环氧聚酯粉末涂料

环氧聚酯粉末涂料

一、前言

粉末涂料是一种无溶剂挥发物的全固体份涂料。在当今世界上发展较快。近年来，我国的涂料工业适应世界潮流正以较快的速度发展着。

粉末涂料由于众所周知的诸如省资源，少污染，利用率高等特点，近年来已与水性涂料、高固体份涂料等共同成为了为世人所注目的涂料品种。被广泛用于金属制件涂装。

从北美、西欧、日本粉末涂料的需要量来看，1974年约为4万5千吨，扩大到1985年的13万5千吨，即11年间约扩大了三倍。

粉末涂料在整个工业涂料的比例中，以美国而论，1976年约占2.8％，到1986年预计可上升到4.2％。欧洲的发展是较快的，1977年为1.9％、1987年将上升到7.7％。

聚酯和环氧聚酯粉末涂料在整个热固性粉末涂料的比例中，目前在几个重要的工业发展国家中占有相当的比重。欧洲、美国、日本的粉未涂料的树脂类别分配情况见表1、表2。

表1 西德、意大利漆基种别分配表

表2 美国、日本漆基种别分配表

从整个热固性粉末涂料发展趋势看，由于环氧聚酯和聚脂粉末涂料具有比较全面的性能。它既比环氧粉末涂料有更好的装饰性、又比丙烯酸粉末涂料有更好的机械性能，同时由于在施工、价格等方面的优越性，环氧聚酯粉末涂料的发展尤快，预计在不久的将来，它将逐渐部分地取代其它粉末涂料而上升为主导地位。

环氧粉末涂料的特点是附着力好，机械强度高、耐化学药品性和防腐蚀性优良，但此膜的光泽低，流平性与丰满度一般，烘烤时易泛黄故通常用作防腐与绝缘、不宜做高装饰性涂装。

环氧聚酯粉末涂料光泽度高，流平好，漆膜丰满、烘烤过度不易泛黄，且无挥发性气体放出，在高压静电喷涂施工中，粉末附迥性好，故可涂装成各种色泽鲜艳的浅色涂膜，加之机械性好等特点，因此多用于高级装饰性粉末涂装。

丙烯酸粉末涂料有十分优良的耐候性、漆膜光亮等特点，但由于机械性差、防蚀性不好、烘烤时发臭、价格昂贵等原因，虽在日本等国有在汽车壳体等制件上所使用，但应用面较窄，目前还未大量推广使用。

二、影响环氧聚酯粉末涂料性能的各种因素

1.环氧聚酯粉末涂料的固化机理

装饰性环氧聚酯粉末涂料所采用的聚酯树脂含有羧基官能团。交联方式是由环氧树脂中 的环氧基与聚酯树脂中的羧基相互反应形成一环加成物：

一般，失水甘油酯化合物与酸性聚酯的配合比例是：

2 O

E

E …双官能环氧物的“环氧基当量数”。 C …羧基聚酯的羧基当量数。

按照这样设计，可以得到各种环氧改性聚酯涂料。 2.树脂

在研制粉末涂料用聚酯树脂这一特定品种的时候，就必须十分注意到树脂本身的各种性能将会对以后的粉末涂料产生怎么样的影响。有许多因素甚至可以说是共同的。比如树脂的组成、分子量的大小、支化度的多少，官能团的设定都会直接影响到所配制的粉末涂料和成膜后的各种性能，这些性能包括粉碎性、耐粘连性、涂膜外观、机械强度、耐化学药品性、耐候性、耐盐水、耐污染以及硬度等等。

通过我们的工作发现，一般当树脂软化点高于120℃(环球法)时，涂膜流平性显著变差， 同时增加了粉碎成末的困难。当软化点低于95℃时，粉末易结块，这也是需要避免的。 树脂组成中双官能团的组份增加或支化度减低，也导至了涂膜的耐水性，机械强度的降低，显然这是由于交联密度降低的结果。 3.促进剂

一般当环氧树脂与羧基聚酯进行交联反应时，如果适当地加入促进剂，往往就会成功地 引导两者的充分反应。环氧树脂与羧基聚酯的反应，可以看成是有机酸的酯化反应。若以叔 胺用作促剂催化为例来说明咪唑对其的促进作用是十分典型的。 4.流平剂

流平剂在粉末涂料成膜过程中起着比较重要的作用。但是，人们至今对它的作用机理并 不能作出完全满意的解释。我们的工作表明，流平剂添加的多少将对涂膜的平整度以及光泽 等产生较大的影响。一般，最适宜的加入量在0.5～2％之间。小于0.5％则涂膜会形成较多 较大的缩孔或流平不齐。多于2％则涂膜光泽度降低并使其它的性能变坏。我们最常采用的 是聚丙烯酸酯流平剂。 5.颜填料

在制造装饰用粉末涂料工作，我们发现环氧聚酯体系对颜料有较好的润湿性。因此涂料 的颜基比可以比纯环氧粉末涂料增多。譬如，环氧的颜基比一般为25-43％，而环氧聚酯可 以提高到43％以上。其明显的标志是用涂膜的光泽度与流平性来衡量，我们在具体工作中发 现，环氧聚酯的颜基比小于43％时，涂膜光泽度仍在85％以上。

颜料与填料的配比多少对涂膜光泽度以及白度影响较大，若以钛白粉与碳酸钙粉(两者 相加为100％)的比例为例，可列以下表：

碳酸钙加入量％

10

20

30 涂膜光泽(60°测) 86 72 70 白度(NO-348-YSP 白度仪) 81 79

75

1.生产配方(各种浅色)

重量百分数(％)

环氧树脂E-12 20-40

聚酯树脂F-1 20-50

固化剂 2-10

促进剂 0.1-1

流平剂 0.3-2

颜填料 20-50/100％

2.制粉工艺流程

树脂、固化剂等粗粉碎后拌料均匀，经过熔融挤出、粉碎过筛、包装入库。其工艺流程如下；

四、粉末涂料及涂膜性能

1.粉末涂料性能

项目指标

外观 (目测) 各色、流松、无结块粉状物

粒度(180目干筛余物) 不大于0.5％

涂层固化条件(分钟/℃) 25/180±2

熔融水平流动性(毫米) 20-28

储藏稳定性(25℃) 不小于六个月

2.粉末涂料涂膜指标

检验项目指标生产实测数据方法

外观平整光滑允许有轻微桔皮同左目测厚度 (微米) 50±5 同左GB1764-79

光泽 (％) 不小于90 95 GB1743-79

柔韧性(毫米) 不大于2 1 GB1731-79 附着力 (级) 不大于3 3 GB1720-79 冲击强度(公斤厘米) 不小于40 50 GB1732-79 耐盐水3％(NaCl96h) 漆膜完好漆膜完好直观