超支化聚合物改善聚酯粉末涂料的表观性能
与传统的液体油漆涂装工艺相比,粉末涂料涂装具有操作简易、涂料可回收利用、设备易于维护和清洁、易挥发性有机物(VOC)排放几乎为零,产生的废物少且无毒害、占地面积小、投资少和总的运营成本低等优点.同时,粉末涂料具有良好的耐候性、耐化学性和耐环境老化性使其快速地应用于汽车、电器和重防腐等工业领域.
粉末涂料中目前应用最广泛的是聚酯粉末涂料体系,该粉末体系由于在固化过程中产生水分子、粘度梯度产生的贝纳德涡流和表面张力差造成涂膜表面形成针孔、桔皮和缩孔等表面缺陷,限制了聚酯粉末涂料的渗透领域.本文在聚酯粉末涂料体系中引入了超支化聚合物,研究超支化聚合物对粉末涂料熔体粘度、表面张力差和水分子释放过程的作用机理,探讨聚酯粉末涂料的流平过程.相关研究结果为超支化聚酯聚合物在粉末涂料的应用提供了理论依据和技术支持,拓宽了聚酯粉末涂料的研究方向.
超支化聚合物流体力学体积小,与其他聚合物共混具有极好的相容性.研究表明,超支化聚合物的引入使得熔体粘度下降到原来熔体的10%-20%,同时熔体的表面张力差变宽,增大了熔体流动的推动力、减少了流动的阻力,有利于涂膜的流平作用.但是,超支化聚合物是无定形态,没有明显的玻璃化转变温度和熔融温度,降低了粉末涂料粉体的储存稳定性,在室温的条件下,粉体容易结块.
根据实际需要,对超支化聚合物进行封端处理,通过引入易结晶的长链分子对超支化聚合物进行封端,分析仪器红外光谱仪(FI-IR)和示差扫描量热分析仪(DSC)表明,封端后的超支化聚合物出现明显的玻璃化转变温度和熔融吸收峰,该数值大于储存稳定性需要的实际数值(50℃).通过对比不同封端分子链的超支化聚合物熔体粘度和表面张力,发现端基对熔体粘度和表面张力几乎没有影响,即熔体粘度和表面张力的变化只与超支化聚合物本身的性质有关.
通过对比不同固化时间的粉末涂料涂膜的凝胶时间、表面张力、内耗、熔体粘度和原子力显微镜分析和表征,用POV-ray三维画图软件模拟了超支化聚合物在粉末涂料中的作用机理和形成过程以便直观地理解超支化聚合物在粉末涂料的作用过程.
- 作者：
- 袁仁能
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院
- 专业名称：
- 高分子化学与物理
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 乌学东
- 关键词：
- 聚酯粉末涂料；超支化聚合物；熔体粘度；表面张力；玻璃化转变温度；表面形貌
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