簡介：研究了不同促進(jìn)劑品種對聚酯環(huán)氧粉末涂料和涂層性能的影響，同一促進(jìn)劑品種對聚酯環(huán)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(huán)氧粉末涂料和涂層性能的影響。

1 引言

眾所周知，聚酯環(huán)氧粉末涂料由聚酯樹脂、環(huán)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(jìn)劑，以滿足粉末涂料的反應(yīng)活性，即滿足烘烤固化條件，使涂層性能滿足用戶的要求。

隨著我國粉末涂料和涂料行業(yè)的快速發(fā)展，為了滿足各種用途的需要，開發(fā)了多種聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂，基本上可以滿足一般需求。

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(fā)中，應(yīng)添加不同量的固化促進(jìn)劑。

但由于原材料生產(chǎn)單位的距離、產(chǎn)品價(jià)格、樹脂相容性等原因，未找到理想的樹脂品種時(shí)，應(yīng)考慮調(diào)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(jìn)劑。

在粉末涂料配方中，促進(jìn)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(yīng)速率或縮短固化反應(yīng)時(shí)間，或調(diào)整粉末涂料的膠化時(shí)間和熔化水平流動性。

聚酯環(huán)氧粉末涂料系統(tǒng)中使用的促進(jìn)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(jìn)劑品種對聚酯環(huán)氧粉末涂料和涂層性能的影響；

同一品種的促進(jìn)劑對聚酯環(huán)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(jìn)劑對同一聚酯樹脂制備粉末涂料和涂層性能的影響，對設(shè)計(jì)聚酯粉末涂料、選擇促進(jìn)劑的品種和劑量、選擇聚酯樹脂具有重要意義。本文對此進(jìn)行了研究。

2 試驗(yàn)部分

2.1 測試設(shè)備和儀器

試驗(yàn)設(shè)備包括雙螺桿擠出機(jī)、破碎機(jī)、靜電粉末噴涂設(shè)備、色差儀、膠化時(shí)間和熔融流動性測量儀、冰箱、涂層光澤和沖擊強(qiáng)度測試儀。

2.2 試驗(yàn)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(huán)氧樹脂E-12、促進(jìn)劑-1(咪唑類)、促進(jìn)劑-2(咪唑啉)、促進(jìn)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(yàn)方法

根據(jù)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(jié)果與討論

3.1 對同一聚酯環(huán)氧粉末涂料性能的影響

分別選擇促進(jìn)劑-1、促進(jìn)劑-2、促進(jìn)劑-3、聚酯樹脂-1 和環(huán)氧樹脂E-12 制備聚酯環(huán)氧粉末涂料。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 試驗(yàn)結(jié)果表明，不同的促進(jìn)劑品種對同一聚酯環(huán)氧粉末涂料的膠化時(shí)間、熔化平整度、光澤和沖擊強(qiáng)度有不同的影響，特別是對冷凍涂的沖擊強(qiáng)度。

這是因?yàn)椴煌拇龠M(jìn)劑有不同的結(jié)構(gòu)和不同的催化機(jī)制，所以促進(jìn)效果也不同。因此，有必要根據(jù)粉末涂料和涂層性能的要求選擇合適的促進(jìn)劑品種。

3 不同促進(jìn)劑的粉末涂料和無促進(jìn)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(yàn)結(jié)果見表2。

表2 試驗(yàn)結(jié)果表明，添加促進(jìn)劑的180 ℃烘烤固化模型的標(biāo)準(zhǔn)是180℃烘烤固化樣品為標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)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(jìn)劑-3 更好。

3.2 同一促進(jìn)劑對不同聚酯樹脂環(huán)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(huán)氧粉末涂料分別制備，比較粉末涂料和涂膜的性能，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

從表3 試驗(yàn)結(jié)果顯示，促進(jìn)劑-3 聚酯環(huán)氧粉末涂料與不同廠家用相同劑量的聚酯樹脂制備時(shí)，對粉末涂料的膠化時(shí)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?yàn)榫埘渲圃焐淘谠O(shè)計(jì)聚酯樹脂的活性時(shí)，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(shí)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(jié)構(gòu)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(jìn)劑粉末涂料，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(qiáng)度沒有明顯影響，但對冷凍下的沖擊強(qiáng)度有一定影響。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，同一促進(jìn)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(jìn)劑之間的比較試驗(yàn)來選擇聚酯樹脂與促進(jìn)劑之間的最佳匹配。

此外，同一促進(jìn)劑對不同廠家聚酯樹脂制備聚酯環(huán)氧粉末涂料涂料色差的影響為180 ℃、固化15 min 涂膜為標(biāo)準(zhǔn)；

有促進(jìn)劑-3 的不同聚酯樹脂粉末涂料分別在180 ℃、190 ℃、200 ℃固化涂膜的色差（ΔE）比較時(shí)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(jù)涂層耐熱性和色差的要求，選擇聚酯樹脂品種或促進(jìn)劑品種也是設(shè)計(jì)粉末涂層配方的重要問題。

3.3 不同促進(jìn)劑用量對聚酯環(huán)氧粉末涂料的影響

選擇促進(jìn)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(yàn)結(jié)果見表4 ~ 6。

表4 試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著配方中劑量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)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(nèi)，促進(jìn)劑對涂膜的沖擊強(qiáng)度和光澤沒有明顯的規(guī)律。

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

表6 試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著配方中劑量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)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(nèi)，對涂膜的光澤和沖擊強(qiáng)度沒有明顯的影響。

表4 ~ 6 試驗(yàn)結(jié)果表明，一般在聚酯環(huán)氧粉末涂料系統(tǒng)中，隨著促進(jìn)劑量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)間縮短，熔化水平的流動性也較小。

因此，添加和調(diào)整促進(jìn)劑的用量可以調(diào)節(jié)粉末涂料的烘烤時(shí)間和溫度，有效防止涂膜流掛。

在上述試驗(yàn)中，沖擊強(qiáng)度影響不明顯，但對涂膜的冷凍沖擊強(qiáng)度影響較明顯。

因此，粉末涂料配方設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一是根據(jù)用戶對粉末涂料和涂膜性能的要求，選擇最佳促進(jìn)劑的品種和用量。

4 結(jié)語

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

對涂膜的沖擊強(qiáng)度，特別是冷凍沖擊強(qiáng)度，在不同溫度下烘烤固化時(shí)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(jìn)劑品種。

⑵聚酯樹脂品種對粉末涂料的膠化時(shí)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(qiáng)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(jìn)行匹配。

⑶聚酯環(huán)氧粉末涂料系統(tǒng)采用相同的聚酯樹脂和不同劑量的相同促進(jìn)劑，隨著促進(jìn)劑劑量的增加，粉末涂料的膠化時(shí)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(qiáng)度沒有明顯影響，但對涂層的冷凍沖擊強(qiáng)度有明顯影響。因此，必須考慮選擇合適的促進(jìn)劑量。

總之，為了獲得適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)活性、優(yōu)異的涂層機(jī)械性能（特別是冷凍沖擊強(qiáng)度）和耐熱性（色差小）的聚酯環(huán)氧粉末涂料，必須選擇促進(jìn)劑的品種和劑量，并選擇聚酯樹脂的品種（制造商）。