摘要:研究了配方組成中樹脂酸值范圍、固化劑類型及用量、填料類型及透氣劑用量等對聚酯印-羥烷基酰胺 (HAA)環(huán)保耐候型粉末涂料涂層性能的影響，得到了適用于家用電器涂裝的環(huán)境友好型粉末涂料產(chǎn)品，并與聚醋/三 縮水甘油基異氰尿酸酯（TGIC)體系進行了綜合性能對比，對比結(jié)果表明聚酯/HAA型粉末涂料產(chǎn)品在涂裝厚度超過 120 (jum時易產(chǎn)生針孔,同時耐高溫黃變性及耐蝕性較聚酯/TGIC體系稍差,其他綜合性能與聚酯/TGIC型產(chǎn)品相當， 而在貯存穩(wěn)定性和成本方面則更具優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞:家用電器;耐候粉末涂料;環(huán)保;聚酯樹脂
溶劑型涂料排放大量的揮發(fā)性有機化合物（voc)對大氣 的污染已成為世界各國非常關(guān)注的問題，隨著各國政府對 V0C的限制越來越嚴格，發(fā)展低污染涂料已成為21世紀的重 要方向。粉末涂料以4E(環(huán)保、經(jīng)濟、高效和性能卓越）的優(yōu) 點，成為溶劑型涂料的主力替代品，而目前家用電器正是粉末 涂料最大的應用領(lǐng)域。目前國內(nèi)家電（如空調(diào)）普遍使用聚 酯/TGIC型耐候粉末涂料體系，但其對人體健康有明顯隱 患in,TGIC體系在日本被禁用，在歐洲用量很少，我國《清潔 生產(chǎn)促進法》及工信部也將含TGIC的粉末涂料列人到限制名 單中，因此TGIC的毒性和取代技術(shù)的開發(fā)應引起足夠重視。 聚酯/TGIC的替代產(chǎn)品一環(huán)保型聚酯/HAA粉末涂料因其 低溫固化、節(jié)能環(huán)保、綜合性能與聚酯/TGIC相當而成為國外 主流的替代體系,但在國內(nèi)一直未能得到較好推廣，主要是未 能較好解決聚酯/HAA體系的厚膜針孔、烘烤黃變及耐鹽霧等 問題。因此,本研究針對家電領(lǐng)域（如空調(diào)）研制出符合其使
用特點的綜合性能與聚醋/TGIC相當?shù)沫h(huán)保型耐候粉末 涂料
1試驗部分
1. 1原材料
飽和羧基聚酯樹脂：工業(yè)級，廣州擎天樹脂公司產(chǎn)品；三 縮水甘油基異氰尿酸酯（TGIC):工業(yè)級，鞍山潤德精細化工有 限公司產(chǎn)品;-羥烷基酰胺（HAA)(型號T105、T105M):工 業(yè)級，寧波南?；瘜W有限公司產(chǎn)品;HAA(型號Primid XL 552、 Primid SF 4510):工業(yè)級，Rohm & Haas公司；市售HAA固化 劑:工業(yè)級，市售;金紅石型二氧化鈦:工業(yè)級，杜邦公司；硫酸 鋇（BaS04):工業(yè)級，欣美化工有限公司產(chǎn)品；粉末涂料通用顏 料:工業(yè)級，汽巴（Ciba)公司；粉末涂料通用助劑（流平劑、脫 氣劑、安息香等）：工業(yè)級，寧波南?；瘜W有限公司產(chǎn)品。
1.2主要設(shè)備
4>30型雙螺桿擠出機、萬能中藥粉碎機、ACM磨粉系統(tǒng)、
小型靜電噴涂設(shè)備、沖擊試驗儀、氙燈人工加速老化試驗儀、
鹽霧試驗箱、激光粒度分布儀等涂料及涂層性能檢測設(shè)備。
1.3粉末涂料及涂層制備
按設(shè)計配方稱取各組分,用萬能中藥粉碎機充分預混合 完畢后通過雙螺桿擠出機在設(shè)定溫度下進行熔融擠出，擠出 片料經(jīng)冷卻、粉碎、過篩、靜電噴涂、熱固化成膜，最后對涂膜 進行性能測試。
表1不同酸值類型的聚酯粉末涂料性能對比 Table 1 Film performance comparison based on different acii
TiH曰 黢值/{mgKOH.g,
30-35 20-26 40 50
丄貝日 m(T105)/g(l)
9.5 6.8 13.2
膠化時間（180±2)t/S 220 260 180
外觀（厚膜<100 jun時） 平整光滑， 無針孔 平整光滑， 無針孔 橘皮較嚴重， 針孔較多
耐沖擊性(50 cm) 正反通過 正反通過 正反通過
附著力（劃格法)/級 0 0 0
柔_性/mm 2 2 2
鉛筆硬度 多H 多H 多H
過烘烤(220 T：，20 min) 正常 涂膜黃變 正常
保光率(氙燈老化，500 h)/% 76 69 43
鹽霧試驗（1 000 h，劃線） ^2 mm，不起泡、不脫落 在3 mm,不起泡、不脫落 ^2 mm,不起泡、不脫落
2結(jié)果與討論
2.1聚酯樹脂的選擇
試驗首先選取了不同酸值類型（30 -35 mgKOH/g、20~ 26 mgKOH/g ,40 ~ 50 mg KOH/g)的聚酯樹脂，以南海奉化的 T105為固化劑,選用通用型流平劑、脫氣劑、安息香及二氧化 鈦、硫酸鋇等，按照常規(guī)戶外粉末涂料進行配方設(shè)計,在180 t 下固化10 min0涂膜性能測試結(jié)果如表1所示,
注:1_以200 g樹脂計，下同。
一般說來，聚酯樹脂的酸值增加，則完全固化時涂膜的交 聯(lián)密度增加,致密性增大，表現(xiàn)為反應活性提高、物理機械性 能增強、耐化學品性能增加。然而，過高的酸值對體系存在諸 多不利影響。表現(xiàn)在:首先，酸值越高，為保證樹脂充分交聯(lián) 固化所需要的固化劑T105的用量也越多,導致配方中的原材 料成本增加。
其次,酸值增加,表明單位質(zhì)量端羧基聚酯樹脂中的羧基 含量相應增加，而竣基是聚酯樹脂分子中實際參與反應的基 團，因此聚酯樹脂的反應活性增大，反應速度加快。如果固化 劑用量足夠，那么反應速度將大大提升,甚至可以降低固化反 應所需要的溫度，從而實現(xiàn)低溫固化。然而,粉末涂料不同于 溶劑型涂料,涂層不可避免地存在橘皮，固化活性增加太快必 將影響涂層的流平性能，使得橘皮加重。
第三,竣基聚酯樹脂與T105的反應與TGIC體系不同， HAA體系在固化反應過程中有小分子（H20)的產(chǎn)生，由于環(huán) 境溫度遠高于100尤，因此固化過程中還伴隨有水分子受熱 后從熔融狀態(tài)的涂膜中脫除的過程，如果體系的反應速度過 快.則體系的黏度迅速增加，與涂膜過厚的影響一樣,將不利 于水分的揮發(fā),同時高酸值樹脂由于可參與反應的活性基團 增加,導致產(chǎn)生的水分也相應增加，也在一定程度上增大了針 孔出現(xiàn)的幾率。針孔的產(chǎn)生將降低涂層的致密度，從而降低 涂膜的耐蝕性能„
第四,飽和羧基聚醋樹脂是通過多元醇和多元酸進行縮 聚反應制得的，高酸值樹脂的制備通常需要添加偏笨三酸酐 一類的原材料,而該物質(zhì)會相對降低涂層的耐候性能，因而從 耐候性方面考慮，不適宜選用酸值過高的聚酯樹脂“5。
綜上所述，宜選用酸值在30 -35 mgKOH/g之間的飽和羧 基聚酯樹脂。
2.2固化劑的影響
試驗選取酸值為30 ~35 mgKOH/g的飽和羧基聚酯樹脂， 選用通用型流平劑、脫氣劑、安息香及二氧化鈦等.按照常規(guī) 戶外粉末涂料進行配方設(shè)計,對比了不同類型固化劑對涂層 性能的影響.結(jié)果如表2所示。
對比表2中各項性能檢測結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，上述各種固化 劑產(chǎn)品均能實現(xiàn)較好的固化效果，其中Primid XL552和TI05 目前在國內(nèi)的應用妯為廣泛,前者屬于進口產(chǎn)品，純度與產(chǎn)品 的質(zhì)(ft穩(wěn)定性稍高.反應活性相對偏高一些，丨丨1.價格偏貴，提 高了配方材料成本。Primid SF4510屬于三官能團化合物，據(jù) 稱雖然一定程度上降低了涂膜固化后的交聯(lián)密度，但反應活 性的降低將有利于同等固化條件下涂膜的流平，從而保證了 涂膜的高光澤與脫氣性,不過從試驗對比結(jié)果來荇.通過其制 得的粉末涂料體系性能同Primdi XL 552體系相差不大，因而 不推薦使用。
