6低温固化与辐射固化粉末涂料

60.00 3.20 1.00 0.4 0.20 — 1.00 34.20 100.00
通用的环氧树脂，国内粉末涂料环氧树脂制造商均有生产 美国ESTRON公司的环氧树脂固化剂，国内有代理 丙烯酸丁酯类流平剂，气相二氧化硅为载体，有效成分约65% 脱气剂，白色产品用量体外微减少，以减少涂层产品明显泛黄 改善耐伤性性、耐磨性、手感等，应谨慎选择使用 锐钛型或金红石型，国产或进口 国产或进口 硫酸钡、碳酸钙等
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一、环氧/G-91体系低温固化粉末涂料 环氧树脂固化剂G-91是美国ESTRON（埃斯特伦）公司非常 具有代表性的、用于基于环氧树脂的低温固化的交联剂，为咪唑环氧的加成物。G-91的比重为1.1～1.2，软化点为96～106℃。 采用G-91所研制的粉末涂料具有优异的耐化学性能、机械性能和 低温固化性能。环氧/G-91体系固化粉末涂料配方见表1。 建议环氧树脂固化剂G-91的用量为环氧树脂用量的3～6%， 基于这个固化剂的高光泽粉末涂料的固化温度在200℃～110℃之 间。试验表明，采用粉末涂料的通用性环氧树脂，粉末涂料最佳 的固化条件为130℃×20分钟与140℃×10分钟，完全可以应用于 热敏性的基材。粉末涂料设计师可以针对不同材质灵活设计配方， 如MDF等，其性能不受温化条件影响，但有一点必须注意：该体 系的固化温度越高涂层越易泛黄。
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表1 环氧/G-91低温固化粉末涂料
原料 E-12 环氧固化剂G-91 流平剂 Benzoin(安息香) 蜡粉 钛白粉 炭黑 填充料 配方总量/% 固化条件： 60º光泽 白色高光 黑色高光 备注
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60.00 3.20 1.00 0.30 0.20 32.00 — 3.30 100.00
知识源于不断 探索、创新、积累 与自我否定的过程， 这个过程是缓慢的， 但随着时间的推移 与自我满足意识的 膨胀，这个过程也 将随之逐渐结束！ 知识始终处于 不断更新换代之中， 今天的知识对于明 天不一定能再适用！ 因此，对于粉末涂 料产品设计师、生 产工艺师 以及相关 的技术工作者、管 理者，不要拿昨天 否定今天，也不要 拿今天否定明天， 具有自我发展、创 新与否定意识才能 不断进步，否则将 会有固步自封的危 险！
130℃×20′；140℃×10′；150℃×5′ 85±5% 10
表1为采用G-91研制的低温固化粉末涂料，其综合性能目前为最 优，粉本与涂膜性能基本上不会因时间流逝而呈明显衰退。更进一步 的应用，G-91与ESTRON公司的消光剂Epomatt G-152搭配，可以 研制户内应用的、固化温度低至125℃的消光粉末涂料（配方见表 2 ）。这无疑为研制低温固化无光粉末涂料提供了一个方法选择。 消光剂EPOMATT™ G-152与自交联剂（如G-91或OTB）搭配 时，能产生双重的、不同的固化机理，这种体系通常具有相当好的光 泽生产重现性。 Epomatt G-152用量10%和8%；OTB HT 2844， Ciba (o-tolyl biguanide)；P-104，壳牌(加速双氰胺)。当用量为10%的Epomatt G-151与环氧固化剂G-91、OTB或P104搭配时，可以获得无光涂层 （60º 光泽＜5%）。在Epomatt G-152较低的用量时，光泽会比较高。 对于采用Epomatt G-151和纯环氧粉末涂料产品，最产品的固化 温度取决于固化剂，若采用G-91固化剂则粉末涂料的固化温度可为低 温固化（150℃左右），若采用取代双氰胺或加速双氰胺粉末涂料的 固化温度为180℃～200℃，若则采普通7/10/9
低温与辐射固化粉末涂料
2UV固化粉末涂料------------------------------------52
2.1UV光固化粉末涂料的组成-----------------------------------53 2.2UV固化粉末涂料配方设计-----------------------------------59
3电子束固化粉末涂料-------------------------------86 4辐-热双重固化粉末涂料---------------------------86
——商新学
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功能性粉末涂料（Functional Powder Coatings）是一类具有特 殊功能或特殊用途的、有针对性解决或达到某些特殊性问题或要求的 功能性粉末涂料，供给特种用途的涂装，满足各种特殊技术要求。功 能性粉末涂料不仅可以起到传统的保护和装饰等作用，还赋予材料各 种特殊功能，主要包括绝缘、导电、防污、耐热、阻燃，防辐射等多 种功能。功能性粉末涂料在科技、国防、工农业等许多领域发挥着越 来越重要的作用，它的发展是国家经济和军事科学水平的反映，对当 代科学技术、国防、工家业的迅速发展起着重要作用。 功能性涂料是各种特殊用途涂料的总称。所谓特殊用途，是指除 了装饰、保护等的基本功能之外，这类涂料还兼有某些特别的功能， 以满足被涂覆产品设计上的需要。可以说，正是一些在特殊环境里应 用的产品功能方面的需要，促进了功能性涂料的研制和开发。功能型 粉末涂料根据其功能表现形式的不同，可分为物理、化学、生物及其 综合性能粉末涂料，每侧重功能仍可继续向下细分。 功能型粉末涂料渗透到粉末涂料应用的各个领域，家具、五金、 电器、建材、汽车、卷材等等，功能型粉末涂料的广泛应用。为粉末 涂料的市场应用打开了许多潜在的市场。功能型粉末涂料很多，由于 培训时间与篇幅的限制，我们下只讨论部分功能型粉末涂料。
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1低温固化粉末涂料------------------------------------6
1.1纯环氧低温固化粉末涂料--------------------------------------7 1.2环氧-聚酯低温固化粉末涂料---------------------------------16 1.3聚酯-TGIC低温固化粉末涂料-------------------------------33 1.4聚酯-异氰酸酯低温固化粉末涂料---------------------------34 1.5丙烯酸低温固化粉末涂料-------------------------------------51
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在低温固化环氧粉末涂料方面，一般地讲，粉末涂料的熔融 温度为90～130℃，固化温度为130～180℃，但越来越多的应用 需要低温固化，所以低温固化粉末涂料的研究与开发也成为一种 趋势。目前某些环氧树脂粉末涂料的固化温度已降至140℃，有的 甚至已降到120℃，同时固化时间也缩短至20min，从而大大节约 了能量。一般固化温度每降低10℃，涂装过程即可节省10%的能 量。 目前已有新型环氧粉末涂料，固化温度为107～149℃，其环 氧树脂在150℃的熔融黏度为0.2～2.7Pa•s，含有5～20%的结晶 环氧树脂，能改善熔融粉末涂料的流动特性。该环氧涂料的固化 剂为固态的封闭型多胺，例如咪唑类衍生物或其与环氧化合物的 加成物，通常为伯、仲、叔胺基或其混合物。这类粉末涂料主要 用于热敏基材，如汽车的塑胶零件、造纸、纸板和木材，能够产 生良好的光滑表面。国外还开发了由缩水甘油基甲基丙烯酸酯聚 合物(环氧值为0.25～0.4eq/100g)和含有羧基的聚酯(200℃黏度小 于2.5Pa•s)混合而成的粉末涂料，能够在低温下快速固化，主要 用于热敏基材。这一粉末涂料还具有亚光特性和优异的耐候性能。 国内业界以双酚A型环氧树脂为主要成膜物质，在其中加入多种 助剂，研制开发了具有特殊性能的低温固化重防腐环氧粉末涂料。
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表2 EPOMATT G-151与环氧固化剂G-91、OTB或P104 制备消光型粉末涂料
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1低温固化粉末涂料
传统热固性粉末涂料须经过（180～210）℃/（20～5）min高温 固化后才能交联形成聚合物网络。在快速固化基础上改性形成（160～ 180）℃×（20～10）min固化的粉末涂料，为快速固化粉末涂料，而 不高于160℃的温固化进行固化的粉末涂料称为低温固化粉末涂料，对 于固化温度在120℃以下的粉末涂料通常为超低温固化粉末涂料。 传统粉末涂料固化温度通常高达160～210℃，使粉末涂料在某些 热敏材料上的应用受到限制。将固化温度降至130℃，许多粉末涂料虽 然可以固化，但与常用的溶剂型和水性涂料相比仍然偏高。为了将粉末 涂料的应用领域扩大到塑料、木材和某些金属合金行业，必须进一步降 低固化温度。这种改进应用于工业涂装线上还能节约能源，提高生产率。 但是要在低温下获得高反应活性、转化率以及涂料的流动流平性，对于 粉末涂料来说还有很多障碍。 目前，在研制低温固化粉末涂料时，往往可采用的有几种方法， 它们是：⑴低温交联固化剂，如ESTRON公司的环氧树脂固化剂G-91 等；⑵催化剂，如用于与含氧基交联固化的三苯基磷类、鎓盐类等；⑶ 特殊有树脂，如结晶树脂、光固化树脂；⑷特殊的交联固化方式，如紫 外光（UV）固化，电子束固化（EB）等。
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低温固化与辐射固化粉末涂料
粉末涂料与涂装技术已应用了几十年，传统粉末涂料所用热固化树 脂的固化温度较高（160～210℃），固化时间长（5～30min），这限 制其只能用于金属等耐热基材，并且相对耗能、费时。并且热固化粉末 涂料的熔融流平和固化开始阶段有不同程度的重叠，涂层就会出现平整 度上的缺陷，如缩孔、桔皮等问题。 然而，随粉末涂料市场应用的发展，木质产品（如MDF等）、塑 料制品、金属塑料复合件等的越来越多地采用粉末涂料进行涂装。由于 这些制品均属于热敏性材质，要求粉末涂料的固化温度必须降低才能应 用于这些产品。根据固化方式与机理的不同，分为低温热固化与辐射固 化两类，辐射固化又分为UV光固化与EB（电子束）固化两种。下面将 分别讨论这两粉末涂料。 近几年来，粉末涂料辐射固化技术的发展使粉末涂料已进入家具行 业的MDF（中密度板）、热敏感的木材和塑料、复合基材等新的应用 领域。比传统粉末涂料具有更高交联密度的新颖交联体系所制造的涂料 涂层的外观能满足甚至超出家具最高的要求。辐射固化粉末涂料体系主 要包括紫外线(UV)固化和电子束(EB)固化两类，其中UV固化粉末涂料 很容易达到世界上最严格的DIN68861和FIRA6250厨浴室家具标准。