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聚乙烯蜡小编分析粉末烘烤过程产生烟雾分析和解决方案(一)

返回列表 来源: 发布日期: 2018.12.18

粉末涂料是我们聚乙烯蜡一大应用行业,通常要求热失重小,下面青岛赛诺聚乙烯蜡小编为您分析粉末涂料在烘烤过程中产生烟雾的原因及解决办法,本文分为两部分,本篇为第一部分。

1、 前言

热固性粉末涂料由树脂(成膜物),助剂,颜料,填料等组成。几乎每一种原料都经过化学合成或加工,本身并不是十分纯净的材料,或多或少都有许多小分子易挥发成分,致使在粉末涂料的挤出生产和喷涂烘烤过程中,大家经常发现有冒烟和怪味(异味),对现场炒作人员健康有明显的影响,同时对机器设备和作业环境也带来危害。

大家对于粉末涂料的理解和认识,都认为它是环保性最好的涂料,但实际观察和分析,目前粉末涂料虽然强调有最低的VOC排放,但粉末在烘烤过程释放的小分子化合物其数量并不少,且粉末烘烤设备对废气的回收通常较少,设备生厂商和喷涂厂家对此不慎重视,致使条件差的喷涂车间经常烟雾弥漫,对口,鼻,眼的刺激相当严重。

2、 烟雾产生原因分析

粉末烘烤过程释放的烟雾(常伴有刺激性气味),几乎全部来源于原材料,下面对各类原材料的合成,原料及化学基础做简单分析。
首先是树脂(成膜物),聚酯(PolyeserResin)分为端羧基和端羟基两类,是粉末涂料的最主要成膜物,常用的多元醇和多元酸经酯化和缩聚而成,常用的多元醇如新茂二醇(NPG),乙二醇(EG),一缩乙二醇(DEG)三羟甲基丙烷(tmp),1.4-丁二醇(BDG),环己烷二甲醇(CHDM),丙二醇和丙三醇(甘油)等,常用的多元酸如精对苯二甲酸(PTA),经间苯二甲酸(IPA),己二酸(ADA),偏苯三酸酐(TMA)等。
第一步酯化反应在逐步生成大分子的同时放出水,酯化反应采用有机锡催化(含极性强或气味重的溶剂),酯化不充分或酯化水没完全排出,将造成缩聚反映的不彻底,因为缩聚是进一步的酯化反应,少量水的存在也会促使部分聚合物水解,同时缩聚后期不通N2,真空时间或真空度不够,副产品水和未完全反映的酯或酸不能完全被抽走,致使最终产品中残留有水,原料酯或酸,小分子聚合物等,即所谓易挥发分。
现在市售的聚酯技术指标,物理性能有,外观,比重,软化点,TG,色泽和粘度等。化学性能有’酸值,羟值,碘值等,几乎不检测或指定挥发分。
另外需要指出的,市场上大量销售的所谓深色树脂(黑色,琥珀色或黄色),通常采用PTA落水料或次级品。回收的含PET包装材料,废PTA纤维等。原料来源庞杂,尤其时PET包装类材料中经常含有颜料,润滑剂,抗氧剂等,树脂成品色泽差,气味重,高温下挥发性怪味大。
环氧树脂(EpoxyResin),粉末涂料另外一种成膜物,最常用的是双酚A和环氧氯丙烷(ECH)在NAOH作用下合成。合成工艺分一步法和二步法。一步法主要有三种工艺,即水洗法,溶剂萃取法和溶剂法。两步法分本体聚合和催化聚合。
国内销售最多的是一步水洗法生产的环氧,即E-12,通常称为604环氧。虽然工艺成熟,但普遍存在缩短反应时间,减少水洗次数,添加白料聚酯等,树脂中的水分,环氯及许多低聚或水解物,很难清除完全。
第三类树脂时丙烯酸(ArcylicResin)类聚合物,有时称为亚克力树脂,是其英文直译。类似于本系类树脂结构的还有部分助剂如流平剂,润湿促进剂等,在后文中说明。
丙烯酸树脂作为成膜物分三类1)GMA型。2)端羧基型。3)端羟基型。
GMA是甲基丙烯酸缩水甘油酯的简称,以其作为端机的树脂位GMA型树脂,具有环氧基反应基团,主要作为户外晓光树脂,配合端羧基聚酯和少量的TGIC和HAA,通常有下列原料共聚而成甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸异辛酯、GMA等。合成过程常引入少量苯乙烯,可提高耐水性。引发剂选择过氧化二本甲酰或偶氮二异丁腈,其部分分解产物会留在最终的聚合物中。通常合成GMA树脂采用甲苯或二甲苯坐溶剂,聚合反应结束后须真空抽除溶剂和未反应的残留单体,低聚物等。
端羟基丙稀酸树脂,一般由丙烯酸,甲基丙烯酸,顺丁烯二酸酐等聚合而成,此类树脂耐候性不佳,受光,热作用易黄,较少作为成膜物应用,现在主要用于所谓物理消光剂。
端羟基丙烯酸树脂,聚合单体有,(甲基)丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟丙酯,丙烯酸正丁酯,苯乙烯等,溶剂甲苯或二甲苯。引发剂时过氧化二苯甲酰。交联剂为封闭异氰酸酯,涂层具有良好的保光性和优异的耐候性。

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这里顺便分析一下流平剂和润湿促进剂。

国内通用的流平剂时丙烯酸丁酯的单聚物,润湿促进剂(通称增光剂)是丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯的双聚物,引发剂一般选过氧化二本甲酰,溶剂是甲苯或二甲苯。反应结束必须真空抽除溶剂等。

接下来简要分析固化剂,首先是环氧树脂固化剂。

(1) 双氰胺(DICY)具有较高的熔点,由石灰氮为原料制成,成品有晶体状和微粉状,视具体要求而选择。DICY通常挥发性小。加速双氰胺由双氰胺和促进剂(咪唑或或咪唑啉)混合成,按不同固化速度由须有混合比例。
改性双氰胺以邻甲基苯二胍(OTB)位典型,是以双氰胺为基础,引入邻甲苯基,降低熔点和提高与环氧树脂的相溶性,合成过程由大量的溶剂。更适合装饰性粉末。
(2) 咪唑和咪唑啉,通常作为固化促进剂,较少作为主固化剂,市售产品因纯度不足或后处理问题,烘烤延误一般比较多。

(3) 酸酐,作为环氧固化剂,一般用于功能性粉末中,如邻苯二甲酸酐,偏苯三酸酐,纯苯四甲酸酐,熔点较低,易挥发和升华,刺激性强。
(4)二酰肼,是一类常用的环氧固化剂,在功能性(绝缘)粉末和装饰性粉末中经常选用,熔点较高,挥发性小。
(5)有机酚类,作为功能性(管道防腐)粉末固化剂选用,规格很多,因采用双酚A等原料,挥发分较多。
其次时聚酯树脂固化剂,端羟基聚酯采用TGIC和HAA固化,端羟基聚酯通常的固化剂时封闭性异氰酸酯。
TGIC(异氰尿酸三缩水甘油酯)是特殊结构的环氧树脂,挥发份主要有残留环氧氯丙烷(ECH)、水、甲醇、低聚物和催化剂(如苄基三苯基氯化钠)分解物等。
HAA是羟烷基酰胺的通称,实际是一组混合物,采用的原料较多且复杂,如典型的采用丁酮作溶剂,催化剂是KOH和少量的醛类,单体是二乙二醇胺和己二酸二甲脂,由于反应温度控制和时间的不同,产成品的聚合度差异大,低温下结晶和脱溶剂不彻底将导致挥发份明显增多。

赛诺新材,15年积淀, 聚乙烯蜡品牌生产商,蓝海股权机构挂牌上市企业。专注从事润滑分散体系的研发生产,包含聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EBS、硬脂酸锌 等助剂的研发、生产、应用工作。产品通过国家权威机构双酚A检测,不含荧光剂等成分,环保,有需要的亲们可以来电咨询。

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