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摘要：合成了一种有机硅改性聚酯树脂，用于配制耐久卷材面漆，检验了其机械和老化性能，用红外谱图表征了其结构，讨论了二氧化钛、UV吸收剂和消光粉对涂膜老化性能的影响。
关键词：有机硅改性聚酯；耐久卷材面漆；QUV-B 老化机；人工加速老化试验
0 引言
预涂卷材涂料经济环保，符合当今社会经济发展的需要，因而应用越来越广泛。随着技术的不断进步，其应用领域已扩展到家电、装饰、家具等，但其最主要的用途还是建筑业，大量的是外用卷材，要求具有持久的美观装饰和保护性能。有机硅改性聚酯具有优异的耐污染、耐候性，其粘接性好、固化快，适应预涂卷材涂装要求，非常适用于制备耐久型卷材面漆。由其制备的涂料形成的涂膜具有优异的自洁、保光、保色、不粉化性，且坚韧耐磨。
根据桥联结合方式，有机硅改性聚酯树脂可分为Si-C 型和Si-O-C 型两种。前者由含羧基的有机硅(氧)烷与多元醇反应制备，但因原料昂贵、工艺复杂，至今尚未工业化生产。后者通过含羟基的聚酯与烷氧基的硅(氧)烷或含硅羟基的硅(氧)烷经缩合反应而制备，原料易得，生产工艺简便，因而被广泛应用。
考虑到工业化可行和成本因素，本文研制的有机硅改性聚酯树脂采用后者，是由含羟基聚酯树脂与含烷氧基的硅氧烷缩合反应制备。通过有机硅改性，大大提高了涂膜的耐久性。其反应式为：≡SiOR +HOC≡→≡SiOC≡+ROH。
1 实验部分
1.1 原料
间苯二甲酸(IPA)：＞99.5%，工业；己二酸(ADA):＞99.5%，工业；环己烷二甲酸(CHDA)：进口；新戊二醇(NPG)：＞99%，工业；三羟甲基丙烷(TMP)：工业；二月桂酸二丁基锡，化学纯：有机硅中间体：道康宁公司；二甲苯：工业；HY-C-02稀料：江苏鸿业涂料公司生产的卷材涂料专用稀料；R-706二氧化钛：杜邦，金红石型；Lonman996二氧化钛：龙蟒，金红石型；TS-6200二氧化钛：杜邦，金红石型；Tinuvin928、Tinuvin5060、Tinuvin123:UV吸收剂，汽巴精化；BYK-450：酸催化剂，毕克公司；EFKA-3777：流平剂，毕克-埃夫卡公司；HY-C-101淡黄底漆：江苏鸿业涂料公司生产的聚氨酯底漆。
1.2 实验步骤
1.2.1 树脂合成
在装有搅拌、温度计、回流冷凝器、分水器的三口烧瓶中依次加入 IPA212.4g、ADA31.1g、CHDA220.1g、NPG277.0g、TMP58.4g、二甲苯80g和二月桂酸二丁基锡0.4g，慢慢升温至120℃左右，开动搅拌，继续缓慢升温至140℃左右开始回流脱水，以3h左右缓慢升温升至200℃，保温反应1h后，以1h左右时间升温至220℃，在此温度保温反应至酸值＜3mgKOH/g为反应终点，反应完全后，降温至160℃以下，加入HY-C-02稀料609.3g，再加入有机硅中间体213.9g和二月桂酸二丁基锡0.9g，慢慢升温至170℃左右开始反应，回流分出甲醇，继续升温反应1～2h，升温至180℃左右，取样观察树脂的透明性和凝胶时间，树脂透明且凝胶时间＜2min，降温出料得到有机硅改性聚酯树脂，固含量60%。
1.2.2 制漆
在一洁净烧杯中加入硅改聚酯树脂100g、二氧化钛180g和适量HY-C-02稀料用高速分散搅拌均匀后，倒入实验室用小型砂磨机中，加入适量锆珠，研磨分散到刮板细度≤15μm，出料，得到分散好的色浆。色浆的颜基比(P/B)为75/25；固含量：65%。
取上述色浆100g，加入硅改聚酯树脂37.9g、交联剂氨基树脂9.9g、BYK-450.19g、EFKA-3777.12g和适量HY-C-02稀料，用高速分散搅拌均匀得到白色面漆。
1.2.3 性能检验
1.2.3.1 工艺条件
10cm×6cm×0.4mm的黄石镀锌板，洗净后，用铬处理液处理；在150℃烘1min干燥后取出，用10#刮棒刮涂HY -C-101淡黄底漆，烘干，用20#刮棒刮涂面漆，烘干。检验复合涂膜性能。
炉温：330℃；烘烤时间：29～30s；板温：224～232℃。
干膜厚：底漆5～6μm，面漆：12～13μm。
1.2.3.2 检验方法
样板制备好后，测试各项性能，包括：膜厚、铅笔硬度、T弯、耐 MEK擦拭(来回)和老化性能等。
2 结果与讨论
2.1 试验结果
2.1.1机械性能测试
机械性能如表1所示。
表1 自制有机硅改性聚酯与不同对比样的机械性能结果
根据表1数据，自制硅改性聚酯与对比样在机械性能方面没有明显差别。
2.1.2 老化性能试验结果
(1)不同类型树脂QUV-B 老化试验结果对比
将自制有机硅改性聚酯树脂配制的白漆与各种类型对比用白漆制板，对比其老化性能(QUV-B)的差异。结果如下。
试验条件：模式Ⅰ为60℃不加冷凝水4h；模式Ⅱ为50℃加冷凝水4h；Ⅰ加Ⅱ为1个循环。
不同类型涂料的失光率随时间变化见图1。
图1中，氟碳树脂为无锡力同化工的FEVE树脂；耐久型聚酯为中化建常州涂料化工研究院开发的耐久型聚酯树脂HDPE。由图1中结果可以发现，硅改性聚酯白漆QUV-B 试验结果可以达到400h不失光，600h失光率仅为20%，其漆膜老化速度优于耐久型聚酯白漆和普通聚酯白漆，但略逊于氟碳树脂白漆。
图1 不同树脂体系高光面漆失光率趋势
(2)有机硅改性聚酯树脂人工加速老化(阳光型老化试验机)试验结果
根据上述试验步骤制备的白漆样板在国家涂料检测中心进行了人工加速老化试验，试验条件：温度(65±2)℃；湿度60%～80%。试验结果如图2所示。
图2 硅改聚酯树脂人工加速老化试验结果
此外，上述人工加速老化试验中，高光涂膜在3000h试验后ΔE值为1.9，无粉化；低光涂膜在2400h试验后ΔE值为1.7，粉化1级。
根据上述结果，硅改性树脂人工加速老化试验可以达到2000h以上(失光、变色和粉化均为1级)。
2.2 有机硅改性聚酯树脂红外谱图分析
自制有机硅改性聚酯树脂红外谱图如图3所示。
图3 硅氧烷中间体红外谱图
图3中，2840.6cm-1、1192.9cm-1及1079.8cm-1存在的吸收峰是Si-OCH3产生的，这些吸收峰在有机硅改性聚酯红外谱图中消失，表明聚酯与硅氧烷中间体基本反应完全。
图4 聚酯树脂红外谱图
图5 有机硅改性聚酯红外谱图
2.3 二氧化钛对老化性能的影响
试验中选用3种不同的金红石型二氧化钛，考察二氧化钛对老化性能(QUV-B)的影响。分别为杜邦公司TS-6200和龙蟒公司的996二氧化钛，实验中，除了二氧化钛不同，其他实验条件均相同。试验结果如图6所示。
图6 二氧化钛对老化性能的影响
由图6中结果可以发现，不同生产厂家的金红石型二氧化钛对老化试验结果影响不大。
2.4 UV吸收剂对老化性能的影响
以自制有机硅改性树脂和R-706二氧化钛配制白漆，加入不同用量和类型的UV吸收剂，观察其对涂膜老化性能(QUV-B)的影响。结果如图7所示。
图7 UV吸收剂对老化性能的影响
图7中，分别为空白对比，即未加UV吸收剂；加入2%(基于树脂总固含量，下同)的928和1%的123；加入1.5%的5060和加入3%的5060配制成的白漆的老化试验结果。
从上述结果可以发现，涂膜中加入UV吸收剂，对涂膜老化性能有一定改善。
2.5 消光粉对老化性能的影响
以自制有机硅改性树脂和R-706二氧化钛配制白漆，加入不同用量二氧化硅消光粉，观察消光粉用量对涂膜老化性能(QUV-B)的影响，结果如图8所示。
图8 消光粉用量对老化性能的影响
图8中，高光涂膜600h失光率约19%；中光涂膜600h失光率约21%；低光涂膜600h失光率约28%。
由上述结果可知，消光粉用量对老化性能有一定影响，消光粉用量增多，涂膜的老化性能有所下降。
3 结语
本文中合成了一种有机硅改性聚酯，将其用于配制预涂卷材涂料，制备的涂膜机械性能可以达到卷材加工要求，其紫外线加速老化试验(QUV-B)可以达到400h基本不失光，人工加速老化试验可以达到2000h，失光、变色均为1级。
其他回答
2530718682009-07-05 16:55:20
摘要：合成了一种有机硅改性聚酯树脂，用于配制耐久卷材面漆，检验了其机械和老化性能，用红外谱图表征了其结构，讨论了二氧化钛、UV吸收剂和消光粉对涂膜老化性能的影响。
关键词：有机硅改性聚酯；耐久卷材面漆；QUV-B 老化机；人工加速老化试验
0 引言
预涂卷材涂料经济环保，符合当今社会经济发展的需要，因而应用越来越广泛。随着技术的不断进步，其应用领域已扩展到家电、装饰、家具等，但其最主要的用途还是建筑业，大量的是外用卷材，要求具有持久的美观装饰和保护性能。有机硅改性聚酯具有优异的耐污染、耐候性，其粘接性好、固化快，适应预涂卷材涂装要求，非常适用于制备耐久型卷材面漆。由其制备的涂料形成的涂膜具有优异的自洁、保光、保色、不粉化性，且坚韧耐磨。
根据桥联结合方式，有机硅改性聚酯树脂可分为Si-C 型和Si-O-C 型两种。前者由含羧基的有机硅(氧)烷与多元醇反应制备，但因原料昂贵、工艺复杂，至今尚未工业化生产。后者通过含羟基的聚酯与烷氧基的硅(氧)烷或含硅羟基的硅(氧)烷经缩合反应而制备，原料易得，生产工艺简便，因而被广泛应用。
考虑到工业化可行和成本因素，本文研制的有机硅改性聚酯树脂采用后者，是由含羟基聚酯树脂与含烷氧基的硅氧烷缩合反应制备。通过有机硅改性，大大提高了涂膜的耐久性。其反应式为：≡SiOR +HOC≡→≡SiOC≡+ROH。
1 实验部分
1.1 原料
间苯二甲酸(IPA)：＞99.5%，工业；己二酸(ADA):＞99.5%，工业；环己烷二甲酸(CHDA)：进口；新戊二醇(NPG)：＞99%，工业；三羟甲基丙烷(TMP)：工业；二月桂酸二丁基锡，化学纯：有机硅中间体：道康宁公司；二甲苯：工业；HY-C-02稀料：江苏鸿业涂料公司生产的卷材涂料专用稀料；R-706二氧化钛：杜邦，金红石型；Lonman996二氧化钛：龙蟒，金红石型；TS-6200二氧化钛：杜邦，金红石型；Tinuvin928、Tinuvin5060、Tinuvin123:UV吸收剂，汽巴精化；BYK-450：酸催化剂，毕克公司；EFKA-3777：流平剂，毕克-埃夫卡公司；HY-C-101淡黄底漆：江苏鸿业涂料公司生产的聚氨酯底漆。
福担福的2009-08-07 14:26:45
高速珠磨机是一种细碎设备，其罐体由不锈钢或陶瓷材料作成，内装一定数量的钢球或瓷球。当罐体转动时，由于球体之间以及球体与罐壁之间的摩擦作用，使得球体随罐壁转动上升到一定高度后以抛物线方式往下落，从而对物料产生撞击和研磨作用并使物料高度粉碎。
珠磨机常常用于物料的精磨，由于可以在密封条件下进行粉碎操作，故可用来进行无菌粉碎。
目录 [隐藏]
1 结构
2 特点
3 工作原理
4 输入系统
5 应用领域
6 设备分类
7 发展历史
8 发展趋势
9 Mini-BeadBeater小型珠磨机
10 高通量型高速珠磨机
11 相关词条
12 参考资料
高速珠磨机-结构
高速珠磨机
高速珠磨机又称砂磨机，研磨作业是在全密闭且具有压力的研磨缸内高速运转研磨，所以没有溶剂挥发污染空气的问题，能确保操作人员的身心健康，更因为没有溶剂挥发而节约能源，降低生产成本。由机身、主传动、分散器、送料泵、无级变速器、冷却系统、电气控制器等组成；直立式整体性设计，将研磨主机和送料泵以及电气控制箱集为一体，使立式砂磨机不占空间，操作方便；研磨缸为冷却夹套型设计，使冷却水能一进一出，以冷却砂磨机研磨作业中产生的温度。
珠磨机的破碎腔由夹套组成，夹套内通冷却剂可以移出细胞破碎时产生的热量。破碎腔内装有直径约1mm的无铅玻璃珠或其他材质的微珠。当启动电机后，玻璃珠随搅拌桨转动而进行各种形式的运动，从而珠子与细胞之间产生了撞击和剪切效应，使细胞破碎，释放出内含物。在细胞匀浆液出口处设置了珠液分离器滞留珠子，使珠液分离破碎能够连续进行。珠磨机是破碎率较高的细胞破碎机，常用于生物药物的生产中。
高速珠磨机-特点
1、物料研磨一遍可以达到要求的细度。
2、采用内外冷却的方法散热。
3、狭缝形搅拌器，加工区域容积小，产品交叉污染小。
4、与三辊机配套，生产过程一次完成。
高速珠磨机-工作原理
高速珠磨机
砂磨机的研磨作业是送料泵将经过预分散、湿润处理的浆液由研磨缸下方往上送进研磨缸内，研磨珠比重较重会往下掉，使原料在具有压力的研磨缸内产生上下对流，原料在研磨珠间隙中经加压及高速旋转交亘冲击中，产生乳化、分散、搓揉、研磨等功能，而能快速达到要求的细度，研磨后再由高速旋转的坚硬钨钢分离隙缝输出研磨缸外，为一次循环研磨作业，连续循环研磨细度可达5μm以下。
高速珠磨机-输入系统
输入系统的关键就是要控制好输入到研磨机内部的物料流量。由于高粘度物料的流动性差，在输送过程中送入量容易发生大的波动，导致管内或研磨腔内物料滞留，使整机发生不稳定状态。针对这种现象，珠磨机采用了多节输送的方法，在整个输入系统中设计了一套辅助装置，确保输入时处于稳定的工作状态。
高速珠磨机-应用领域
广泛应用于油漆涂料、化妆品原料、食品、日化、染料、油墨、药品、农药、磁记录材料、铁氧体等工业领域，对其液固物料进行湿式搅拌、砂磨、分散的高效研磨分散设备。
高速珠磨机-设备分类
高速珠磨机
主要包括：三辊珠磨机，卧式珠磨机，立式珠磨机和篮式珠磨机。这些珠磨机还用于油漆、油墨、颜料、树脂等中高黏度液体原料研磨制造。
1、三辊珠磨机
三辊珠磨机通过水平的三根辊筒的表面相互挤压及不同速度的摩擦使涂料原料达到研磨效果。特别适用于高粘度、小批量物料及砂磨机难循环物料或不耐循环物料的研磨，如各种色浆、油墨等。
2、卧式珠磨机
作业程序是由泵浦输送液体原料进入密闭研磨缸内，再由主机推动介子研磨珠高速运转，使涂料原料在狭窄的研磨珠间隙中经加压高速旋转冲击，产生混合、乳化、分散、搓揉、滚动等淹没功能，而达到原料要求的细度，研磨后再由高速旋转的坚硬钨钢分离隙缝输出研磨缸外，为一次循环研磨作业，连续循环研磨细度可达5μm以下。是涂料珠磨机中的主要推荐设备。
3、立式珠磨机
A、操作方便，产能大，换色，维修方便。
B、分离装置为筛网，溢流出料，常压操作，不能使用更细的研磨介质，填充量也小，仅适用于粘度低，流动型好的漆浆的分散研磨；
C、稍高温操作，溶剂挥发严重，筛网易结皮，研磨细度不高；
D、浆料分散区小，滞留区大，功率消耗大，分散效率较低，但该种珠磨机目前使用量较多。
4、篮式珠磨机
涂料浆料预分散和研磨分散均可在斜底的活动罐内进行，不需输送设备，辅助设备少，便于清洗及换色，特别适用于小批量多品种的涂料研磨，转速低，运行平稳，间歇生产，篮子磨损大，制造难度大，但漆浆损失小。是比较先进的涂料研磨机。
高速珠磨机-发展历史
高速珠磨机
1928年 Klein和Szegvari提出搅拌磨机概念及完成湿磨粉碎。1948年高速搅拌球磨机(DuPont砂磨机)问世，1952年日本河端重胜博士发明塔磨机(TowerMill)。直到60年代新材料的发展，各种搅拌磨机开始出现。现在造纸、塑料、涂料等行业的发展，需要的颜料细度极细，例如重钙涂布级要求-2um≥90%--95%,d50≤0.7μm—0.5μm，而且产量较大，要求从2万吨/年至5万吨/年甚至10万吨/年。因此研磨设备研究非常活跃，80年代末开始，从80L剥片机开始，出现了100L、300L和500L剥片机，近年出现了1800L、2000L、3000L、3600L至5600L大型超细搅拌磨机，直至现在设备品种增多，设备质量也在不断提高，已从以往油漆、颜料行业的小型砂磨机正向金属矿和非金属矿应用的大型搅拌磨矿机发展。
长沙矿冶研究院从70年代末就着手立式螺旋搅拌磨机(或简称立磨机或塔磨机)的研制，80年代先后在试验室和中试研制了JM-230，JM-260和JM-460立式螺旋搅拌磨机，在此基础上进行了广泛的工作参数和物料的细磨试验，终于在1989年12月JM-500型干式立式螺旋搅拌磨机于通过了湖南省科委组织的鉴定，1990年JM-1000型湿式塔磨机于通过了原冶金工业部和国家黄金管理总局组织的鉴定，1998年KJLM-400型超细搅拌磨机通过了江苏省科委组织的鉴定，并先后获国家专利四项。
自从1990年黄金行业山东乳山金矿选矿厂应用立式螺旋搅拌磨机以来，长沙矿冶研究院在推广应用时，不断完善其结构和改进耐磨材质，并利用长期从事粉磨设备研制和选矿制粉工艺的优势，设计出了具有自有知识产权的系列化立式螺旋搅拌磨机，产品不断更新，已在黄金、磁材、锰业、化工、稀土和无机非金属等行业应用200多台套。最近又研制LXJM3600型大型超细搅拌磨机，在太阳纸业高旭公司和广东东莞立伟达(台资)公司成功应用，取得了碳酸钙湿法研磨设备大型化生产的突破，必将促进湿法研磨重钙的品质提高和生产成本的降低。
高速珠磨机-发展趋势
高速珠磨机
中国经济的高速发展必然促进印刷业的大发展，因此油墨行业也一定会有一个广阔的发展天地，而且现在的油墨无论在细度、颜色、粘度等各方面的指标都大大提高了，对生产效率也提出了更高的要求，这就为高粘度珠磨机的发展提供了更多的机遇和挑战，因此高粘度珠磨机将可能成为研磨设备中一个重要分支。KH系列高粘度珠磨机在使用性能方面与国外设备相近，但由于中国金属原材料某些指标的限制，该设备易损件的寿命与国外知名品牌相比较还有一定差距，比如有些国外高粘度珠磨机的某些元器件耐磨性极强，不需要备件。今后随着国内高粘度珠磨机的发展，品种规格会更加齐全，比如在筒体、转子的材料、加工工艺等各方面作更深入的研究和实验，必要时引进国外材料、元器件等KH高粘度珠磨机为我国研磨机械增添了一种新机型，也为油墨生产提供了一条新途径。
高速珠磨机-Mini-BeadBeater小型珠磨机
小型高速珠磨机
特点：
是一种细胞匀浆器。密闭容器可容纳1至1.5ml的组织液或是一些细胞悬浊液，通过1至3分钟的剧烈搅拌，能使细胞彻底的破裂，甚至一些骨头、微生物的孢子通过玻璃珠的研磨也能有效的磨碎。
适用性：
1、细菌用0.1mm的玻璃珠
2、酵母、藻类和组织培养细胞用0.5mm的玻璃珠
3、动植物的组织用1mm的玻璃珠
注：MMB-1机型珠子一般用玻璃珠或者氧化锆－硅石珠，所用的管子是螺口的。
技术参数：
·马达：欧洲型为230V
·尺寸：宽5英寸，高7英寸，长10英寸
·数字化：触摸屏控制匀浆时间和速度
·转速：2500rpm，4200rpm，4600rpm，4800rpm
·时间设置：0-5分钟，10秒为增量
·管子：标准的2.0.ml的微型管，带有螺口帽和氯丁橡胶环
·处理量：组织或细胞至多达400mg（湿重）
高速珠磨机-高通量型高速珠磨机
高通量高速珠磨机
特点：
1、具有高通量性，可一次处理一块2ml的深孔板或着两块1ml的深孔板。
2、可一次处理45个1ml到1.5ml的样品量。
3、一般在2-3分钟内即可得到大于95%的研磨分散液。
技术参数：
·马达：单相接地，1hp，5.6A/230V
·尺寸：18英寸高，16英寸宽，24英寸长
·搅动：36振次/秒，或者是3100rpm，匀浆效率可与较低容量的MBB机型相比
·搅动方式：管的水平方向，由上到下进行搅动珠磨
·时间：0-5mins，带有自动启动功能
·样品量：每管或孔装量达400mg（湿重），一次可以处理1.1ml/孔的微孔板两板（或2.0ml/孔的微孔板一板；或可以同时装载45个微型管，不论是0.5ml还是1.5ml和2.0ml的管子）
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