簡介：研究了不同促進劑品種對聚酯環氧粉末涂料和涂層性能的影響，同一促進劑品種對聚酯環氧粉末涂料和涂層性能的影響，以及不同催化劑用量對同一聚酯環氧粉末涂料和涂層性能的影響。

1 引言

眾所周知，聚酯環氧粉末涂料由聚酯樹脂、環氧樹脂、顏料和添加劑組成。

在添加劑的成分中，除常用的流平劑、分散劑、除氣劑、松散劑外，還需要添加固化促進劑，以滿足粉末涂料的反應活性，即滿足烘烤固化條件，使涂層性能滿足用戶的要求。

隨著我國粉末涂料與涂裝工業的迅速發展，為了滿足各種用途的需要，開發的聚酯樹脂與環氧樹脂的品種很多，基本上能滿足一般的需要。

但不能完全滿足特殊用途的需要。在粉末涂料聚酯樹脂品種的開發中，應添加不同量的固化促進劑。

但由于原材料生產單位的距離、產品價格、樹脂相容性等原因，未找到理想的樹脂品種時，應考慮調整熟悉樹脂品種的活性，具體措施之一是在配方中添加促進劑。

在粉末涂料配方中，促進劑的主要作用是改善樹脂和固化劑（或樹脂） 提高成膜材料的固化反應速率或縮短固化反應時間，或調整粉末涂料的膠化時間和熔化水平流動性。

聚酯環氧粉末涂料系統中使用的促進劑種類很多，如金屬氧化物(氧化鋅)、叔胺(咪唑)、季胺(卞基氯化胺)、季銨鹽(咪唑鹽)等。

了解不同促進劑品種對聚酯環氧粉末涂料和涂層性能的影響；

同一品種的促進劑對聚酯環氧粉末涂料和涂層性能的影響，由不同廠家或同一廠家制造；

不同劑量的促進劑對同一聚酯樹脂制備粉末涂料和涂層性能的影響，對設計聚酯粉末涂料、選擇促進劑的品種和劑量、選擇聚酯樹脂具有重要意義。本文對此進行了研究。

2 試驗部分

2.1 測試設備和儀器

試驗設備包括雙螺桿擠出機、破碎機、靜電粉末噴涂設備、色差儀、膠化時間和熔融流動性測量儀、冰箱、涂層光澤和沖擊強度測試儀。

2.2 試驗原材料

原料有：聚酯樹脂-1、聚酯樹脂-2、聚酯樹脂-3、聚酯樹脂-4、環氧樹脂E-12、促進劑-1(咪唑類)、促進劑-2(咪唑啉)、促進劑-3(鹽)、鈦白粉R940、硫酸鋇沉淀、流平劑、分散劑、除氣劑等添加劑。

2.3 試驗方法

根據粉末涂料的配方稱量，通過熔融擠出→粉碎→過篩（180 制作粉末涂料。

然后在0.5 mm 靜電噴涂后，冷軋鋼板分別為180 ℃、190 ℃，200 ℃固化15 min，檢測涂膜性能。

3 結果與討論

3.1 對同一聚酯環氧粉末涂料性能的影響

分別選擇促進劑-1、促進劑-2、促進劑-3、聚酯樹脂-1 和環氧樹脂E-12 制備聚酯環氧粉末涂料。試驗結果見表1。

表1 試驗結果說明，不同促進劑品種對同一種聚酯環氧粉末涂料的膠化時間、熔融流平性、涂膜的光澤和沖擊強度有不同的影響，特別是對冷凍后的涂膜沖擊強度影響差別較大。

這是因為不同的促進劑有不同的結構和不同的催化機制，所以促進效果也不同。因此，有必要根據粉末涂料和涂層性能的要求選擇合適的促進劑品種。

3 不同促進劑的粉末涂料和無促進劑(空白)的粉末涂料分別為180 ℃、190 ℃、200 ℃固化15min，比較涂膜色差（ΔE）試驗結果見表2。

表2 試驗結果表明，添加促進劑的180 ℃烘烤固化模型的標準是180℃烘烤固化樣品為標準，促進劑-3 最小色差。

因此，考慮到涂層的耐變色性和耐熱性，選擇促進劑-3 更好。

3.2 同一促進劑對不同聚酯樹脂環氧粉末涂料的影響

聚酯樹脂-1、聚酯樹脂-2、聚酯樹脂-3、聚酯樹脂-4 聚酯環氧粉末涂料分別制備，比較粉末涂料和涂膜的性能，試驗結果見表3。

從表3 試驗結果顯示，促進劑-3 聚酯環氧粉末涂料與不同廠家用相同劑量的聚酯樹脂制備時，對粉末涂料的膠化時間影響不大，對粉末涂料的熔化水平和流動性影響較大。

這是因為聚酯樹脂制造商在設計聚酯樹脂的活性時，考慮到180年粉末涂料的烘烤和固化條件 ℃、15 min。

因此，聚酯樹脂的活性和膠化時間不會有很大很大差異，但各廠家使用的原材料不同，樹脂結構不同，熔融粘度不同，粉末涂料的熔化水平和流動性也不同。

用這種促進劑的粉末涂料，在180 ℃、190 ℃、200℃在不同溫度下烘烤固化15 min 涂層的光澤差異很大，但對常溫下涂層的沖擊強度沒有明顯影響，但對冷凍下的沖擊強度有一定影響。

該試驗結果表明，同一促進劑對聚酯樹脂制備的粉末涂料與不同廠家的涂層性能有很大的不同，因此必須通過不同聚酯樹脂和促進劑之間的比較試驗來選擇聚酯樹脂與促進劑之間的最佳匹配。

此外，同一促進劑對不同廠家聚酯樹脂制備聚酯環氧粉末涂料涂料色差的影響為180 ℃、固化15 min 涂膜為標準；

有促進劑-3 180不同聚酯樹脂粉末涂料 ℃、190 ℃、200 ℃固化涂膜的色差（ΔE）比較時聚酯樹脂-4 色差最小，涂膜耐熱性最好。

而聚酯樹脂-2 色差最大，涂膜耐熱性最差，涂膜耐熱性順序如下:

聚酯樹脂-4>聚酯樹脂-1>聚酯樹脂-3>聚酯樹脂-2

根據涂層耐熱性和色差的要求，選擇聚酯樹脂品種或促進劑品種也是設計粉末涂層配方的重要問題。

3.3 聚酯環氧粉末涂料對不同促進劑量的影響

選擇促進劑-3，聚酯樹脂-2，聚酯樹脂-3 和聚酯樹脂-4 粉末涂料分別用不同的劑量制備，以測試涂層的性能。試驗結果見表4 ~ 6。

表4 試驗結果表明，隨著配方中劑量的增加，粉末涂料的膠化時間明顯縮短，熔化水平的流動性也有降低的趨勢，對涂層的冷凍沖擊性能也有一定的影響.40 g 性能最好。

此外，在一定劑量范圍內，促進劑對涂膜的沖擊強度和光澤沒有明顯的規律。

表5 試驗結果表明，隨著配方中劑量的增加，粉末涂層的膠化時間明顯縮短，熔化流動性明顯降低，但對涂層的光澤、沖擊強度和冷凍沖擊強度沒有明顯差異。

表6 試驗結果表明，隨著配方中劑量的增加，粉末涂料的膠化時間明顯縮短，熔融水平的流動性明顯降低，對涂層的冷凍沖擊性能也有一定的影響.40 g 性能最好。

另外，在一定的用量范圍內，對涂膜的光澤和沖擊強度沒有明顯的影響。

表4 ~ 6 試驗結果表明，一般在聚酯環氧粉末涂料系統中，隨著促進劑量的增加，粉末涂料的膠化時間縮短，熔化水平的流動性也較小。

因此，添加和調整促進劑的用量可以調節粉末涂料的烘烤時間和溫度，有效防止涂膜流掛。

在上述試驗中，沖擊強度影響不明顯，但對涂膜的冷凍沖擊強度影響較明顯。

因此，粉末涂料配方設計的重要內容之一是根據用戶對粉末涂料和涂膜性能的要求，選擇最佳促進劑的品種和用量。

4 結語

⑴聚酯環氧粉末涂料系統采用同一聚酯樹脂和不同品種的促進劑，不同的促進劑品種對粉末涂料的膠化時間和熔化水平的流動性有一定的影響。

對涂膜的沖擊強度，特別是冷凍沖擊強度，在不同溫度下烘烤固化時對涂膜色差的影響也有明顯差異。因此，必須選擇合適的促進劑品種。

⑵聚酯樹脂品種對粉末涂料的膠化時間有一定的影響，對熔融水平的流動性影響較大；

此外，涂膜色差對涂膜冷凍沖擊強度和不同溫度下烘烤的影響也很大。因此，必須選擇合適的樹脂品種進行匹配。

⑶聚酯環氧粉末涂料系統采用相同的聚酯樹脂和不同劑量的相同促進劑，隨著促進劑劑量的增加，粉末涂料的膠化時間顯著縮短，熔化水平的流動性也有降低的趨勢。

雖然對涂層的光澤和沖擊強度沒有明顯影響，但對涂層的冷凍沖擊強度有明顯影響。因此，必須考慮選擇合適的促進劑量。

總之，為了獲得適當的反應活性、優異的涂層機械性能（特別是冷凍沖擊強度）和耐熱性（色差小）的聚酯環氧粉末涂料，必須選擇促進劑的品種和劑量，并選擇聚酯樹脂的品種（制造商）。

來源：江蘇蘭陵化工集團有限公司

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