Aplicación de resina acrílica en recubrimientos en polvo mate

La resina acrílica es un término general para los polímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico y sus derivados. Debido a su color claro, excelente resistencia a la intemperie, resistencia al amarilleo, resistencia al calor, resistencia a la corrosión y buenas propiedades ópticas, la resina acrílica se usa ampliamente como material formador de películas en recubrimientos de pintura. Según el tipo de reacción química, se puede dividir en dos categorías: resina acrílica termoplástica y resina acrílica termoendurecible.

La resina acrílica termoplástica no sufre una mayor reticulación durante el proceso de formación de la película, por lo que tiene un peso molecular relativamente grande, buena retención de luz y color, resistencia al agua y a los productos químicos, secado rápido, construcción conveniente y es fácil de aplicar y repintar. Al preparar pintura en polvo de aluminio, la blancura y la colocación del polvo de aluminio son buenas. La resina acrílica termoplástica se usa ampliamente en campos como automóviles, electrodomésticos, maquinaria y construcción.

La resina acrílica termoendurecible se refiere a una estructura de red formada al reaccionar con grupos funcionales en resinas amínicas, resinas epóxicas, poliuretano, etc., agregadas durante la producción de pintura, que contiene ciertos grupos funcionales en la estructura. Las resinas termoendurecibles generalmente tienen un peso molecular relativamente bajo. Los recubrimientos acrílicos termoendurecibles tienen excelente plenitud, brillo, dureza, resistencia a los solventes, resistencia a la intemperie y no se decoloran ni amarillean durante el horneado a alta temperatura. La aplicación más importante es combinar resinas amínicas para producir pintura para hornear acrílica amino, que actualmente se usa ampliamente en productos como automóviles, motocicletas, bicicletas y acero en bobina.

1. El método de extinción del recubrimiento en polvo de resina acrílica.

La ausencia de disolventes o agua en los recubrimientos en polvo puede provocar un efecto de extinción insuficiente del polvo de cera original y del gas de sílice. Debido a la falta de disolventes y agua durante el proceso de curado de los recubrimientos en polvo, no es posible garantizar que el agente de extinción migre a la superficie; la velocidad de curado rápida también puede provocar una migración limitada. Por otro lado, la mayoría de los aditivos no reactivos son blancos o grises, y cuando las sustancias de cera migran a la superficie, no son adecuados para hacer recubrimientos mate oscuros. Y cuando existen altos requisitos de resistencia a la intemperie en exteriores, estos aditivos tampoco son adecuados.

Para compensar el defecto de migración, existen otras posibilidades: dos sistemas completan el curado, uno produce inicialmente el efecto gel y el otro destruye la superficie del gel encogiéndose. Estos dos sistemas deben mantener la diferenciación o incompatibilidad. El sustrato de recubrimiento debe estar en un estado bifásico continuo. Para la extinción de recubrimientos en polvo, este requisito está relacionado con la incompatibilidad de los sistemas bifásicos o multifásicos contenidos en los componentes orgánicos; es mejor que los sistemas bifásicos o multifásicos tengan diferentes velocidades de reacción o diferentes agentes de curado. Similar a esta situación, como es bien sabido, la extinción de mezcla seca de dos recubrimientos en polvo. Bajo ciertas condiciones específicas, la mezcla puede dar como resultado un brillo menor. Pero cuando se mezclan y se extruyen o en presencia de solventes, ya no hay ninguna presencia incompatible y el resultado final es un recubrimiento en polvo de alto brillo.

El recubrimiento en polvo mate más primitivo se puede mezclar con componentes de PU lentos y componentes de poliéster rápidos para lograr el brillo más bajo a través de la diferencia en la velocidad de reacción. Los polvos de componentes lentos suelen ser más fáciles de producir, pero los polvos de componentes rápidos a veces no pueden encontrar catalizadores adecuados, como el sistema de curado HAA de poliéster, que tiene una alta actividad de reacción y no es sensible a las sales de amonio y fosfatos de uso común. Simplemente aumentar la acidez o el grado de ramificación para mejorar la reactividad de las reacciones de los componentes rápidos puede conducir a un aumento en el costo de la dosis del agente de curado y una disminución en el efecto de apariencia niveladora de la mejora de la viscosidad.

La mezcla de recubrimientos en polvo preparados implica costos y pérdidas adicionales, generalmente para reducir la reactividad de los componentes lentos y aumentar la viscosidad de las resinas de componentes lentos, lo que reduce la fragilidad de la resina y dificulta la molienda. Cuando se mezcla un componente rápido que contiene partículas más finas, es más probable que aparezcan puntos brillantes porque las partículas más gruesas del componente lento no tienen una buena extinción. Aunque el problema de los puntos brillantes se puede superar mediante la molienda conjunta de materiales laminados de dos componentes, los puntos brillantes siguen apareciendo de vez en cuando, a menos que se eliminen las partículas más gruesas.

2. Agentes matificantes comunes para recubrimientos en polvo de resina acrílica

a. Polímero de ácido carboxílico

Los agentes de curado de ácidos policarboxílicos tienen una alta actividad y generalmente producen recubrimientos con una mala calidad de superficie. La mayoría utiliza policarboxilatos como sales para reducir la actividad. Sin embargo, durante la reacción de curado, el primer paso es liberar el sello de sal y promover la fusión y nivelación del polvo antes de que el policarboxilato forme una superficie opaca. Las sustancias de amina se utilizan a menudo para formar sales mediante la complejación con ácidos policarboxílicos y también pueden tener efectos catalíticos apropiados.

Como es bien sabido, el Vestagón B-68 pertenece a este tipo de compuesto de extinción, que es un producto de la formación de sal de anhídrido ftálico y difenilimidazolina.

Si cada molécula contiene una gran cantidad de grupos carboxilo, el efecto gel hará que una gran cantidad de ácidos carboxílicos libres no reaccionen con la matriz (como resina epoxi o TGIC) durante el curado. Cuando hay agua, vapor de agua o calor, estos grupos funcionales son excelentes catalizadores para la hidrólisis del poliéster. Cuando existen estos grupos carboxilo, aceleran la hidrólisis posterior. Esto significa que este tipo de agente de curado no se puede utilizar para la extinción en recubrimientos en polvo resistentes a la intemperie en exteriores.

b. Agente extintor de poliuretano

Utilizando una combinación de dos resinas de PU con valores de hidroxilo altos y bajos, se utilizan isocianatos como agentes de curado para ajustar la proporción de resinas de PU con valores de hidroxilo altos y bajos para ajustar el brillo. Existen diferencias en las velocidades de reacción e incompatibilidades de las resinas de PU altamente ramificadas en este sistema.

La estabilidad de la resina de PU con alto valor de hidroxilo después de la producción repetida aún enfrenta ciertas dificultades. Debido a su alta ramificación, si el efecto de esterificación no es suficiente, el producto de recubrimiento en polvo final tendrá un alto brillo; si el efecto de esterificación es demasiado alto, existe la posibilidad de aglomeración en el reactor.

c. Grupos poliglicidilo

Este tipo de agente de curado también debe ser incompatible con el sustrato. Al cambiar el peso molecular, la composición monomérica y el contenido de grupos glicidilo. Debido a la presencia de estructura acrílica y alta densidad de reticulación después de la reacción de curado, este tipo de recubrimiento tiene una excelente resistencia a la intemperie.

La compatibilidad entre la resina acrílica y la resina de poliéster es deficiente. La primera puede causar contaminación a la segunda. En términos de las características no químicas de la resina acrílica, su tensión superficial es menor que la de la resina epoxi y la resina de poliéster, lo que hace que sea más fácil de penetrar y migrar a la superficie. Además, debido a la gran diferencia en la tensión superficial, la compatibilidad con la resina epoxi y la resina de poliéster es deficiente.

Además, la velocidad de reacción entre los grupos glicidilo y carboxilo es muy rápida. Si solo se utiliza ácido carboxílico para el curado, se requiere que la temperatura de transición vítrea de la resina acrílica sea alta. Es necesario encontrar un equilibrio que permita una contracción suficiente del grupo glicidilo para obtener una superficie mate sin afectar la nivelación del recubrimiento. Nuevas reacciones de extinción de sal a isocianatos bloqueados pueden traer muchos efectos inesperados.

Conclusión

Los recubrimientos en polvo de resina acrílica son ampliamente favorecidos debido a sus ventajas, como la protección del medio ambiente y la buena resistencia a la intemperie, pero los métodos de extinción tradicionales tienen problemas como la migración insuficiente y los puntos brillantes. Este artículo profundiza en dos nuevos métodos de extinción: el curado de sistema dual y los nuevos agentes de extinción. El curado de sistema dual utiliza dos resinas con diferentes velocidades de reacción para lograr la extinción a través de la diferencia en las velocidades de reacción. Los nuevos agentes de extinción incluyen principalmente polímeros de ácido carboxílico, agentes de extinción de poliuretano y agentes de extinción a base de polietilenglicol. La elección de un agente de extinción de recubrimiento en polvo de resina acrílica adecuado requiere sopesar varios factores, como el costo, el riesgo de puntos brillantes, la resistencia a la intemperie, etc. El curado de sistema dual y los nuevos agentes de extinción brindan más posibilidades para lograr recubrimientos de extinción de alta calidad.