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耐候性粉末涂料固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-5-31 17:05:10
耐候性粉末涂料固化剂是研究最为活跃、最受关注的一个领域。我们一般所讨论的这类涂料系统就是根据耐候性粉末涂料固化剂的种类来划分的。

今为止,发展最为成熟的耐候性粉末涂料固化剂是异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)系统。众所周知,TGIC 分子结构中3个环氧官能团提供了足够的活性,而稳定的三嗪环结构保证了良好的耐热和耐候性能。该体系可以通过不同促进剂调节其反应活性,因此,它几乎可以满足高光、低光、纹理、超耐候和高低温固化等各种应用要求。

另外,再加上它储存稳定、易于熔融形成均一体系、配方稳定且可调、固化时无副产物放出等特点,一直受到市场的青睐。然而,进一步的研究表明,TGIC有较强的刺激性和潜在的致癌性,使得各国逐渐限制TGIC的使用,欧洲早在1998年就出台了毒性标志法限制其使用,从此,在全球范围内兴起了TGIC替代产品的开发。

在众多的TGIC替代品开发成果中,具有代表性的(目前有应用的)主要有羟烷基酰胺(HAA)、多元酸缩水甘油酯固化剂(PT910)、异氰脲酸三-β-甲基缩水甘油酯(MT239)、液态脂肪族环氧乙烷化合物(Uranox);聚丙烯酸缩水甘油酯(GMA树脂);羟基聚酯/封闭异氰酸酯(PU)、羟基聚酯/甘脲(Glycoluril)等,各种替代品用于粉末涂料的性能各有优缺点。

TGIC除毒性之外,其他性能最为平衡。而HAA除小分子逸出(导致涂膜针孔)最为严重外,其余性能最为平衡,再加上其成本适中,易于产业化等特点,因此,它在众多的TGIC替代品中,最能为市场所接受。

抗氧剂是一种抑制或延缓聚合物氧化降解的物质,常被用来防止烘烤过程中涂层的黄变。抗氧剂的品种很多,功效也不尽相同,按照其抗氧化机理可分为两大类,一类是链终止型抗氧剂,此类抗氧剂与高分子中产生的自由基反应中断链的增长也称为主抗氧剂,另一类是预防型抗氧剂,该类抗氧剂能抑制或减缓引发过程中自由基的生成,又称辅助型抗氧剂。主抗氧剂有受阻酚类,仲芳胺类,预防型抗氧剂有亚磷酸酯类、二硫代氨基甲酸金属盐类等。

主抗氧剂中受阻酚类抗氧剂具有良好的耐热老化性能,且不易黄变,常用于HAA等浅色体系热烘烤配方中,如IRGANOX? 1010, IRGANOX? 1076, IRGANOX? 245等。但研究发现它们在NOx存在下,有明显的泛红“pinking”,因此不能用于燃气炉烘烤。



二乙基甲苯二胺产品用途

DETDA是一只十分有效的聚氨酯弹性体扩链剂,尤其适用于RIM(反应注射成型)和SPUA(喷涂聚脲弹性体)上;同时也可用作是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂,用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂,也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。 detda是一种位阻型芳香族二胺,乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍,比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系,具有反应速度快,脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体、润滑剂及工业油脂的抗氧剂,以及化学合成中间体。


胺类抗氧剂本身具有泛黄倾向,一般不用于浅色体系。预防型抗氧剂一般具有良好的耐黄变性能,通常也可用于HAA系统,如亚磷酸酯类抗氧剂IRGASFOS? 126等。

不同类型或结构的抗氧剂配用,往往可获得更佳的抗氧化黄变效果(协同效应),如酚/亚磷酸酯混合物IRGANOX? B 225,相比单独使用其中一种成分来说,具有更好的抗氧化黄变效果。

从节约固化成本的角度考虑,粉末用户越来越倾向于使用燃气炉烘烤,而燃气炉在烘烤过程中产生的NOx类尾气会使涂膜产生更严重的氧化黄变等作用,常用的一些抗氧剂体系虽然对热烘烤氧化黄变具有较好的抑制效果,但对燃气烘烤黄变的抑制效果并不明显。因此必须使用特殊的抗氧剂,如多芳环内酯类抗氧剂HP-136,对热老化黄变和燃气烘烤黄变均具有很好的抑制作用,据称,若将其与亚磷酸酯类抗氧剂配合使用,效果更优。

阴极电泳涂料以其优异的性能,在汽车、家电、五金等行业获得广泛的应用,尤其是作为汽车底漆的应用极为成功,目前全球绝大多数的汽车都采用阴极电泳涂料。
但随着整个汽车工业的发展,对涂料的性能和环保的要求不断提高,研发新型的阴极电泳涂料十分必要。

目前,汽车用阴极电泳涂料的改进主要是:进一步提高泳透力、提高防腐性、降低烘烤温度、降低加热减量等。提高泳透力和防腐性是相关的两方面,一般来说泳透力高,则涂膜致密,防腐性好。

同样,降低烘烤温度和加热减量也极其相关,烘烤温度低,固化过程中涂膜的挥发物必然减少,加热减量就低。但提高防腐性与降低烘烤温度,则相互制约。烘烤温度低,则固化效果变差,导致涂膜的整体性能下降,尤其是对漆膜防腐性不利。

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