要:概述了近几年耐候聚酯(含聚氨酯)粉末涂料的技术体系、应用及其进展。关键词:粉末涂料;耐候性;聚酯树脂中图分类号:+,#*-文献标识码:.文章编号:%””-1$2.&$34$-5-.2’.6()+$-.$36(78$39(2.5’*-!”#$%&’$2+34567879:?@@8A4?A76?6B@C79C3;;7DE3?53CC3;A;?6@78:3;3C@7EB3C47?A69;A6C3436?C3C3FA3E3B$@7EB3C47?A69;E3?53C?GA8A:@78:3;3CC3;A6近年来,粉末涂料以其环保、经济、高效和性能卓越等优点,正拓展并替代溶剂型涂料的应用领域。随着市场的发展和科技的进步,耐候粉末涂料的应用越来越受到关注,其中耐候聚酯粉末涂料的应用更为凸现。笔者在期上较详细地介绍了耐候聚酯粉末涂料的市场现状及主要应用领域和发展变化,对耐候聚酯粉末涂料的应用有了全面的认识。为了对耐候聚酯(含聚氨酯)粉末涂料有一完整的认识,本文对其技术体系及其发展作一较系统的介绍,供业内参考。由反应式可见,聚酯+HIJ的固化机理是+HIJ中的缩水甘油基与聚酯中的羧基进行开环加成反应,实现交联固化,并且无挥发分产生,从而形成无气孔的厚膜涂层。
+HIJ三官能团提供了足够的活性,而稳定的三嗪环保证了良好的耐热性和耐候性,其综合性能是其他体系无法比拟的。经过多年的发展,聚酯+HIJ体系粉末涂料品种十分齐全,如高光、低光、纹理、超耐候、高低温固化、金属、透明等品种。目前市场上使用的聚酯的酸值一般在9,黏度根据不同的厚度、高低温、流平性等要求在,+HIJ环氧值大于由于+HIJ的毒性颇受争议,国外已限制了其使前国内仍为占据绝对优势的粉末涂料品种。聚酯+HIJ低光粉末涂料也是国内主流低光粉末涂料品种。在聚酯体系中加入PS蜡粉,可形成光泽的半光粉末涂料。但成本高,89下降,易聚酯体系+HIJ结构及与聚酯的反应式如下:环境友好型涂料与涂装特刊结块,&’蜡粉加入量大,机械性能降低。该体系还可形成低温固化的粉末产品。采用含固化促进剂的聚酯,与低温固化,既满足了特殊低温要求,又满足了有耐候性要求的工件的涂饰。但难以满足更低温度的固化要求,因而近年出现了01固化体系。另外涂料品牌网,该体系还可制作透明粉末涂料。因该体系粉末涂料对铝材具有优异的附着力、边角覆盖力及良好的耐候性,过去许多年在铝轮上得到大量的应用。但因其纤维状腐蚀导致铝轮局部破坏以及长期用化学品清洗引起的腐蚀破坏,加之透明涂层的鲜映度、透明度等有一定的差距,最近在要求更高的铝轮上出现了边角覆盖、透明度和抗蚀能力更为优异的丙烯酸类粉末涂料。
但在国内聚酯透明粉末涂料还处于应用期。因市场上对超高耐候性粉末涂料的需求,近来出作为主要的多元酸单体,其在合成时提高其相对分子质量。甚至为了提高其机械强度,相对分子质量还需更高,但带来粉末涂料的熔融黏度上升,降低了流平性。与型的聚酯相比,其涂层的耐冲击性能(重锤式冲击和埃理克森冲击)有较大的降低。但可通过选用一些特殊的软性单体等来改善流平性和提高耐冲击性,还可通过添加改性剂的方法来提高耐冲击性能。通过改进,超耐候聚酯粉末涂料的综合性能基本能满足工业的要求,但价格提高。今后可在铝型材或其他超高耐候性要求的设施上大量推广应用。-4;55@BB、瑞士’CD、台湾优美特、南海药化、牛塘、鞍山等生产。该体系还存在另一些缺点,即磷酸盐处理的大型钢铁基上的涂膜耐腐蚀、耐酸雾(D!)、耐潮湿性较差,可能是因为533存在个活化基团,活性高,低温固化,造成熔融状态下润湿性不好,这种不充分润湿并附着的涂膜,最终造成耐蚀性等不好。533可能是目前性能最接近的无毒替代品。北美、日本等国因其抗黄变性和涂层的致密性差,应用量反而较少,仅占耐候性粉末涂料市场的2GF。在欧洲使用较成功,近,澳洲也较大。因上述的不足,出现了一些改进产品,如&H.-.AIC%!#”要改进JKGG!的泛黄、耐燃气烘烤和耐水解等问题。
另一种&H.-.ADLEG%”在厚涂方面改进较为突出。但&H.-.A体系不易消光,这是未来需要继续解决的问题。考虑到533的反应机理,真正解决该体系的不足是不太可能的。聚酯的替代固化剂,最初用二(原用于液体涂料中的协同交联剂),可在较低温度下开环加成,与羧基聚酯加成生成酯酰胺结构,无副产物,其粉末的流平、机械性能、抗划痕性和耐化学品性优良,同时贮存稳定性、保色和耐候性也优良。后来,美国DK0(*3研制出四恶唑啉结构的产品,在厚涂性、固化性能、外观、抗黄变性等方面得到提高,可在替代品。但由于合成工艺复杂,成本高,难以实现商品化。聚酯体系533体系的结构式如下:有机硅该体系粉末涂料主要用于有耐温要求的设施的喷涂。以前市场上大多数用氟碳高温漆,但它的成本高,左右的粉末涂料,最早采用环氧、聚酯制作粉末涂料用铝粉,但耐温较低,最近市场上使用较多的是聚酯为主键链,其键能高,因而具有高抗氧化性,可同羧基聚酯配合改性,使得粉末涂层表面生成稳定链的保护层,提高耐温性能,同时达到良好的综合性能。为了达到更好的效果,同时需选择耐高温性好的聚酯、耐热的颜料和填料(如铝粉、云母粉、不锈钢粉、氧化铁、石墨、二氧化硅等)及合适的助剂配合,使涂层在持续工作下保持颜(533)替代固化剂,它是目前主流的替代品。
从533的结构式可见,其反应活性比涂膜易黄变;固化时释放低分子化合物,涂层过厚易出现针孔;其高光粉末涂料因表面不够致密而影响其装饰性,生产纹理粉末涂料是不错的选择;可用于摩擦枪喷涂;与比,其用量少。市场上533产品为淡黄或白色粉末,熔点为环境友好型涂料与涂装特刊色不黄变、光泽不变、涂层性能不变。可以制成涂层有光泽的、银色的、黑色的、砂纹状的等几种外观的粉末涂料。已成功地在大功率灯饰、烧烤炉、电暖器、面包炉、电磁炉、暖风机、微波炉(带烧烤功能)、摩托车排气管、发动机外壳、电饭煲内胆、暖气管道等领域应用。因受聚酯本身耐温性的局限,不能满足更高温度的要求,纯有机硅高温粉末涂料和高温陶瓷粉末涂料成为发展方向。聚酯5-67%%83等作为聚酯的固化剂,缺点是固化时会释放出挥发性成分,水解稳定性差等。随着BC,限制的日趋严格以及适应高档化汽车的要求,国外发展一类新型丙烯酸作为聚酯的固化剂。该固化剂聚酯(0?@)和环氧基的主要为含甲基丙烯酸缩水甘油酯丙烯酸树脂(见上式)。该体系具有优良的抗紫外线和酸雨等环境危害的能力,其机械性能特别是抗石击的能力比纯聚酯粉末涂料优异,涂层的光滑度、饱满度也提高。同时该体系采用封闭的异佛二酮二异氰酸酯,以便使含有缩水甘油酯的丙烯酸固化,从而减少烘烤时的挥发分,提高耐候性。
因此,在北美三大汽车公司中一直将该体系作为汽车车身底面层涂料的新的涂层体系,已成功地应用于汽车喷涂中,在高档领域将作为主流的发展方向。但在国内由于价格的因素, 市场的发展需经历相当长的时间。 另外,近年来出现 了聚酯 丙烯酸的消光体系,用于制作光泽为 的无光耐候涂膜。其主要采用高黏度、低酸值的饱和羧基聚酯与带缩水甘油基的丙 异氰酸酯的反应之间的固化速率的差异实现消光的目的。若添加辅助固化剂,还可获得半光、 亚光的效果,但需考虑到价格因素。 该体系消光效果 与聚酯和丙烯酸的稳定性有一定 的关系。前几年推出的丙烯酸产品制作的粉末涂料存 在冲击强度稍差、耐刮性差等不足,但通过几年的技术 改进,有较大提高,同时,制粉时可通过加入一定的固 化促进剂———咪唑,对体系补强,同时加强微观粗糙 度,基本上可解决耐冲击、耐刮性问题。该体系生产工 艺较简单,尽管丙烯酸价格较高,体系存在干扰性问 题,但它是目前惟一成熟的无光耐候体系,使用的市场 空间越来越广阔,在室外灯具、庭院设施上使用很受欢 迎,在建筑铝材市场潜力较大。 氨基甲酸酯(聚氨酯)该体系用封闭固化剂为 AD1———己二异氰酸酯 上式为)*+%”(偏苯三甲酸三缩水甘油酯)的结构 推出的*01, 的一类替代固化剂,主要是酸 类缩水甘油酯的混合物,熔点为 +2 %23。
与*01, 相比,官能度下降,反应活性降 低,配制时需加入促进剂。另外,其苯环结构比 *01, 三嗪环结构的耐热性有所下降,故耐热性较差,其耐候 性也较差,其他性能较好。 无生态学毒性,但仍具有一定的接触毒性和严重的刺激性,且因贮存稳定性差,制粉时需选 较高的专用树脂。同时,其结构属亚稳定性,其粉末在挤出或升温时极易 “流淌”而导致粉末黏度急速下降粉末涂料用铝粉, 挤出困难,对设备要求高。其整体的特性使其大量使 用受到局限。 聚酯 5-67%%83的结构式如下: 5-67%%83是美国