂，同时在TGIC体系和50/50混合型体系粉末涂料中也优于或等同于国外高性能流平剂产品。

2.4 不同固化温度对流平剂的流平效果影响

以TGIC体系粉末涂料作为参考，190℃及200℃固化采用的是SJ4C聚酯粉末涂料，而160℃固化采用的是SJ9130聚酯粉末涂料，150℃固化采用的是SJ4701聚酯粉末涂料，流平等级(PCI)结果见表4。

从表4可以看出，在不同的固化温度下，我公司的高性能共聚流平剂均达到了较优的流平效果，流平等级基本都在7级，说明其可以应用于不同的固化温度体系中，均具有优良的固化温度适用性。

2.5 储存稳定性的研究

储存稳定性主要是在粉末涂料经过储存后结团情况进行测试，采用不同添加量进行比较，分析不同用量对储存稳定性的影响变化趋势，结果见表5。

从表5可以看出，在流平剂添加量达到粉末涂料1.2%时，仍可以达到150天基本无明显结团现象，说明本流平剂产品对粉末涂料储存稳定性的影响较小。

2.6 使用稳定性研究

使用稳定性是助剂质量稳定的一个重要指标，期望助剂的添加与预期达到的效果一致，对挤出温度没有严格的要求。针对这种情况，研究了不同挤出温度对流平剂的影响。结果见表6。

由表6可以看出：选用5个配方进行平行试验，从实际测试数据看，挤出温度二区不同的情况下，其光泽差异不大，说明流平剂对挤出温度的差异不敏感。

2.7 表面清晰度对比

涂膜表面效果是考量流平剂效果的主要方法之一，我们采用不加颜料和填料的透明粉末对颜色的遮盖力，目测清晰度的方法进行对比，马口铁喷涂前用记号笔进行写字，固化以后看涂膜效果进行判断；

由表7可以看出，华惠公司高性能流平剂(以HL970为例)，透明度和清晰度比普通流平剂效果更佳，对清晰度和透明度有要求的粉末涂料是一个很好的选择。

3、结论

本文研究了高性能流平剂在实际应用过程中的各种影响因素，如与不同粉末涂料体系的适用性、与聚酯的配伍性、流平剂的流平效果、不同固化温度对流平剂的流平效果影响、储存和使用稳定性方面的影响等，相关数据和结论可以为下游应用提供参考。

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来源：《粉末涂料与涂装》2023年第一期