原位测量粉末涂料固化的创新技术——Rheolaser Coating

2021-12-16

介绍

粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同,它的分散介质不是溶剂和水,而是空气。它具有无溶剂污染,100%成膜,能耗低的特点。粉末涂料有热塑性和热固性两大类。热固性粉末涂料是以热固性合成树脂为成膜物质,在烘干过程中树脂先熔融,再经化学交联后固化成平整坚硬的涂膜。


粉末涂料固化后比普通的水基涂料更加坚硬,还具有更好的耐化学腐蚀性,但是由于特殊性质在干燥过程需要注意避免橘子皮现象[1]。粉末涂料在不同行业均有应用[2],其市场正在快速发展,据估计到2025年粉末涂料将占有整个涂料市场7.2%的比例。

1.png

本文主要介绍Rheolaser Coating HT在粉末涂料固化过程中的应用,帮助研发者快速找到粉末涂料的市场机遇:

-测定固化温度:开发低能量(低温固化)固化配方的挑战;

-帮助筛选原料选择和固化过程: 开发绿色环保涂料,符合环境法规;

-优化涂料新配方的性能:性能增强和更佳光泽:

-优化固化时间:研究固化过程

 

实验方法

使用Rheolaser Coating HT测量四种粉末涂料[3](环氧树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂和混合样品)在金属板上的固化过程,在三种温度下测试固化过程(125℃,200℃和250℃)。

 

测试原理

流变仪涂层高温测量基于光学技术,即扩散波光谱(DWS)[4]。激光照亮涂层,激光光子穿过涂层一定厚度并与涂层的散射体(粒子、液滴、聚合物…)相互作用。后向散射波由于光子穿过不同光路产生干涉,在相机上形成由亮斑和暗斑组成的图像,称为散斑图像。

2.png

散斑图像的波动速度与散射体的运动直接相关,因此与材料的粘弹性性质直接相关。对散斑图像的波动速度分析,可以确定一个特征频率,即微观迁移率(mD)。mD值越高,散斑图像变化越快,对应于液体样品(粒子快速运动)。相应的,低mD值表示散斑图像的慢速变化,代表类固体行为。

 

例如,图2.a显示了一种液体样品在固定温度下干燥/固化过程。干燥过程分为3个阶段,阶段,液体蒸发;第二阶段,涂层中颗粒堆积排列;第三阶段,颗粒相互融合行程完整涂层。

3.png

因此,Rheolaser Coating可以精确地监测薄膜的形成和涂层的干燥动力学,并获取特征时间点。利用这个技术,我们可以准确的判断一个涂膜的干燥/固化程度。


Top