应用案例 | 粉末涂料的固化过程测量

粉末涂料的固化过程测量

粉末涂料是一种固态粉末状涂料，可用作自流动干粉。粉末涂料分为热塑性和热固性两种，与常规液态涂料最大的区别在于粉末涂料不需要溶剂。使用涂料时先静电喷涂，然后加热固化使其可以流动并形成涂层。粉末涂料主要用在金属（如大型家用电器）、铝合金型材、汽车摩托车零部件的涂覆上。最常见的成分有聚酯、环氧树脂或丙烯酸树脂，在生产涂料的过程中，会加入固化剂、颜料和其他粉末成分，然后将混合物在挤出机中加热、轧平、破碎成小片、最后研磨成细粉。

测试条件

温度范围：25…300°C

样品质量：约10mg

升温速率：1K/min，2K/min，5K/min

坩埚类型：高压密封坩埚

测试气氛：N2，20ml/min

测试结果

此类样品的特殊性在于，如果使用常规的敞口坩埚测试，样品固化放热峰与反应过程中产生挥发物的吸热峰叠加，可能导致错误的数据。因此测试时均使用高压密封坩埚测试。图中三次测试中，样品的固化放热峰温度在160℃到250℃之间，随着升温速率的提高，峰值温度向高温测移动。在这三次测试的基础上，通过动力学软件Thermokinetics建立了反应动力学模型，通过模拟计算得出，样品固化过程为一步反应A → B（相关系数0.998）。

上述结果可以用来预测给定温度程序下的反应进程。例如，将样品从室温以10K/min的速率升温至200℃，并在200℃恒温，根据动力学结果可以预测粉末涂料样品将在47分钟后固化。动力学计算及预测结果见下图。

编译：

高星

曾智强