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粉末涂料固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-18 16:44:54
要讲明白粉末涂料固化剂,先搞清楚粉末涂料的基本组成。

粉末涂料的构成是:树脂,粉末涂料固化剂(又称固化剂),颜料,填料,助剂(添加剂)。特别要说一下,粉末涂料固化剂是粉末涂料的重要组成部分。它对涂料的生产、贮存和应用都会产生重要影响,如挤出温度、固化时间、固化温度、流平性、抗冲击性和硬度、存储稳定性、耐候性和耐化学性等等。

不过有时很难区分粉末涂料固化剂和树脂(TGIC、PT910都属于固化剂),因为这两种成分最终构成一个完整的三维网状结构体系。经常认为在体系中数量小和参与固化反应的低分子量化合物为固化剂。

但是对于某些情况,如聚酯/环氧混合型,特别是50:50体系,就存在什么是固化剂和什么是树脂的问题。因此划分固化剂的类别取决于个人的爱好。

按照收集的资料,把粉末涂料所用树脂与固化剂划分为:

a、纯环氧类——用于室内装饰或功能性粉末涂料,如PZ660、PZ770等

b、环氧-聚酯类——粉末涂料的主要产品类型。环氧聚酯型粉末涂料也称混合型粉末涂料(分别对应epoxy和Hybrid ),采用环氧树脂和聚酯树脂为主要原材料制备而成,同时具备两者各自的独特性能,使得生产出的涂膜具有极度佳的流平性、装饰性、机械性能和较强的耐腐蚀性,广范应用于各种室内金属制品的涂装。环氧/聚酯混合型混粉末涂料是一种无毒产品。

c、纯聚酯类——分为用TGIC与不用TGIC固化两种类型,用于户外型装饰与防护,用于户外,如空调、家俱、铝型材等。

TGIC是一种广泛应用的粉末涂料固化剂,但它对人体皮肤有致敏作用,还可能导致生殖细胞突变虽然2011年5月1日起,中国也规定将含TGIC的产品标注为有毒材料,但在图中也明显可以看到中国的粉末涂料占比中依然是很高的。

中国大陆的粉末涂料生产厂家没有大量使用HAA的原因是HAA固化的涂膜表面光泽没有TGIC体系高,且不宜厚涂,同时HAA的抗黄变性没有TGIC好,所以包括美国在内的不少国家仍坚持使用TGIC,因此它仍没有退出舞台。



二乙基甲苯二胺(DETDA)是随着聚氨酯的发展,于80年代初工业化并大量使用的一种位阻芳香二胺扩链剂,为低粘度、无毒、无味的液体。用于聚氨酯中,可提高制品强度和耐水解性,使制品生产率大大提高,并使大尺寸、结构复杂的聚氨酯制品工业化成为可能。detda与异氰酸醋较快的反应速度还特别适用于无溶剂、快固型涂料。此外,还可作为环氧、醇酸树脂固化剂,橡胶油类抗氧剂、染料、农药中间体,是一种很有前途的化工新产品。


HAA(β-羟烷基酰胺)是一种在国际上广为使用的纯聚酯粉末涂料体系固化剂。HAA涂料的应用以欧洲为代表(欧洲和澳洲的比例很高,或许是因为政府对环保要求以及民众环保意识特别高),欧洲已经关闭了所有生产TGIC的工厂,大量采用了无毒的HAA。

根据中国化工学会涂料涂装专业委员会统计的数据,2004年我国粉末涂料品种结构中,聚酯-TGIC体系占17%,聚酯-HAA体系占4%;2005年聚酯-TGIC体系占23%;聚酯-HAA体系占4%;2006年聚酯-TGIC体系占27%;聚酯-HAA体系占6%。可见,在目前的中国粉末涂料市场,TGIC的市场份额远远大于HAA。

聚酯树脂在单独应用时是难以固化成膜的。用不同类型的氨基树脂相匹配,在烘干条件下,固化成膜后,才能得到令人满意的漆膜。

在制取卷材涂料时,六甲氧基甲基三聚氰胺树脂 (HMMM或HM3)是极力受推荐的理想品种,因为它有较稳定的单体分子结构,与聚酯有良好的混溶性,含固量高,用量少,在加有酸性催化剂 (如对甲苯磺酸等)时烘干温度低,稳定性较好,又有优异的柔韧性、耐水性、耐化学品性等性能。也可根据不同要求,选用丁氧基醚化的三聚氰胺树脂和脲醛树脂,在聚酯中少量拼混使用,在不影响质量前提下,可作降低成本考虑。

在实际应用中,聚酯:六甲氧基甲基三聚氰胺树脂=3~5:1(固体计)进行配制,是以PE:HM3=4:1配制,用不同程度的甲醚化三聚氰胺树脂配入,再加入3%对甲苯磺酸 (以氨基树脂固体计),烘干温度在 180C时,其反应时间与硬度之间的关系。

在用丁醇(或异丁醇)醚化的氨基树脂中,其中有不同程度的亚胺基、羟甲基和丁氧基三种原因,除丁氧基之外,其余二种基团都能相互反应,而且要比醚化了的羟基要快。在烘干过程中,内部会发生竞争反应现象,部分会产生自缩聚现象,形成网状固化,引起漆膜硬度增加、柔韧性等性能下降等缺点。


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