| 摘要：研究了受阻酚抗氧劑種類及含量、受阻酚抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配以及亞磷酸酯抗氧劑對聚酯粉末涂料耐氣熏黃變性能的影響。 結(jié)果表明：使用了168的涂層耐黃變性能最佳，1076、1010與168復(fù)配耐黃變性能其次，1076、1010再次，1098最差。經(jīng)過紅外光譜分析，1076在氮氧化物氛圍中生成了CO、NO等生色團(tuán)，從而影響了其耐黃變性能。
引言
近年來，隨著一系列環(huán)保法律法規(guī)的出臺，溶劑型涂料的使用受到越來越嚴(yán)格的限制，而粉末涂料作為環(huán)保型涂料，由于無VOC排放，得到了越來越廣泛的使用。隨著粉末涂料行業(yè)的深入發(fā)展，客戶也不斷反饋粉末涂料在應(yīng)用方面存在的一些問題，其中由于粉末涂料固化加熱方式的不同導(dǎo)致的涂層差異性便是其中一個(gè)方面。
粉末涂料固化的加熱方式有燃?xì)鉅t加熱、電加熱以及煤炭加熱等。相對于電加熱，燃?xì)饧訜岵坏杀镜�，而且屬于清潔能源，受到越來越多粉末涂料噴涂廠家的歡迎。但是在使用燃?xì)鉅t加熱時(shí)，由于燃燒產(chǎn)物中含有氮氧化物這一有害氣體，使涂層色差較大，黃變嚴(yán)重，影響了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，限制其使用。如果通過研究，解決粉末涂料在燃?xì)夂婵具^程中的耐氣熏黃變性能，這會大大推進(jìn)粉末涂料的應(yīng)用。
本文通過銅與濃硝酸反應(yīng)，制備出試驗(yàn)所需氮氧化物，然后研究了不同抗氧劑種類及用量對粉末涂料耐氣熏黃變性能的影響，獲得了較為理想的試驗(yàn)結(jié)果。
1.1 原材料
新戊二醇（NPG，工業(yè)級，bp），對苯二甲酸（PTA，工業(yè)級，Basf），間苯二甲酸（PIA，工業(yè)級，kp），催化劑F4100（工業(yè)級，國產(chǎn)），抗氧劑1076（工業(yè)級，Basf），抗氧劑1010（工業(yè)級，Basf），抗氧劑168（工業(yè)級，Basf），抗氧劑1098 （工業(yè)級，Basf）。異氰尿酸三縮水甘油酯（TGIC），硫酸鋇，鈦白粉，安息香，流平劑，均為國產(chǎn)、工業(yè)級。首先將配方量的多元酸、多元醇、催化劑等加入到反應(yīng)釜中，從180℃到240℃在N2保護(hù)下緩慢升溫，達(dá)到清晰點(diǎn)后，加入酸解劑酸解3h。之后抽真空縮聚2h，待達(dá)到目標(biāo)酸值、黏度后，添加抗氧劑、出料。樹脂樣品的酸值控制在31~34 mgKOH/g，黏度控制在5000~5500 mPa·s（200℃）。
按表5的配方制備所需的粉末涂層，基本工藝流程為：配料→預(yù)混→擠出→壓片→粉碎→過篩→噴涂→固化。其中固化條件為200℃/10 min。
通過銅與濃硝酸反應(yīng)制取所需的氮氧化物，反應(yīng)原理為：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2H2O+2NO2↑。先將1g銅粉置于錐形瓶中，向其滴加5mL濃硝酸，通過簡單的試驗(yàn)裝置將所制備的氮氧化物通入到密閉的烘箱中，并將試驗(yàn)所需樣板置于其中，10min后取出樣板，測試其色差。
耐熱性能測試：采用上海ESPEC的SEG-021H高溫試驗(yàn)烘箱進(jìn)行耐熱性能測試。色差測試：采用日本KONICAMINOLTA 公司的CM3600A 型臺式色差儀測試樣品色差。FT-IR：采用美國Nicolet 公司Nexus670 型傅里葉變換紅外光譜儀分析樣品的結(jié)構(gòu)。
2.1 受阻酚抗氧劑1010、1076、1098對粉末涂料耐氣熏黃變性能影響
圖1為不同受阻酚及其用量對粉末涂層色差大小的影響。從結(jié)果可以看出1076和1010耐黃變性能相當(dāng)，隨著1076 和1010 用量的增大，色差先減小后增大。當(dāng)1076用量為1%時(shí)，耐黃變性能最優(yōu)；當(dāng)1010用量為1.5%時(shí)，耐黃變性能最優(yōu)。兩者耐黃變最優(yōu)值相當(dāng)，但1076由于用量小，經(jīng)濟(jì)性能占優(yōu)。1098耐黃變性能差于1076 和1010，這可能是由于其分子結(jié)構(gòu)中含有NH 顯色基團(tuán)，在熱氧作用下，容易黃變，因此耐黃變性能不好。
2.2 受阻酚抗氧劑1010、1076與亞磷酸酯類抗氧劑168復(fù)配對粉末涂料耐氣熏黃變性能的影響
圖2為1010、1076與168復(fù)配對粉末涂層色差的影響。從結(jié)果可以看出，相對于單獨(dú)使用，與亞磷酸酯類抗氧劑168復(fù)配后，涂層的耐氣熏黃變性能都有一定程度的提升。這是因?yàn)樽鳛檩o助抗氧劑的168與1010、1076產(chǎn)生協(xié)同作用，降低了涂層在熱氧條件下產(chǎn)生苯醌、醚等生色團(tuán)的能力，從而改善了涂層的耐黃變性能。
2.3 亞磷酸酯類抗氧劑168對粉末涂料耐氣熏黃變性能的影響
圖3為168以及1076，1076+168復(fù)配對涂層耐氣熏黃變性能的影響，從圖中可以看出，168單獨(dú)使用的耐氣熏黃變性能好于1076單獨(dú)使用以及1076與168復(fù)配使用的耐氣熏黃變效果。對于該試驗(yàn)結(jié)果，分析可能的原因是1076 在熱氧以及氣熏的條件下本身產(chǎn)生了一定的變化，生成了顯色基團(tuán)，對耐黃變結(jié)果產(chǎn)生了負(fù)面影響。為了驗(yàn)證該假設(shè)，對氣熏黃變前后的1076進(jìn)行了紅外光譜檢測。
2.4 1076試驗(yàn)前后的紅外光譜結(jié)果
圖4為1076在氣熏試驗(yàn)前后的紅外光譜檢測結(jié)果。其中圖a為原樣品的紅外光譜圖，圖b為在烘箱中烘烤后的紅外光譜圖。從圖中可以看出，1076在烘箱內(nèi)放置10min后，在1669cm-1、1649cm-1、1554cm-1 3個(gè)位置出現(xiàn)了明顯的收。其中，1669cm-1、1649cm-1 兩個(gè)吸收峰對應(yīng)醌類化合物的C=O特征吸收，1554cm-1 處的特征吸收峰對應(yīng)于硝基化合物的N=O伸縮振動。這說明1076在熱氧以及氮氧化物氛圍中與二氧化氮反應(yīng)生成了苯醌類化合物和硝基化合物，二者都為黃色物質(zhì)，從而導(dǎo)致1076變黃，這也是1076與168復(fù)配以后，涂層耐黃變性能相比單獨(dú)使用168要差的主要原因。
本文從受阻酚抗氧劑種類及含量，受阻酚抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配以及單獨(dú)使用亞磷酸酯類抗氧劑3個(gè)方面出發(fā)，研究了其對聚酯粉末涂料耐氣熏黃變性能的影響。結(jié)果表明：使用了168的涂層耐氣熏黃變性能最佳，1076、1010與168復(fù)配耐黃變性能其次，1076、1010耐黃變性能再次，1098單獨(dú)使用耐黃變性能最差。經(jīng)過紅外光譜分析，1076在氮氧化物氛圍中生成了C=O、N=O等生色團(tuán)，引起了本身的黃變，從而造成了其耐黃變性能不佳。
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