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複配以及亞磷酸酯抗氧劑對聚酯华体会体育hth首页耐氣熏黃變性能的影響。 結果表明:使用了168的塗層耐黃變性能最佳,1076、1010與(yu) 168複配耐黃變性能其次,1076、1010再次,1098最差。經過紅外光譜分析,1076在氮氧化物氛圍中生成了CO、NO等生色團,從(cong) 而影響了其耐黃變性能。
引言 近年來,隨著一係列環保法律法規的出台,溶劑型塗料的使用受到越來越嚴(yan) 格的限製,而华体会体育hth首页作為(wei) 環保型塗料,由於(yu) 無VOC排放,得到了越來越廣泛的使用。隨著华体会体育hth首页行業(ye) 的深入發展,客戶也不斷反饋华体会体育hth首页在應用方麵存在的一些問題,其中由於(yu) 华体会体育hth首页固化加熱方式的不同導致的塗層差異性便是其中一個(ge) 方麵。 华体会体育hth首页固化的加熱方式有燃氣爐加熱、電加熱以及煤炭加熱等。相對於(yu) 電加熱,燃氣加熱不但成本低,而且屬於(yu) 清潔能源,受到越來越多华体会体育hth首页噴塗廠家的歡迎。但是在使用燃氣爐加熱時,由於(yu) 燃燒產(chan) 物中含有氮氧化物這一有害氣體(ti) ,使塗層色差較大,黃變嚴(yan) 重,影響了最終產(chan) 品的質量,限製其使用。如果通過研究,解決(jue) 华体会体育hth首页在燃氣烘烤過程中的耐氣熏黃變性能,這會(hui) 大大推進华体会体育hth首页的應用。
本文通過銅與(yu) 濃硝酸反應,製備出試驗所需氮氧化物,然後研究了不同抗氧劑種類及用量對华体会体育hth首页耐氣熏黃變性能的影響,獲得了較為(wei) 理想的試驗結果。
1.1 原材料 新戊二醇(NPG,工業(ye) 級,bp),對苯二甲酸(PTA,工業(ye) 級,Basf),間苯二甲酸(PIA,工業(ye) 級,kp),催化劑F4100(工業(ye) 級,國產(chan) ),抗氧劑1076(工業(ye) 級,Basf),抗氧劑1010(工業(ye) 級,Basf),抗氧劑168(工業(ye) 級,Basf),抗氧劑1098 (工業(ye) 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(wei) 國產(chan) 、工業(ye) 級。首先將配方量的多元酸、多元醇、催化劑等加入到反應釜中,從(cong) 180℃到240℃在N2保護下緩慢升溫,達到清晰點後,加入酸解劑酸解3h。之後抽真空縮聚2h,待達到目標酸值、黏度後,添加抗氧劑、出料。樹脂樣品的酸值控製在31~34 mgKOH/g,黏度控製在5000~5500 mPa·s(200℃)。
按表5的配方製備所需的粉末塗層,基本工藝流程為:配料→預混→擠出→壓片→粉碎→過篩→噴塗→固化。其中固化條件為200℃/10 min。
通過銅與(yu) 濃硝酸反應製取所需的氮氧化物,反應原理為(wei) :Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑。先將1g銅粉置於(yu) 錐形瓶中,向其滴加5mL濃硝酸,通過簡單的試驗裝置將所製備的氮氧化物通入到密閉的烘箱中,並將試驗所需樣板置於(yu) 其中,10min後取出樣板,測試其色差。
耐熱性能測試:采用上海ESPEC的SEG-021H高溫試驗烘箱進行耐熱性能測試。色差測試:采用日本KONICAMINOLTA 公司的CM3600A 型台式色差儀(yi) 測試樣品色差。FT-IR:采用美國Nicolet 公司Nexus670 型傅裏葉變換紅外光譜儀(yi) 分析樣品的結構。
2.1 受阻酚抗氧劑1010、1076、1098對华体会体育hth首页耐氣熏黃變性能影響
圖1為(wei) 不同受阻酚及其用量對粉末塗層色差大小的影響。從(cong) 結果可以看出1076和1010耐黃變性能相當,隨著1076 和1010 用量的增大,色差先減小後增大。當1076用量為(wei) 1%時,耐黃變性能最優(you) ;當1010用量為(wei) 1.5%時,耐黃變性能最優(you) 。兩(liang) 者耐黃變最優(you) 值相當,但1076由於(yu) 用量小,經濟性能占優(you) 。1098耐黃變性能差於(yu) 1076 和1010,這可能是由於(yu) 其分子結構中含有NH 顯色基團,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(yu) 亞(ya) 磷酸酯類抗氧劑168複配對华体会体育hth首页耐氣熏黃變性能的影響 圖2為(wei) 1010、1076與(yu) 168複配對粉末塗層色差的影響。從(cong) 結果可以看出,相對於(yu) 單獨使用,與(yu) 亞(ya) 磷酸酯類抗氧劑168複配後,塗層的耐氣熏黃變性能都有一定程度的提升。這是因為(wei) 作為(wei) 輔助抗氧劑的168與(yu) 1010、1076產(chan) 生協同作用,降低了塗層在熱氧條件下產(chan) 生苯醌、醚等生色團的能力,從(cong) 而改善了塗層的耐黃變性能。
2.3 亞(ya) 磷酸酯類抗氧劑168對华体会体育hth首页耐氣熏黃變性能的影響 圖3為(wei) 168以及1076,1076+168複配對塗層耐氣熏黃變性能的影響,從(cong) 圖中可以看出,168單獨使用的耐氣熏黃變性能好於(yu) 1076單獨使用以及1076與(yu) 168複配使用的耐氣熏黃變效果。對於(yu) 該試驗結果,分析可能的原因是1076 在熱氧以及氣熏的條件下本身產(chan) 生了一定的變化,生成了顯色基團,對耐黃變結果產(chan) 生了負麵影響。為(wei) 了驗證該假設,對氣熏黃變前後的1076進行了紅外光譜檢測。
圖4為(wei) 1076在氣熏試驗前後的紅外光譜檢測結果。其中圖a為(wei) 原樣品的紅外光譜圖,圖b為(wei) 在烘箱中烘烤後的紅外光譜圖。從(cong) 圖中可以看出,1076在烘箱內(nei) 放置10min後,在1669cm-1、1649cm-1、1554cm-1 3個(ge) 位置出現了明顯的收。其中,1669cm-1、1649cm-1 兩(liang) 個(ge) 吸收峰對應醌類化合物的C=O特征吸收,1554cm-1 處的特征吸收峰對應於(yu) 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(yu) 二氧化氮反應生成了苯醌類化合物和硝基化合物,二者都為(wei) 黃色物質,從(cong) 而導致1076變黃,這也是1076與(yu) 168複配以後,塗層耐黃變性能相比單獨使用168要差的主要原因。
本文從(cong) 受阻酚抗氧劑種類及含量,受阻酚抗氧劑與(yu) 亞(ya) 磷酸酯類抗氧劑複配以及單獨使用亞(ya) 磷酸酯類抗氧劑3個(ge) 方麵出發,研究了其對聚酯华体会体育hth首页耐氣熏黃變性能的影響。結果表明:使用了168的塗層耐氣熏黃變性能最佳,1076、1010與(yu) 168複配耐黃變性能其次,1076、1010耐黃變性能再次,1098單獨使用耐黃變性能最差。經過紅外光譜分析,1076在氮氧化物氛圍中生成了C=O、N=O等生色團,引起了本身的黃變,從(cong) 而造成了其耐黃變性能不佳。
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