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研究了不同促進(jìn)劑品種對(duì)聚酯環(huán)氧粉末涂料與涂膜功用的影響，同一種促進(jìn)劑品種對(duì)不同聚酯樹(shù)脂品種制作聚酯環(huán)氧粉末涂料與涂膜功用的影響，以及不同催化劑用量對(duì)同一種聚酯環(huán)氧粉末涂料與涂膜功用的影響。

1 引言

眾所周知聚酯環(huán)氧粉末涂料是由聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、顏填料和助劑等組成。

在助劑的成分中，除了常用的流平劑、分散劑、除氣劑、松散劑等外，為了滿(mǎn)足粉末涂料的反應(yīng)活性，也便是滿(mǎn)足烘烤固化條件而需求增加固化促進(jìn)劑，使涂膜功用到達(dá)用戶(hù)的要求。

跟著我國(guó)粉末涂料與涂裝工業(yè)的迅速發(fā)展，為了滿(mǎn)足各種用途的需求，開(kāi)發(fā)的聚酯樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂的品種許多，基本上能滿(mǎn)足一般的需求。

但是還不能完全滿(mǎn)足特殊用途的需求。在粉末涂料用聚酯樹(shù)脂品種的開(kāi)發(fā)中，雖然都要增加不同量的固化促進(jìn)劑。

但是因?yàn)樵牧铣霎a(chǎn)單位的遠(yuǎn)近、產(chǎn)品價(jià)格、樹(shù)脂的相容性等多方面的原因而沒(méi)有找到抱負(fù)的樹(shù)脂品種時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)熟悉的樹(shù)脂品種的活性進(jìn)行調(diào)整后運(yùn)用，具體措施之一是在配方中增加促進(jìn)劑。

在粉末涂料配方中，促進(jìn)劑的首要作用是前進(jìn)樹(shù)脂與固化劑（或樹(shù)脂） 的反應(yīng)活性，前進(jìn)成膜物的固化反應(yīng)速率或縮短固化反應(yīng)時(shí)間，或許調(diào)整粉末涂料的膠化時(shí)間和熔融水平流動(dòng)性等。

在聚酯環(huán)氧粉末涂料體系中運(yùn)用的促進(jìn)劑品種許多，常用的品種有金屬氧化物（氧化鋅）、叔胺(咪唑類(lèi))、季胺（卞基氯化胺）、季銨鹽（鎓鹽）等。

了解不同促進(jìn)劑品種對(duì)同一種聚酯樹(shù)脂制作的聚酯環(huán)氧粉末涂料與涂膜功用的影響；

同一品種的促進(jìn)劑對(duì)不同廠家或同一廠家不同類(lèi)型的聚酯樹(shù)脂制作的聚酯環(huán)氧粉末涂料與涂膜功用的影響；

促進(jìn)劑不同用量對(duì)同一種聚酯樹(shù)脂制作粉末涂料與涂膜功用的影響等，關(guān)于規(guī)劃聚酯粉末涂料、選擇促進(jìn)劑的品種和用量、選擇聚酯樹(shù)脂的品種具有重要的含義。本文就此進(jìn)行研究。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)設(shè)備和儀器

試驗(yàn)設(shè)備有試驗(yàn)室用雙螺桿擠出機(jī)、損壞機(jī)、靜電粉末噴涂設(shè)備；儀器有色差儀、膠化時(shí)間和熔融流動(dòng)性測(cè)定儀、冰箱、涂膜光澤和沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)器等。

2.2 試驗(yàn)原材料

原材料有：聚酯樹(shù)脂-1、聚酯樹(shù)脂-2、聚酯樹(shù)脂-3、聚酯樹(shù)脂-4、環(huán)氧樹(shù)脂E-12、促進(jìn)劑-1（咪唑類(lèi)）、促進(jìn)劑-2（咪唑啉）、促進(jìn)劑-3（鎓鹽）、鈦白粉R940、沉淀硫酸鋇、流平劑、分散劑、除氣劑和其它助劑等。

2.3 試驗(yàn)辦法

按粉末涂料的配方稱(chēng)量，以一般粉末涂料的制作辦法，通過(guò)“熔融擠出→損壞→過(guò)篩（180 目）”制得粉末涂料。

然后測(cè)定粉末涂料的膠化時(shí)間和熔融水平流動(dòng)性，在0.5 mm 的冷軋鋼板上經(jīng)靜電噴涂后別離于180 ℃、190 ℃，200 ℃固化15 min，檢測(cè)涂膜性能。

3 效果與評(píng)論

3.1 不同促進(jìn)劑對(duì)同一聚酯環(huán)氧粉末涂料性能的影響

選擇促進(jìn)劑-1、促進(jìn)劑-2、促進(jìn)劑-3，別離與聚酯樹(shù)脂-1 和環(huán)氧樹(shù)脂E-12 制作聚酯環(huán)氧粉末涂料。不同促進(jìn)劑對(duì)聚酯環(huán)氧粉末涂料與涂膜性能的影響試驗(yàn)效果見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)效果說(shuō)明，不同促進(jìn)劑品種對(duì)同一種聚酯環(huán)氧粉末涂料的膠化時(shí)間、熔融流平性、涂膜的光澤和沖擊強(qiáng)度有不同的影響，特別是對(duì)冷凍后的涂膜沖擊強(qiáng)度影響不同較大。

這是因?yàn)椴煌龠M(jìn)劑的結(jié)構(gòu)不同，催化的機(jī)理也不同，所以促進(jìn)作用也不同。因而依據(jù)粉末涂料與涂膜功用的要求選擇適合的促進(jìn)劑品種是很有必要的。

3 種不同促進(jìn)劑配制的粉末涂料和無(wú)促進(jìn)劑（空白）的粉末涂料分別在180 ℃、190 ℃、200 ℃固化15min，比較涂膜色差（ΔE）的改變情況，其試驗(yàn)效果見(jiàn)表2。 

表2 試驗(yàn)效果說(shuō)明，不管是以加促進(jìn)劑的180 ℃烘烤固化的樣板為標(biāo)準(zhǔn)，還是以沒(méi)有加促進(jìn)劑的180℃烘烤固化的樣板為標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)劑-3 的色差最小。

因而從涂膜的耐變色性和耐熱性考慮，選擇促進(jìn)劑-3 是比較好的。

3.2 同一促進(jìn)劑對(duì)不同聚酯樹(shù)脂環(huán)氧粉末涂料的影響

選擇促進(jìn)劑-3，用不同廠家出產(chǎn)的聚酯樹(shù)脂-1、聚酯樹(shù)脂-2、聚酯樹(shù)脂-3、聚酯樹(shù)脂-4 別離制作聚酯環(huán)氧粉末涂料，對(duì)粉末涂料與涂膜的功用影響進(jìn)行比較，其試驗(yàn)效果見(jiàn)表3。

從表3 試驗(yàn)效果可知，促進(jìn)劑-3 以同樣的用量與不同廠家的聚酯樹(shù)脂制作聚酯環(huán)氧粉末涂料時(shí)，對(duì)粉末涂料的膠化時(shí)間有影響，但影響不太大，對(duì)粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性的影響較大。

這是因?yàn)榫埘?shù)脂的出產(chǎn)廠家在規(guī)劃聚酯樹(shù)脂的活性時(shí)，考慮到粉末涂料的烘烤固化條件設(shè)定在180 ℃、15 min。

所以各廠之間的聚酯樹(shù)脂的活性和膠化時(shí)間的不同不會(huì)很大，但是各廠家運(yùn)用的原材料不同，樹(shù)脂結(jié)構(gòu)有不同，熔融黏度不同較大，使粉末涂料的熔融水平流動(dòng)性的不同也較大。

用這種促進(jìn)劑的粉末涂料，在180 ℃、190 ℃、200℃不同溫度下烘烤固化15 min 時(shí)，涂膜的光澤不同很大，但對(duì)涂膜在常溫下的沖擊強(qiáng)度沒(méi)有明顯的影響，然而對(duì)冷凍下的沖擊強(qiáng)度是有必定影響的。

這一試驗(yàn)效果說(shuō)明，同一種促進(jìn)劑對(duì)不同廠家的聚酯樹(shù)脂制作的粉末涂料與涂膜功用的影響有很大的區(qū)別，所以有必要通過(guò)不同聚酯樹(shù)脂和促進(jìn)劑之間的比較試驗(yàn)來(lái)選擇最佳的聚酯樹(shù)脂與促進(jìn)劑之間的匹配。

其他，同一種促進(jìn)劑關(guān)于不同廠家的聚酯樹(shù)脂制作聚酯環(huán)氧粉末涂料涂膜色差的影響來(lái)說(shuō)，以無(wú)催化劑的粉末涂料180 ℃、固化15 min 的涂膜為標(biāo)準(zhǔn)；

有促進(jìn)劑-3 的不同聚酯樹(shù)脂粉末涂料分別在180 ℃、190 ℃、200 ℃固化的涂膜的色差（ΔE）進(jìn)行比較時(shí)，相對(duì)比較起來(lái)聚酯樹(shù)脂-4 的色差最小、涂膜耐熱性最好。

而聚酯樹(shù)脂-2 的色差最大、涂膜耐熱性最差，其涂膜耐熱性的好壞次第如下：

聚酯樹(shù)脂-4＞聚酯樹(shù)脂-1＞聚酯樹(shù)脂-3＞聚酯樹(shù)脂-2

依據(jù)涂膜的耐熱性和色差的要求，選擇好聚酯樹(shù)脂品種或者促進(jìn)劑品種也是規(guī)劃粉末涂料配方的重要問(wèn)題。

3.3 不同促進(jìn)劑用量對(duì)聚酯環(huán)氧粉末涂料的影響

選擇促進(jìn)劑-3，與聚酯樹(shù)脂-2、聚酯樹(shù)脂-3 和聚酯樹(shù)脂-4 分別以不同的用量制作粉末涂料，對(duì)涂膜的功用進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)效果見(jiàn)表4 ~ 6。 

表4 試驗(yàn)效果說(shuō)明，跟著配方中促進(jìn)劑用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間明顯縮短，熔融水平流動(dòng)性也有變小的傾向，而且對(duì)涂膜的冷凍沖擊功用也有必定的影響，用量在0.40 g 時(shí)其功用最好。

另外，在必定用量范圍內(nèi)，促進(jìn)劑對(duì)涂膜的沖擊強(qiáng)度沒(méi)有明顯的影響，對(duì)涂膜光澤的影響也沒(méi)有明顯的規(guī)則。

表5 試驗(yàn)效果說(shuō)明，跟著配方中促進(jìn)劑用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間明顯縮短，熔融流動(dòng)性也明顯變小，但對(duì)涂膜的光澤、沖擊強(qiáng)度、冷凍沖擊強(qiáng)度的影響沒(méi)有明顯的不同。

表6 試驗(yàn)效果說(shuō)明，跟著配方中促進(jìn)劑用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間明顯縮短，熔融水平流動(dòng)性也明顯變小，而且對(duì)涂膜的冷凍沖擊功用也有必定的影響，用量在0.40 g 時(shí)其功用最好。

另外在必定用量范圍內(nèi)，對(duì)涂膜光澤和沖擊強(qiáng)度沒(méi)有明顯的影響。 

表4 ~ 6 的試驗(yàn)效果都說(shuō)明，一般在聚酯環(huán)氧粉末涂料體系中，跟著促進(jìn)劑用量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間縮短，熔融水平流動(dòng)性也有變小的傾向。

因而，增加和調(diào)整促進(jìn)劑的用量能夠調(diào)整粉末涂料的烘烤時(shí)間和溫度，而且對(duì)避免涂膜流掛等問(wèn)題是很有用的。

在上述試驗(yàn)中，對(duì)涂膜的光澤和沖擊強(qiáng)度的影響并不明顯，但是對(duì)涂膜的冷凍沖擊強(qiáng)度的影響比較明顯。

因而依據(jù)用戶(hù)對(duì)粉末涂料和涂膜功用的要求，選擇最佳促進(jìn)劑品種和用量是粉末涂料配方規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。

4 結(jié)語(yǔ)

⑴在用同一種聚酯樹(shù)脂與不同品種的促進(jìn)劑制作的聚酯環(huán)氧粉末涂料體系中，不同促進(jìn)劑品種對(duì)粉末涂料的膠化時(shí)間和熔融水平流動(dòng)性有必定的影響。

對(duì)涂膜的沖擊強(qiáng)度，特別是冷凍沖擊強(qiáng)度的影響更大，而且在不同溫度下烘烤固化時(shí)對(duì)涂膜色差的影響也有明顯不同。因而，有必要選擇適合的促進(jìn)劑品種。

⑵在用同一種促進(jìn)劑與不同廠家聚酯樹(shù)脂制作的聚酯環(huán)氧粉末涂料體系中，聚酯樹(shù)脂品種對(duì)粉末涂料的膠化時(shí)間有必定的影響，對(duì)熔融水平流動(dòng)性影響更大；

其他對(duì)涂膜冷凍沖擊強(qiáng)度影響和不同溫度下烘烤時(shí)涂膜色差的影響也較大。因而，有必要選擇適合的樹(shù)脂品種匹配。

⑶在用同一種聚酯樹(shù)脂與不同用量的同一種促進(jìn)劑制作聚酯環(huán)氧粉末涂料體系中，跟著促進(jìn)劑用量的增加粉末涂料的膠化時(shí)間有明顯縮短，熔融水平流動(dòng)性也有變小的傾向。

雖然對(duì)涂膜的光澤和沖擊強(qiáng)度沒(méi)有明顯的影響，但是對(duì)涂膜冷凍沖擊強(qiáng)度有明顯的影響。因而，有必要考慮選擇適合的促進(jìn)劑用量。

總而言之，為了得到具有適合的反應(yīng)活性、優(yōu)異的涂膜機(jī)械功用（特別是冷凍下的沖擊強(qiáng)度）和耐熱性好（色差?。┑木埘キh(huán)氧粉末涂料，有必要選擇好促進(jìn)劑的品種和用量，還要選擇好聚酯樹(shù)脂的品種相匹配。