北京治白癜风价格 http://m.39.net/disease/a_5469158.html环保意识的增强以及环保*策的严格贯彻，导致传统的污染性较严重的溶剂型涂料的应用遭受很大的挑战。许多大型油漆供应商都纷纷增大新型环保型油漆/涂料的研发和开拓。例如，水性涂料、高固体含量，无溶剂涂料以及粉末涂料都应运而生，市场份额也在逐年扩大。为了更好地接受各种新型环保涂料产品的开发和应用。“涂装咨询基础”这个平台将不定期地发布和分享一些有关环保类的涂装技术文章和资料，以飨读者。以下文章翻译自《涂装技术手册》第89章“热固性粉末涂料”
Chemistry
化学性
粉末涂料的化学性质与液体涂料的化学性质没有太大的区别。液体涂料化学家对热固性粉末涂料所使用的主要树脂类型都很熟悉。环氧树脂、聚酯和丙烯酸聚合物在液体涂料中是众所周知的。但相对分子质量和固化剂略有不同。从这三种类型的树脂中，可以获得许多不同的交联体系。这里仅讨论最为常见的品种。请注意，描述交联对的每个小节在括号中包含一个常见的行业“昵称”。
环氧系EpoxySystems
目前最常用的环氧树脂是由环氧氯丙烷与双酚A反应制成的双酚A缩水甘油醚。酚醛树脂的缩水甘油醚也有广泛的商业影响。每个分子末端的环氧基与酸性或碱性固化剂发生反应。三种最常见的是酚类、双氰胺类(DICY)和羧酸类，包括端羧基聚酯。各种酸、酸酐、胺和咪唑也用作环氧树脂的交联剂。环氧-酚类Epoxy-Phenols(Phenolic):环氧树脂与酚类的固化导致环氧环的打开，并在主位或次位形成羟基。在树脂的交联过程中，有羟基的存在。芳香环连着环氧化物未反应的碳。环氧-双氰胺(DICY)Epoxy-Dicyandiamide(DICY)
ICY固化的环氧涂料与前一种环氧涂料的反应方式相似，含氮基团取代芳香环。所有四个官能团都将与环氧化合物反应，作为伯胺或仲胺。环氧聚酯(杂化)Epoxy–Polyester(Hybrid):环氧树脂与羧基功能聚酯的反应方式与羧酸相同。酸的羟基部分与环氧化物反应。其余的反应就像我们在前面的例子中看到的那样。因为这两种反应物都被认为是初级树脂，所以该体系被称为“杂化体系”。
聚酯系PolyesterSystems
有两种类型的聚酯树脂用于热固性粉末涂料。它们是羧基和羟基官能团。每一种都有几种不同的固化剂。我们将研究四种最常见的系统。聚酯-三缩水甘油酯异氰尿酸酯(TGIC或聚酯)Polyester-TriglycidylIsocyanurate(TGICorPolyester):三缩水甘油酯异氰尿酸酯(TGIC)是一种杂环三环氧固化剂。因此，它与羧基功能聚酯树脂反应类似于那些用于混合涂料体系。主要的区别在于三功能性。一摩尔的TGIC会与三摩尔的聚酯树脂反应。交联网格也更为复杂，因为有额外的反应位点可用。聚酯异氰酸酯(聚氨酯)Polyester–Isocyanate(Polyurethane):用于生产聚氨酯的聚酯树脂具有羟基功能。它们在异氰酸酯的碳氮键处发生反应。粉末涂料中最常用的两种异氰酸酯是异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)。然而，TDI在室温下熔化，IPDI是一种液体。这将导致他们所使用的任何粉末涂料有较差的包装稳定性。涂层会很快烧结(结块)成固体。此外，它们会与聚酯和凝胶在挤压过程中发生热反应，再次使它们不能使用。因此，异氰酸酯与三醇材料反应，使其在粉末涂料中复合时具有较高的熔点和较好的包装稳定性。然后用ε-己内酰胺阻隔它们，防止它们与聚酯反应，直到它们在炉内固化温度下自然解除阻隔。聚酯-非tgic(β-羟烷基酰胺，四甲氧基甲基Glycoluril)Polyester–Non-TGIC(β-Hydroxyalkylamide,TetramethoxymethylGlycoluril):正如我们之前讨论的，TGIC被发现具有诱变特性。尽管关于它的危害性仍存在一些争议，但许多涂料公司和监管机构都采取了保守立场，限制了它的使用。已经颁布的法规要求在含有TGIC的涂料标签上标注警告。涂料公司也开始使用不存在此类危害的固化剂。最常用的两种类型是β-羟烷基酰胺和四甲氧基甲基甘油三酯。羟基酰胺是四官能的，这使得它们在固化温度下具有很高的活性。它们的主要缺点是它们在反应中释放水，而水必须从固化膜中逸出。这需要进一步的配方，以确保无缺陷的薄膜。甘油三酯也是四官能的，并在反应过程中释放出VOC甲醇。
丙烯酸系AcrylicSystems
有两种主要的丙烯酸体系:一种是基于羟基功能的丙烯酸树脂，另一种是使用环氧或缩水甘油功能聚合物。已生产出羧基功能材料。然而，他们并没有在这个行业取得多大的进展。丙烯酸-异氰酸酯（丙烯酸-氨基甲酸乙酯）Acrylic–Isocyanate(Acrylic–Urethane):丙烯酸-氨基甲酸酯的形成方式与聚酯完全相同。丙烯酸树脂是线性的而不是芳香的。然而，它们使用羟基官能团和封闭的异氰酸酯来形成氨基甲酸酯键。丙烯酸二酸（缩水甘油丙烯酸）Acrylic–Diacid(Glycidyl–Acrylic):环氧(缩水甘油酯)功能丙烯酸树脂可以与前面讨论的杂化体系相比较。它们通常与二羧酸或酸酐反应。最常见的交联剂是1,12-十二烷酸(1,12-十二烷二酸)。
Formulation
配方
树脂系统ResinSystems
热固性粉末涂料的配方与用于类似目的的液体涂料的配方非常相似。涂层可用于功能或装饰目的。粉末涂料中使用的所有涂料类型都可以提供装饰选择。然而，功能决定了系统的选择。树脂化学成分的选择必须符合服务需要。然后再包括各种颜料、填料和添加剂材料，以提高装饰或功能的要求。任何防护涂层都有两个主要功能。它们是化学防护和外部耐久性。与许多涂层的性能一样，这两者往往是相反的。最好的化学防护系统通常是外部耐久性最差的系统。环氧粉末涂料系统提供最佳的化学和耐腐蚀性能。然而，它们的外部耐久性最差。芳香环中的双键很容易被来自太阳的紫外线(UV)打破。高光饰面只需6个月的曝晒就会变为平光，之后涂膜很快就会降解。聚氨酯系统也有很好的耐化学性，他们也有相当好的外部耐久性。“混合物”提供了良好的耐化学性，然而，聚酯成分使他们效率较低。由于交联网格的环氧部分，外部暴露性能也很差。丙烯酸和TGIC粉末涂料提供最佳的外部耐久性。有些系统在暴露的环境中可以保持20年。它们具有良好的耐化学性。氨基甲酸乙酯体系似乎是化学特性和暴露特性之间的最佳折衷方案。如前所述，它们在这两个方面都很好。
颜料和填料PigmentsandFillers
液体涂料中使用的大多数颜料和填料都适用于粉末涂料。只有一些特殊的使用要求。它们必须具有足够的热稳定性，以便能够承受挤压和固化的热量，而不发生降解或颜色变化。正常情况下，挤出的热量为一分钟或两分钟的°C或以下温度。固化的温度通常为10-20分钟的-°C。
添加剂Additives
流动与平整FlowandLeveling：流动剂和整平剂的设计是为了减少表面缺陷，如弹坑，针孔和橘皮。其作用机理是改变涂层的表面张力和流变性。通过减少涂层中的一种(或两种)这些特性，可以提高光滑无缺陷涂膜的可能性。大多数流平剂都是液体。许多与惰性无机材料混合，以提供一种方便的固体形式。它们的化学成分通常是聚丙烯酸酯或聚硅氧烷。然而，也有一些新型的流动剂是以固体有机形式存在的。消泡剂(除气剂)Debubbling(Degassing)：最常见的消泡剂是安息香(2-羟基-1,2-二苯乙酮)。它被用来保持固化膜的表面打开足够长的时间，以允许夹带的空气和挥发的气体逸出。滞留空气和气泡是涂层过早失效的原因，因为它们使涂层产生脆性。使用安息香的一个缺点是它在较浅的颜色中容易变*。一些新的开发已经进入市场，尝试在不变*的情况下与安息香的效率相匹配。紫外线抑制剂UVInhibitors：各种紫外光抑制剂可用来帮助涂层抵抗太阳光线的降解。最常见的是阻碍胺、亚磷酸盐、硫酸盐和酚类。大多数会对所有涂层的抗紫外线能力产生积极的影响。然而，每个系统都需要测试以确定最佳的抑制剂组合。一些体系，如环氧树脂和杂化树脂，由于其芳香性，不会产生任何实质性的抗紫外线性能。催化剂Catalysts：催化剂或加速剂用于缩短树脂和交联剂的反应时间或固化温度。通过缩短热固性涂层的凝胶或“凝固”时间，可以缩短生产时间。能量可以保存，因为完全固化可以在较低的炉温下达到。最常见的催化剂是噻唑(用于聚酯)、磷化氢和卤化铵(用于环氧树脂)和硫代氨基甲酸酯(用于氨基甲酸酯)。下表详细说明了目前使用本章中讨论的化学物质的一些应用
References
参考
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