應(yīng)用案例 | 粉末涂料的固化過(guò)程測(cè)量

粉末涂料的固化過(guò)程測(cè)量

粉末涂料是一種固態(tài)粉末狀涂料，可用作自流動(dòng)干粉。粉末涂料分為熱塑性和熱固性兩種，與常規(guī)液態(tài)涂料最大的區(qū)別在于粉末涂料不需要溶劑。使用涂料時(shí)先靜電噴涂，然后加熱固化使其可以流動(dòng)并形成涂層。粉末涂料主要用在金屬（如大型家用電器）、鋁合金型材、汽車(chē)摩托車(chē)零部件的涂覆上。最常見(jiàn)的成分有聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂，在生產(chǎn)涂料的過(guò)程中，會(huì)加入固化劑、顏料和其他粉末成分，然后將混合物在擠出機(jī)中加熱、軋平、破碎成小片、最后研磨成細(xì)粉。

測(cè)試條件

溫度范圍：25…300°C

樣品質(zhì)量：約10mg

升溫速率：1K/min，2K/min，5K/min

坩堝類(lèi)型：高壓密封坩堝

測(cè)試氣氛：N2，20ml/min

測(cè)試結(jié)果

此類(lèi)樣品的特殊性在于，如果使用常規(guī)的敞口坩堝測(cè)試，樣品固化放熱峰與反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生揮發(fā)物的吸熱峰疊加，可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。因此測(cè)試時(shí)均使用高壓密封坩堝測(cè)試。圖中三次測(cè)試中，樣品的固化放熱峰溫度在160℃到250℃之間，隨著升溫速率的提高，峰值溫度向高溫測(cè)移動(dòng)。在這三次測(cè)試的基礎(chǔ)上，通過(guò)動(dòng)力學(xué)軟件Thermokinetics建立了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)模擬計(jì)算得出，樣品固化過(guò)程為一步反應(yīng)A → B（相關(guān)系數(shù)0.998）。

上述結(jié)果可以用來(lái)預(yù)測(cè)給定溫度程序下的反應(yīng)進(jìn)程。例如，將樣品從室溫以10K/min的速率升溫至200℃，并在200℃恒溫，根據(jù)動(dòng)力學(xué)結(jié)果可以預(yù)測(cè)粉末涂料樣品將在47分鐘后固化。動(dòng)力學(xué)計(jì)算及預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)下圖。

編譯：

高星

曾智強(qiáng)