TGIC固化体系粉末涂料的环保节能优势

论述了TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)的毒性及TGIC固化体系粉末涂料的安全生产和使用。阐明了TGIC固化体系粉末涂料的环保和节能优势。

1、 TGIC的介绍

TGIC学名为三(2，3一环氧丙烷)一均三嗪一2，4，6(1H，3H，5H)三酮，化学名为异氰脲酸三缩水甘油酯，化学结构式见图1。TGIC的熔融温度120℃，黏度(120℃)0.058～0.065 Pa·s，环氧当量102 109 g/当量，热和光稳定性及耐候性优良，与聚酯树脂有很好的相容性，固化产物的机械性能和电性能好，透明度高。

TGIC与混合型粉末涂料中的双酚A环氧树脂有较大差异。首先它相对分子质量小，有3个可供反应的基团，因此用作羧基聚酯树脂的固化剂时交联密度高;其次，TGIC分子骨架上的刚性脲环结构，使固化后的涂膜硬度变大，且具有很强的光稳定性;另外，TGIC分子中氮含量高达14%，赋予涂膜一定的阻燃性和自熄性。事实上，TGIC是最早用于户外型粉末涂料的交联剂之一，它不仅提供良好的耐候性，优良的耐过烘烤黄变性，而且还具有其它令人满意的综合性能，因此在耐候性粉末涂料中作为固化剂得以广泛应用。TGIC型粉末涂料广泛用于建筑铝型材、家电、家具、自行车、户外体育设施和汽车零部件等诸多领域，在很大程度上替代了溶剂型涂料。

可以说TGIC是构成耐候性粉末涂料的典型，任何新开发的耐候性粉末涂料都要与之进行比较。经过20多年的发展，以TGIC作为主要固化剂的户外耐候性粉末涂料体系已经发展得相当成熟，可以提供包括高光、低光、纹理、超耐候和高、低温固化等全系列品种，这是其他任何耐候性粉末涂料体系所无法比拟的。可以肯定的是，在还没有开发出性能可以完全取代TGIC的新品种之前，它仍是首选的耐候性粉末涂料固化剂。

2 、TGIC的生物毒性与安全使用

2.1毒性问题

2.1.1 生物毒性

TGIC因生物毒性方面的问题使之倍受质疑。欧洲一些企业和机构的研究结果显示，TGIC 具有生物毒性。但就目前所公开的数据存在很大的差异，其LD 50值为400～2 000 mg/kg，范围很宽。根据表1的毒性分级标准，TGIC纯物质属于低毒～中毒物质。

TGIC在粉末涂料配方中的用量很少，从表2的聚酯/TGIC粉末涂料常规配方可知，TGIC 在粉末涂料中的实际用量仅有4%左右。因此R.F Strobel在考察了TGIC型粉末涂料的动物毒性、口服毒性、皮肤刺激性和呼吸药效试验后指出，用TGIC配制的粉末涂料实际无毒，小白鼠急性试验 LD50>10 000 mg/kg。我国安徽省职业病防治研究所的测试报告说明“TGIC 属于低毒物质”，北京市疾病预防控制中心的测试报告说明“TGIC型粉末涂料属无毒”，澳大利亚政府的工业化学品公告证实“TGIC属低毒物质，TGIC粉末涂料的生产和使用是安全的”。上述实验结果很好理解，当纯物质的半致死剂量LD 。为400 mg/kg(中毒)时，仅含有4%该纯物质的混合物(假设其他成分均无毒)半致死剂量LD o就是10 000 mg/kg，也就是“实际无毒”的。

2.1.2遗传学毒性

有资料显示，TGIC的Ames(污染物致突变性检测)呈阳性反应，即具有一定的遗传学毒性，这一结果在鼠类动物的实验中得到证实，但是目前尚没有人体遗传或细胞变异的病例报道，故还需进行全面的研究。

2.1.3皮肤刺激性

业已证实TGIC对人体肌肤、眼睛等有刺激性，湿热环境中刺激性加重。部分人员接触TGIC后出现骚痒，手抓后有红斑、溃疡，脱离接触后自愈。

2.1.4 安全使用

值得注意的是，TGIC已被用作试验性抗癌药物，实验证明它对癌细胞L1210具有选择性杀灭作用。黄山华惠精细化工有限公司是我国主要的TGIC生产厂家，生产20多年来从未发生TGIC中毒事件，也没有TGIC遗传疾病发生。TGIC粉末涂料是杜邦华佳化工有限公司的主要品种，该公司也未曾有与 TGIC毒性相关的职业病发生。

3 、TGIC生产环节的环保优势

从TGIC固化剂的生产过程来看，生产过程基本为液相且全封闭式，该产品的主要副产物是废渣和废水。我国TGIC生产厂家建立了相应的废弃物处理

装置，均通过了当地环保部门的环评认证，做到达标排放，因此，在TGIC的生产环节中，不会对环境造成危害。

4 、TGIC粉末涂料的环保节能优势

目前我国粉末涂料已基本实现零排放目标，是环境友好型涂料品种之一，也是全球涂料行业的发展方向之一。粉末涂料的生产工艺技术已经非常成熟。粉末涂料的产品收率超过95%，生产中产生的≤5%超细废粉通过系统回收后，可重新用于粉末涂料的生产，基本做到零排放，对环境不产生任何危害。

从粉末涂料的涂装工艺技术来看，粉末涂料的一次上粉率达到70%以上，过喷的粉末经过系统回收后返回供粉桶中，与新粉按一定比例混合后重新使用，因此粉末涂料的综合利用率达到95% 以上。而剩余的5%废粉一般由涂装企业回收后，交由粉末涂料厂家重新加工后再使用，基本实现零排放。

众所周知，溶剂型涂料的涂膜厚度一般在20um左右，为实现涂膜的装饰性和防护性，溶剂型涂料往往需要多次涂装，如底、中、面3道涂装，每道涂装后均需要加热固化，能耗较高。

与之相比，TGIC粉末涂料的特点是可以厚涂，仅需一次涂装即可形成60～120 um的厚涂膜，涂膜仅需一次固化即可，因而大大节省涂膜固化的能耗。常规的粉末涂料固化条件为180～200℃，10～20 min，为了实现粉末涂料的可持续发展，近年来已开发出可在135～140℃下固化的TGIC粉末涂料，为粉末涂料的可持续发展提供了坚实的基础。

5 、TGIC固化体系粉末涂料的安全问题与对策

业已证实的TGIC固化体系粉末涂料的安全问题主要是对人体皮肤的刺激性。

解决 TGIC粉末涂料安全使用的关键在于避免含TGIC的粉末涂料与人体皮肤接触，即减少或控制粉尘的产生。实际上，在涉及固体粉尘的工业生产中，必须采取有效的工业防尘