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粉末涂料低溫固化劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-5-30 23:54:03 |
粉末涂料雖然具有四“E”(Economical-經(jīng)濟(jì)、Environmental-環(huán)保、Efficient-高效、Excellent performance-性能卓越)的優(yōu)點(diǎn)，但它的一些弱點(diǎn)也是顯而易見的。如固化條件比較苛刻，固化溫度一般在180～200℃之間。
若能降低固化溫度可降低能耗，是環(huán)保、節(jié)能減排的需要。固化溫度高，除了導(dǎo)致能耗高外，對(duì)一些不能耐高溫的基材，如塑料、木材等的涂裝受到限制，大大影響了粉末涂料應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。
從進(jìn)一步提高效率的角度來考慮，采用粉末涂料低溫固化劑，在保持溫度不變的條件下，大大縮短固化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。因此研究粉末涂料低溫固化劑，已成為粉末涂料業(yè)界的發(fā)展方向之一。
長(zhǎng)期以來，從事粉末涂料以及相關(guān)配套領(lǐng)域如原材料、設(shè)備的同仁們的努力下，在粉末涂料低溫固化劑方面已取得了不小的進(jìn)展?，F(xiàn)在純環(huán)氧體系砂紋效果產(chǎn)品可以做到130℃/15分鐘固化。平面高光環(huán)氧體系可以做到140℃/15分鐘固化。
但環(huán)氧的耐黃變和耐候性能差，不能用于戶外使用。較之環(huán)氧體系耐黃變好些的聚酯/環(huán)氧混合型體系砂紋產(chǎn)品也可以做135℃/15分鐘，平面高光產(chǎn)品可以做到150℃/15分鐘固化(流平稍差)。
純聚酯體系砂紋產(chǎn)品可以做到140℃/15分鐘固化，平面高光可以做到160℃/15分鐘固化。但是純聚酯體系平面低光產(chǎn)品目前還是很困難。實(shí)現(xiàn)粉末涂料超低溫固化在技術(shù)上有較大難度。
首先，粉末涂料的固化體系是一種低溫潛伏性的固化體系，如果該體系低溫反應(yīng)活性較高，勢(shì)必影響到粉末制粉擠出與儲(chǔ)存穩(wěn)定性，另一方面粉末涂料所采用的樹脂與固化劑均是較高軟化點(diǎn)的固體，在低溫下熔融粘度較高，在低溫固化時(shí)，涂膜難以流平，影響表面效果。
如果采用軟化點(diǎn)較低的樹脂與固化劑雖可降低熔融粘度，但粉末的儲(chǔ)存穩(wěn)定性變差，需要低溫冷藏保存，給使用帶來諸多不便。
因此，尋求一種能適合粉末儲(chǔ)存既有較高的軟化點(diǎn)又有合適的反應(yīng)活性的樹脂與固化劑是制備低溫固化粉末涂料的關(guān)鍵。
二乙基甲苯二胺DETDA是一種位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它與聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)速度比DMTDA快數(shù)倍，比MOCA快約30倍。主要用于RIM聚氨酯體系以及噴涂聚氨酯(脲)彈性體涂料體系，具有反應(yīng)速度快，脫模時(shí)間短、初始強(qiáng)度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點(diǎn)。另外該品還可用作彈性體，用作反應(yīng)注塑成型聚氨酯的擴(kuò)鏈劑，聚氨酯涂料、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂固化劑。潤(rùn)滑劑及農(nóng)藥、染料中間體，塑料、橡膠、油類抗氧劑，以及化學(xué)合成中間體。
低溫固化粉末涂料發(fā)展方向 要降低粉末涂料的固化溫度，以下從主體樹脂、固化劑、催化劑、紅外光固化、紫外光固化、噴霧干燥法制造粉末涂料制造粉末涂料和自由基反應(yīng)固化方面來進(jìn)行討論。
粉末涂料不管是熱塑性或是熱固性，成膜溫度均在180-200℃左右，固化時(shí)間長(zhǎng)(10-20min)，這限制了它只能用于金屬等耐熱基材，并且費(fèi)時(shí)，相對(duì)能耗較大。每降低10℃固化溫度大約節(jié)能10%，為節(jié)約能源降低成本，擴(kuò)大粉末涂料的涂裝范圍，更好地與溶劑型涂裝線接軌，粉末涂料須向低溫固化型方向發(fā)展。
可以通過降低樹脂本身地熔融溫度、粘度、軟化點(diǎn)、增加樹脂的官能團(tuán)提高交聯(lián)度、加入適當(dāng)助劑、應(yīng)用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┑榷喾N手段來實(shí)現(xiàn)粉末涂料的低溫固化。降低粉末涂料的固化溫度，不僅可以加快自動(dòng)生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度和提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，而且使粉末涂料的應(yīng)用范圍大大的增加。
決定粉末涂料性能的關(guān)鍵是基體樹脂，為實(shí)現(xiàn)低溫固化的粉末涂料，現(xiàn)已開發(fā)出不飽和聚酯型、不飽和丙烯酸酯樹脂型、聚氨酯丙烯酸酯樹脂型、乙烯基醚樹脂型等。湛新(Allnex)和帝斯曼(DSM)都有相應(yīng)產(chǎn)品。
不飽和樹脂是UV固化或自由基熱固化粉末涂料的主要成膜物質(zhì)，是決定涂料性質(zhì)和涂膜性能的主要成分。
為實(shí)現(xiàn)低溫固化，一方面要求樹脂能賦予粉末良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，粉末須在40℃條件下能儲(chǔ)存3～6月而不結(jié)塊;另一方面所用原材料須在較低溫度(如100℃或更低)下具有較低的熔融粘度以保證涂料在固化過程中具有良好的流動(dòng)性。
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