低温固化粉末涂料的研制
低温固化粉末涂料的研制
葛伟青１，王益民１，毛小江２，于宗会３
（１．唐山学院，河北唐山０６３０００；２．唐山市产品质量检验所，河北唐山０６３０００；
３．唐山德展化工有限公司，河北唐山０６３０００）
［摘要］
为了研究制造低温固化环氧粉末涂料，使粉末涂料涂装温度下降，使其能在热敏材料表面涂装。对合成树脂、固化
剂、颜料、填料、助剂的选择进行了讨论，用试验筛选配方组成。确定了低温固化环氧粉末涂料配方，确定了工艺路线，并对其性能进行了分析检测。结果表明：低温固化环氧粉末涂料，固化温度可降至１ｌＯ℃。使粉末涂装在热敏材料表面涂装成为可能。
［关键词］
粉末涂料；低温固化；研制
［文献标识码］Ｂ
［文章编号】１００ｌ一３６６０（２００８）０３—００５８—０２
［中图分类号］７ｒＱ６３７
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Ｏ
引言
化。
１．１合成树脂的选择
粉末涂料与涂装以其省资源、省能源、无公害、效率高和易实现自动化生产的优点受到人们青睐，产量迅速增长，成为涂料工业的发展方向之一…。一般粉末涂料的固化条件大多是温度１５０～１８０℃，个别高达２００℃，时间２０～３０ｍｉｎ，存在烘烤温度较高，时间较长的缺点。烘烤温度较高对于塑料、木材、焊锡金属件等不耐热被涂物的涂装带来相当大的困难，制约了粉末涂料的应用范围的扩展。烘烤时间较长，产品的生产周期长，生产效率低。如何有效降低粉末涂料的固化温度，减少固化时间，一直是粉末涂料行业所关注的问题”１。从节约能源、降低成本、提高效率、扩大粉末涂料的应用范围考虑，低温固化粉末涂料的开发具有十分重要的意义。
’
环氧树脂带有反应性环氧基团，其基团的反应活性随树脂分子量的大小和树脂结构而有差别，粉末涂料用树脂有如下特点：
１）树脂的分子量小，但玻璃化温度高于５０℃，树脂发脆，在常温下容易机械粉碎得到所要求的粒度，而且粉末在常温下不易结块。
２）树脂在粉末涂料固化温度下，熔融黏度低，容易流平得到比较薄而平整的涂膜。
３）树脂的品种很多，混合不同融化点、黏度和环氧值的树脂，可以调节得到所需要技术指标的树脂，并制成不同需要的粉末涂料。
４）树脂对颜色和填料的分散性好，对不同固化剂（或交合
ｌ涂料配方研究
粉末涂料的低温固化，是通过提高树脂与固化剂的反应活
树脂）的配粉性好，可以配置不同性质的涂料品种。
５）树脂的带静电性能和熔融流平性好，对不同施工方法的适应性好。
环氧酚醛型树脂是一种树脂分子结构中既有双酚Ａ型酚
［收稿日期］２００８一Ｏｌ一２９
［作者简介］葛伟青（１９６９一）女，河北遵化人，讲师，学士，主要从事化工教学和科研。
醛成分，又有苯酚型酚醛成分的复合酚醛环氧树脂。从化学结构看，这种树脂具有较高的密度，耐腐蚀能力强，涂膜硬度好，耐磨性好等特点，选作低温固化粉末涂料的主要原料。
万方数据
１．２固化剂的选择
热固性粉末涂料必须加入固化剂。固化剂与树脂反应成膜，因此，低温粉末涂料的固化剂应有良好反应性。聚酯与阴离子催化固化剂复配的复合固化剂，能保涯粉末涂料有较快的反应速度，可作为低温固化粉末涂料环氧树脂的固化剂。
１．３颜料和填料的选择
粉末涂料使用的颜料和填料要求化学性质不活泼，在粉末涂料的制造和贮存过程中不与其他成分起化学反应，对热和光的稳定性好，能够满足上述条件的一般溶剂型涂料中使用的颜料和填料都可使用。在低温固化粉末涂料中可采用的颜料有钛白、铁红、云母氧化铁、镉红、镉黄、炭黑、酞菁蓝、酞菁绿和群青等。可采用的填料有沉淀硫酸钡、轻体碳酸钙、滑石粉、高岭土、沉淀二氧化硅、云母粉和石英粉等。本试验采用轻体碳酸钙。
１．４助剂的选择
为了改进涂膜的流平性和边角覆盖力，还要添加一些助剂。在低温固化粉末涂料中加人少量石油树脂和石蜡为佳。
１．５涂料配方调试和筛选
选取不同配比的树脂和固化剂按ＧＢ／Ｔ．６５５４测定胶化时间，用漆膜冲击试验器测试其室温下的抗冲击强度结果见表ｌ。
表Ｉ不同配比的耢体性能
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随固化剂用量增加，胶化时间缩短，但固化剂用量过高过低，都使冲击强度下降，原因在于固化剂过少，固化不完全，反应慢；固化剂过多，将使加成聚合反应的链增长受阻，分子量下降，从而使冲击强度下降。为了保证粉末涂料的强度性能，选定树脂１００份，固化剂３０份的基本组成；颜料、填料、助剂用量根据经验和试验确定，得到低温固化粉末涂料样品。低温固化粉末涂料的最佳配方见表２。
表２低温固化环氧粉末涂料配方
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助剂
４
２涂料制备工艺
在试验过程中采用的试制工艺如下：
万方数据
环氧树脂、复合固化剂、颜料、填料、助剂一混合—挤出一压片一粉碎一产品。
３涂料性能测试
对筛选出的最佳配方，进行了系列性能测试。
３。１涂料主要质量指标
低温崮化粉末涂料主要质量指标见表３。
表３低温固化环氧粉末涂料的主要质量指标
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３．２涂膜机械性能
涂膜机械性能见表４。
表４低温固化环氧粉末涂膜的机械性能
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４结语
试验表明，采用环氧树脂、复合固化剂，一般颜料和填料、适当的助剂，通过合理配比，可生产低温固化环氧粉末涂料，固化温度可降至１１０℃。使粉末涂装在热敏材料表面涂装成为可能，并且节约能源、降低成本、提高效率。
［参考文献】
［１］南仁植．粉末涂料与涂装技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０００．
１－２
［２］方震．我国粉末涂料的发展态势［Ｊ］．电镀与涂饰，２００７，２６（３）：
５４５６
低温固化粉末涂料的研制
作者：作者单位：
葛伟青， 王益民， 毛小江， 于宗会， GE Wei-qing， WANG Yi-min， MAO Xiao-jiang， YU Zong-hui
葛伟青,王益民,GE Wei-qing,WANG Yi-min(唐山学院,河北唐山,063000)， 毛小江,MAOXiao-jiang(唐山市产品质量检验所,河北唐山,063000)， 于宗会,YU Zong-hui(唐山德展化工有限公司,河北唐山,063000)表面技术
SURFACE TECHNOLOGY2008，37(3)0次
刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
参考文献(2条)
1.南仁植 粉末涂料与涂装技术 2000
2.方震 我国粉末涂料的发展态势[期刊论文]-电镀与涂饰 2007(03)
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对合成出的多官能度环氧树脂和有机脲类固化剂进行红外光谱和氢核磁共振波谱表征，与设想结构相符合。对制得的环氧粉末涂料组分配比进行正交实验分析和固化剂用量考察，得出环氧粉末涂料的基本配方。
用DSC研究甲苯-2,4-二[N，N-二甲氨基丙脲]固化环氧树脂的固化反应动力学，得到固化反应的活化能E为146.41 kJ/mol，反应级数n为1.03，反应频率因子A为1.06×108s-1。从反应级数n可以看出，该固化反应近似为一级反应。
用红外光谱对有机脲类固化剂固化环氧树脂的产物进行表征，发现产物中的环氧基完全消失，同时脲类化合物脲结构（NHCONH）中的NH键消失。由此，推测出环氧树脂和有机脲类固化剂的固化反应机理。
对低温固化环氧粉末涂料的物理机械性能和耐化学药品性能进行分析，探讨其工业化应用前景。对脲类固化剂固化环氧树脂的热稳定性进行探讨，发现异佛尔酮-二[N，N-二甲氨基丙脲]固化环氧树脂和二苯基甲烷-4，4-二[N，N-二甲氨基丙脲]固化环氧树脂具有较好的热稳定性，在600℃残炭率分别为
15％和14％。
本文的研究结果为木器粉末涂料专用化的研究提供了一定的理论和实验基础，具有重大意义。
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