户外皱纹粉末涂料创新与发展

1、户外皱纹粉末涂料创新与发展户外皱纹粉末涂料创新与发展商新学商新学/2010-09-26/2010-09-26WL系列胺封闭磺酸催化剂系国内首创，目前正在国家知识产权局申请发明专利保护，未经授权请勿仿制及生产！Innovating & Developing in Outdoor Wrinkle Finish Powder Coatings 2022-7-31 1技术支持： 讲义内容讲义内容在竞争如此激烈的今天，停滞不前就是退步！唯有不断地创新，才能进步，唯有不断地进步才能有更好地发展！创新需要付出代价，这种代价可能远高于模仿或抄袭，但回报将远远大于后者！因此，创新者需要采取一定措施来保护自己，以

2、保证回报不至于落空！ 1皱纹粉末涂料概述32户外皱纹粉末涂料原料及固化机理43户外皱纹粉末涂料及其创新型产品153.1普通皱纹粉末涂料163.2网纹粉末涂料213.3龟纹粉末涂料253.4孔雀纹粉末涂料314户外皱纹粉末涂料的应用与研究364.1封闭型异氰酸酯在产品设计中的应用研究374.2环氧树脂在产品设计中的应用研究384.3多色花皱纹粉末涂料设计研究494.4在富含尾气直燃式固化炉中的应用研究504.5高温环境场所的应用设计研究525户外皱纹粉末涂料常见问题及对策532022-7-32 2技术支持：1皱纹粉末涂料概述皱纹粉末涂料（ Wrinkle Finish Powder Coatin

3、gs ）俗称绵绵漆、水纹、皮纹粉末涂料。按被涂饰物应用环境的不同，皱纹粉末涂料被分为户内型与户外型两大类。按粉末涂料成膜物质化学类型可划分为环氧树脂型、环氧/聚酯型、聚酯/异氰酸酯、聚酯/TMMGU型以及丙烯酸树脂型等。前研制与应用最为成功的是以环氧树脂（E）与普通双氰胺（DICY）、羟基封端聚酯树脂（P）与四甲氧基甲基甘脲（TMMGU）树脂为主要成膜物质，分别在相应催化剂作用之下形成的皱纹粉末涂料。由于P/TMMGU型皱纹粉末涂料具有E/DICY型皱纹粉末涂料所不具备的特殊性能，如户外耐候性、耐尾气性（包括天然气、重油、瓦斯气等）、特殊纹理以及孔雀纹效果等，P/TMMGU型皱纹粉末涂料广泛应

4、用于户内外金属制品的涂饰。然而，P/TMMGU型皱纹粉末涂料并不是什么新型产品，简直可以说是一种“老掉牙”的粉末涂料产品，只是因为原料采购及价格等因素未能在国内获得广泛推广与应用 。2022-7-33 3技术支持：2户外皱纹粉末涂料原料及固化机理户外皱纹粉末涂料有多种化学类型，目前应用最广的是以羟基封端的聚酯树脂与TMMGU为主要成膜物质、在胺封闭磺酸催化剂作用下所形成的皱纹粉末涂料。本讲义所说的户外皱纹粉末涂料即指此类粉末涂料（下同，不再说明），此类粉末涂料具有优异的耐光性、耐候性和良好的过烘性能，具有优异的装饰性能。应用于内户外金属制品的涂饰，包括草坪和花完设施、家具、休闲用品、汽车配件、

5、挤压型材和建筑材料等。P/TMMGU型皱纹粉末涂料与E/DICY型皱纹粉末涂料配方结构有些类似，但成摸物质所用原料及催化剂几乎差别极大，固化机理也有着天壤之别，常见配方结构见表1。其中配方所用原的特别之处在于：羟基封端的聚酯树脂与四甲氧基甲基甘脲树脂为主要成膜物质，WL系列胺封闭磺酸为催化剂，少量的反应速度调节剂，如封闭型异氰酸酯树脂、普通双酚A环氧树脂等。P/TMMGU型皱纹粉末涂料具有特殊的外观纹理效果，其原料选择、使用及固化机理必然存在特别之处。2022-7-34 4技术支持：表1 P/TMMGU型皱纹粉粉末涂料配方原料名称原料名称用量（用量（w%w%）备注备注羟基封端聚酯树脂56.00

6、64.00 羟值2347mgKOH/g四甲氧基甲基甘脲树脂 适量与聚酯树脂（羟值355）配比为6：94封闭型异氰酸酯树脂适量适量添加，添加后酌量减少TMMGU用量双酚A环氧树脂1.002.00不恰当使用会严重影响涂层物理机械性能WL胺封闭磺酸催化剂 0.801.20皱纹形成催化剂丙烯酸酯类流平剂0.801.20减少缩孔及结点等弊病安息香（苯联姻）0.200.60消泡剂蜡粉0.801.20改善涂膜手感、耐刮伤性等着色颜料适量体质颜料适量配方总量100.002022-7-35 5技术支持：1.1羟基封端聚酯树脂特殊有羟基封端的聚酯树脂（见下表2），平均分子质量在20005000，羟基值范围在234

7、7mgKOH/g之间(较为理想的范围是3844mgKOH/g)，酸值在515mgKOH/g(较为理想的范围是在1115mgKOH/g)。羟基当量13001450g/mol，玻璃化温度6570，黏度6590centipoise。表2 常见的用于皱纹粉末涂料的羟基封端的聚酯树脂2022-7-36 6羟基封端的聚酯树羟基封端的聚酯树 脂脂羟基值羟基值/( /(mgKOHmgKOH/g)/g)酸值酸值/( /(mgKOHmgKOH/g)/g)制造商制造商CRYLCOAT 2920-033（32.52.5）CYTECRucote1184211-15BayerSP-40042-45SUNFINE-CLAD

8、 M-8100274Albester 32803512ShellEL-1000H354510产协技术支持：1.2四甲氧基甲基甘脲树脂（TMMGU）四甲氧基甲基甘脲树脂，简称TMMGU，属于胺基树脂家庭中的重要一员，是至今发现唯一一种能用于粉末涂料胺基树脂品种。TMMGU树脂具有特殊的理化性能，用于粉末涂料能形成具有高光、半光、无光平面型粉末涂层，能形成皱纹、网纹、龟纹等具有特殊纹理效果的粉末涂层，这是其它固化剂几乎无法比拟的性能。目前，TMMGU树脂已经实现国产化，品质稳定，市场销售价格远低于进口同类树脂，更重要的是其基本上能满足粉末涂料研制、涂装与应用的要求。图图1 TMMGU1 TMMGU

9、化学结构式化学结构式2022-7-37 7技术支持：TMMGU树脂合成原理TMMGU树脂是以甘脲为基础不是以三聚氰胺（密胺）为基础的树脂，具有更优异的耐候性。TMMGU树脂以甘脲、多缩甲醛、甲醇等在一定温度、pH值、催化剂等条件作用下合成的一种羟甲基醚化氨基树脂，合成机理如下：2022-7-38 8技术支持：1.3封闭型异氰酸酯2022-7-39 9封闭型异氰酸酯封闭型异氰酸酯NCONCO含量含量/%/%NCONCO当量当量TgTg制造商制造商Alcure 440215.7280（265290） 55ShellTS280275285杭州金田化工VESTAGON B1400 12.514.0De

10、guessVESTAGON B1530 14.815.7Deguess在P/TMMGU型皱纹粉末涂料配方中，除了必不可少的TMMGU固化剂外，大多时候还需要使用辅助性的固化剂封闭型异氰酸酯（见下表），就如在E/DICY型皱纹粉末涂料配方中使用6/4型的中高酸值聚酯树脂的道理一样：调节烘烤效联固化速度，使产品的预设的烘烘固化条件下达到最佳的交联程度，确保证涂层潜在性能能充分地发挥；辅助调整光泽与纹理，一般情况下加量越多光泽越高，纹理效果也随之改变。增强粉末涂料生产与涂装过程中的抗干扰性。表3 常见的封闭型异氰酸酯技术支持：1.4胺封闭磺酸催化剂在户外皱纹粉末涂料配方中，须要采用一种特殊胺封闭磺酸

11、催化剂，在这种催化剂的作用下使粉末涂层在熔融固化形成涂膜的过程中形成具有特殊的纹理效果。这类催化剂其实为纹理成形催化剂，这类催化剂的商品名有皱纹剂、绵绵剂、水纹剂等。胺封闭磺酸催化剂是采用弱碱性胺类化合物与有机磺酸类化合物反应制成的铵盐，是氨基树脂重要的一种催化剂。而用于户外皱纹粉末涂料的胺封闭磺酸催化剂是采用少数特定的胺化合物与少数特定的有机酸类化合物按一定比例在特定工艺条件下形成的铵盐，因此用于户外皱纹粉末涂料的胺封闭磺酸催化剂只为为数不多的几种。此类催化剂的合成原理如下：2022-7-31010技术支持：国内生产户外皱纹粉末涂料关键原材料曾多年被国外所垄断，特别是四甲氧基甲基甘脲和胺封闭

12、磺酸催化剂，原料价格离谱地高，且原料采购困难，造成国内户外皱纹粉末涂料几乎完全失去市场生存空间，更谈不上此类皱纹粉末涂料的开发与应用，到目前为止90%以上的粉末涂料制造企业无此类粉末涂料的研发，更谈不上有此类粉末涂料生产与销售，真是一种悲哀！WL系列胺封闭磺酸催化剂是本人经多年从事户外皱纹粉末涂料开发的基础上，经潜心研究开发而成。WL系列所有胺封闭磺酸催化剂均采用原料均来源于国产优质原料，采用精确的原料配比与严格的生产工艺而研制，产品具有品质稳定、价格低廉等特点。WL胺封闭磺酸催化剂是一系列的产品，纯品为淡黄色透明粘稠液体。为适应国内市场要求，目前只针对进口同类产品向市场只推出一款胺封闭磺酸催

13、化剂，商品名称简称WL。WL采用纯品胺封闭磺酸，以优质白炭黑为载体，有效成分为65%2%（含量高于进口同类产品），此类催化剂的推出将强有力地打破此类产品的垄断地位。目前此类催化剂正在国家知识产权局申请专利保护，未经授权请勿仿制或生产！2022-7-31111技术支持： WL胺封闭磺酸是一种高效的胺封闭磺酸催化剂，专用于户外皱纹粉末涂料的特效纹理成形催化剂，其催化原理如下：2022-7-31212技术支持：1.5环氧树脂P/TMMGU型皱纹粉末涂料的源自羟基官能团树脂，如羟基封端的聚酯树脂、环氧树脂（通过每个单元的弟二羟基官能团）、羟基丙烯酸树脂等。粉末涂料固化成型机理是非常复杂的，在特殊配方中

14、采用少量的环氧树脂，如3型或4型环氧树脂（环氧当量在650750）有助于降低光泽或更好达到预期的纹理效果。但，对于环氧树脂应慎重使用，由于环氧树脂中的环氧基能与聚酯树脂中存在的少量羧基反应，也能与胺封闭磺酸中的有机胺发生化学为作用，使用不当会造成严重的不良副作用。酚A环氧树脂是最常用的，而双酚B、F、G和H也适用。实验表明，在网纹及龟纹粉末涂料配方中，添加24%的环氧树脂，将能有效地降低光泽，更好地起花。2022-7-31313技术支持：1.6其它原料皱纹粉末涂料由一种或更多种热熔树脂构成，由一种或多种可选择的组合包括于皱纹粉末构成中。这些构成例如包括固化剂，四甲氧基甲基甘脲树脂、封闭磺酸（皱

15、纹成形催化剂）、着色颜料、体质颜料、蜡粉、流平剂、消泡剂、网纹剂、龟纹剂等。这些原料，每种原料都有各自的特性和用途。比如说，消泡剂，常用的是安息香。通常P/TMMGU型皱纹粉末涂料配方中采用了羟基封端的聚酯树脂、封闭型异氰酸酯、TMMGU树脂、WL系列胺封闭磺酸催化剂，鉴于此类粉末涂料固化机理，在粉末涂料高温交联固化过程中封闭型异氰酸酯释放封闭剂，TMMGU树脂裂解释放甲醇，WL胺封闭磺酸催化剂释放胺类封闭剂，等等 ，显然此类粉末涂料固化过程中有大量的小分子挥发生的释放，那么添加消泡剂是理所当然的事情了。对于P/TMMGU型粉末涂料中所应用到的这些原料，这里不多过地讲解了，请自行查阅相关资料。

16、2022-7-31414技术支持：3户外皱纹粉末涂料及其创新型产品氨基涂料需要在一些催化剂的作用下才能在较低的温度下迅速完成固化过程，对于P/TMMGU粉末涂料同样如此。用于氨基涂料的催化剂种类很多，每种催化剂都有身身作用机理和特性，能作为P/TMMGU型粉末涂料的催化剂也有很多。这些催化剂除了降低氨基涂料的固化温度，加快交联固化反应进程外，还能使涂膜形成高光、半光，甚至无光的平整表面，极少数催化剂能使涂膜呈现特殊的纹理外观效果。研究表明，只有唯数不多的胺封闭磺酸催化剂能作为P/TMMGU型粉末涂料的皱纹成型剂。由于P/TMMGU型皱纹粉末涂料的产品固化机理的复杂性，影响因素的多重性，固化过程

17、作用机理往往受多重因素的共同作用与影响。为此类粉末涂料产品的设计带来了非常高的灵活性，为产品设计师创造了极大的设计空间与灵活性，往往是某种突发的灵感就能带来一种具有“新特色”的产品。下面将介绍这些皱纹粉末涂料以及由此基础上发展起来的创新型产品，但这里不过多地讲解此类粉末涂料配方设计，有兴趣的请到网站（超级家园）：查阅相关资料，获取相关技术支持！2022-7-31515技术支持：3.1普通皱纹粉末涂料 P/TMMGU型皱纹粉末涂料配方见表3，其中共有两种代表性的基础配方。一种是配方中只有TMMGU一种固化剂，配方设计较为简单。另一种是配方中并存另一类型固化剂封闭型异氰酸酯，配方设计较为复杂。在国

18、内，以第一种配方最为常见，此配方产品设计简单，光泽调整容易，适宜做较低光泽的皱纹产品。但对于光泽稍高产品，对烘烤条件要求较高、机械性能相对较差，且易在生产与涂装过程中受干扰而出现“结点”等缺陷。而对于后一种配方，台资企业的技术工作者比较熟悉。后一种配方属于第一种配方的改良配方，增加了封闭型异氰酸酯成分，因而产品设计较为复杂，光泽较易调整，通过配方调整适宜做较宽满围要求的光泽产品，产品机械性通过配方设计可以得到保证，粉末涂料在生产与涂装时不易受干扰而产品“结点”等缺陷。这两种配方所研制粉末涂料的纹理效果基本上是一样的，差别并不明显。皱纹粉末涂料的效果图见图132022-7-31616技术支持：表

19、3 皱纹粉末涂料基础配方原料型号原料型号A AB B备注备注EL-1000H60.0060.00产协高分子材料有限公司TMMGU3.802.80山西太原科源达精细化工有限公司TS280TS2803.203.20杭州金田化工有限公司WL1.001.00胺封闭磺酸磺酸催化剂，国产PV880.800.80丙烯酸酯类共聚物流平剂Benzoin0.400.40安息香，消泡剂蜡粉0.800.80PE、PP、PTFE等蜡粉其它添加剂适量适量根据产品设计与应用要求使用着色颜料适量适量选择与使用差别较大，与色彩有关体质颜料适量适量影响涂层理化性能，推荐超细硫酸钡配方总量100.00100.00配方中所有原料用量

20、均为质量百分比2022-7-31717技术支持：图2 不同基础配方皱纹效果对比2022-7-31818土黄皱纹土黄皱纹蓝色皱纹蓝色皱纹技术支持：图3不同基础配方皱纹效果对比2022-7-3技术支持：1919咖啡皱纹咖啡皱纹艳红皱纹艳红皱纹图4不同基础配方皱纹效果对比2022-7-3技术支持：2020灰绿皱纹灰绿皱纹深灰皱纹深灰皱纹3.2 网纹粉末涂料网纹粉末涂料通常是在普通皱纹粉末涂料基础上外添加网纹剂研制而成，涂膜纹理外效果介于皱纹与龟纹之间。相对皱纹粉末涂料，具有更大更明显的纹理效果。而相对于龟纹粉末涂料，并没有明显的凸起纹理效果，且通常情况下涂膜比较光滑。网纹粉末涂料的涂膜效果有点类似皮

21、革效果，又常被称为皮纹粉末涂料。P/TMMGU型网纹粉末涂料在产品设计时，具有三类代表性的配方：第一种不使用封闭型异氰酸酯，第二种是增加使用封闭型异氰酸酯，第三种是增加使用环氧树脂，产品设计难度后者要明显大于前者。其中第一种涂膜不易起花或起花不良；第二种较易起花，纹理光滑手感好，机械性能好，但光泽偏高；第三种较易起花，纹理凹凸感强感觉粗糙，产品设计困难，一旦产品设计不佳易造成涂膜机械性能严重下降，需要注意。P/TMMGU型网纹粉末涂料的涂膜纹理效果见图56。配方中所用的网纹剂可用浮花剂（原用于锤纹粉末涂料）替代使用。2022-7-32121技术支持：表4 网纹粉末涂料基础配方原料名称原料名称A

22、 AB BC C备注备注EL-1000H68.0068.0068.00羟基封端聚酯树脂，产协TMMGU4.403.604.10四甲氧甲基甘脲，国产TS280TS2802.402.408.08.0封闭型异氰酸酯，国产WL1.001.001.00胺封闭磺酸催化剂，国产E-12E-123.003.00推荐用量2.0%4.0%,不易过高Benzoin0.400.400.40安息香，消泡剂PV880.800.800.80丙烯酸酯类共聚物流平剂蜡粉0.800.800.80PE、PP、PTFE等蜡粉着色颜料适量适量适量不同产品差别较大体质颜料适量适量适量推荐使用超细硫酸钡配方总量100.00100.0010

23、0.00原料用量均为质量百分比2022-7-32222技术支持：图5 不同基础配方网纹效果对比2022-7-32323黑色网纹（光亮、平滑）黑色网纹（光亮、平滑）灰网纹（粗糙、无光）灰网纹（粗糙、无光）技术支持：图6 不同基础配方网纹效果对比2022-7-3技术支持：2424咖啡网纹（平滑、光亮）咖啡网纹（平滑、光亮）灰色网灰色网 纹（粗糙、无光）纹（粗糙、无光）3.3龟纹粉末涂料P/TMMGU型龟纹粉末涂料是在皱纹基础上发展起来的，涂层效果类似乌龟壳纹或鳄鱼皮纹的外观效果，在国内统称为龟纹粉末涂料。P/TMMGU型龟纹粉末涂料通常是在皱纹粉末涂料基础上外加少量龟纹剂（国内以MCC龟纹剂最为有

24、名）。龟纹粉末涂料基础配方常用的有两种做法，其一是TMMGU与封闭型异氰酸酯搭配，其二是改进型，配方中添加少量的环氧树脂，如双酚A环氧树脂。第一种配方做出的涂膜光泽较高，细小纹路较少，容易起花；第二种做出的涂膜光泽较低，细小纹路较多，较易起花。配方见表5的配方B与配方C。两种类型配方所做的龟纹效果存在明显的差异，一是光泽差异，二是纹路效果的差异。因此，应根据客户要求，选择采用相应的配方来进行产品设计。需要说明的是，配方中采用少量环氧树脂对涂膜性能有明显的影响，在采用少量环氧树脂的时候，必须进行配方设计优化，保证产品的综合性能，建议环氧树脂添加量不超过配方总量的4。2022-7-32525技术支

25、持：表5 龟纹粉末涂料基础配方原料名称原料名称A AB BC C备注备注EL-1000H76.0076.0076.00羟基封端聚酯树脂，产协TMMGU4.804.304.30四甲氧甲基甘脲，国产TS280TS2801.601.601.601.60封闭型异氰酸酯，国产WL1.001.001.00胺封闭磺酸催化剂，国产E-12E-123.003.00推荐2.0%4.0%,不易过高Benzoin0.400.400.40安息香，消泡剂PV880.800.800.80丙烯酸酯类共聚物流平剂蜡粉0.800.800.80PE、PP、PTFE等蜡粉着色颜料适量适量适量不同产品差别较大体质颜料适量适量适量推荐使

26、用超细硫酸钡配方总量100.00100.00100.00原料用量均为质量百分比2022-7-32626技术支持：图7 不同基础配方网纹效果对比2022-7-3技术支持：2727咖啡龟纹（无环氧树脂）咖啡龟纹（无环氧树脂）浅灰龟纹（含环氧树脂）浅灰龟纹（含环氧树脂）图8 不同基础配方网纹效果对比2022-7-3技术支持：2828草绿龟纹（无环氧树脂）草绿龟纹（无环氧树脂）天蓝龟纹（含环氧树脂）天蓝龟纹（含环氧树脂）图9 不同基础配方网纹效果对比2022-7-3技术支持：2929黑色龟纹（含环氧树脂）黑色龟纹（含环氧树脂）黑色龟纹（含环氧树脂）黑色龟纹（含环氧树脂）图8 不同基础配方网纹效果对比2

27、022-7-3技术支持：3030黑色龟纹（无环氧树脂）黑色龟纹（无环氧树脂）黑色龟纹（含环氧树脂）黑色龟纹（含环氧树脂）3.4孔雀纹粉末涂料孔雀皱纹（简称孔雀纹）粉末涂料是多色点花粉末涂料的一种创新，是结合皱纹粉末涂料形成的具有非常独特涂层外观效果的粉末涂料类型。P/TMMGU型孔雀纹粉末涂料在产品设计上是独特的，这是E/DICY等类型粉末涂料无法实现的涂层色彩效果。P/TMMGU型孔雀纹粉末涂料配方见表6。从配方6可知，配方由皱纹底粉配方与多色龟纹点粉配方所组成。底粉配方采用TMMGU与封闭型异氰酸酯相搭配，在WL胺封闭磺酸的作用下而制备的皱纹粉末涂料。点花粉采用点花扩散剂Powdermat

28、e486CFL（也是一种用于透明粉末涂料的专用流平剂），用量约2%4%。对于P/TMMGU型孔雀纹粉末涂料的产品设计，请参阅多色花粉末涂料，这里就不过多探讨P/TMMGU型孔雀纹粉色末涂料的产品设计，图911为一些孔雀纹粉末涂料产品的涂膜外观效果图。2022-7-33131技术支持：表6 孔雀纹（多色花）粉末涂料基础配方2022-7-33232原料型号原料型号用量用量/%/%EL-1000H68.00TMMGU3.40TS2802.80WL1.00Benzoin0.40PV880.80蜡粉0.80着色颜料适量体质颜料适量配方总量100.00原料型号原料型号PaPaPbPbPcPcEL-1000

29、H68.0068.0068.00TMMGU（可选择）适量适量适量TS280（可选择）适量适量适量Powdermate486CFL4.004.004.00色料组色料组A A适量适量色料组色料组B B适量适量色料组色料组C C适量适量体制颜料（可选择）适量适量适量配方总量（重量）/%100.00100.00100.00注：色料组为不同颜料的搭配组合，以提供不同的色彩底粉配方底粉配方点花粉配方点花粉配方技术支持：图9孔雀皱纹粉末涂料2022-7-3技术支持：3333咖啡绿孔雀纹咖啡绿孔雀纹蓝黑孔雀纹蓝黑孔雀纹图10孔雀皱纹粉末涂料2022-7-3技术支持：3434黑点孔雀纹黑点孔雀纹黄黑孔雀纹黄黑孔

30、雀纹图11孔雀皱纹粉末涂料2022-7-3技术支持：3535紫绿孔雀纹紫绿孔雀纹三色孔雀纹三色孔雀纹4 户外皱纹粉末涂料应用与研究P/TMMGU型粉末涂料，属于氨基涂料中重要的一个成员，是其中唯一广泛应用于粉末涂料的氨基涂料品种。P/TMMGU型粉末涂料在不同种类的催化剂作用下可以形成高光、半光、无光的平整涂膜，也可以形成皱纹、网纹、龟纹、孔雀纹等具有特殊表面纹理与效果的涂膜。虽然说P/TMMGU型粉末涂料是一类“老掉牙”的粉末涂料品种，特别 是P/TMMGU型皱纹粉末涂料在国外发展得非常成熟，但在国内并没有得到真正的开发、生产与应用，到目前为止国内90%粉末涂料制造商根本无此类粉末涂料的开发

31、，更谈不上生产与应用。P/TMMGU型皱纹粉末涂料一直以来在国内被看作高端装饰性粉末涂料品种，具有非常强的装饰性能，使被涂饰产品具有非常亮丽的外观。但于此同时，由于P/TMMGU型皱纹粉末涂料的产品开发、设计、生产与应用中遇到许多问题，并且非常棘手，需要深入进一步探南疆与开展对于P/TMMGU型皱纹粉末涂料的产品开发与应用研究。2022-7-33636技术支持：4.1封闭型异氰酸酯在产品设计中的应用研究P/TMMGU型皱纹粉末涂料产品设计过程中，设计的产品只有TMMGU这个固化剂。而在很多时候，产品设计需要调整涂膜外观纹理使皱纹效果达到预期的要求，那么首先需要调整的就是胺封闭磺酸催化剂的用量以

32、及成膜物质在配方中的用量。调整胺封闭磺酸催化剂的用量，一定会影响到涂层的固化速度，要么固化速度慢致固化不完全，要不就是固化速度快致涂层脆性大，造成最终涂层的机械性能的不足或产品的失败。那么，在P/TMMGI型皱纹粉末涂料采用适当的封闭型异氰酸酯作为固化反应速度调节剂，在调整酸催化剂用量时，采用封闭型异氰酸酯来平衡固化反应过程，以保证粉末涂料综合性能。通常来讲，酸催化剂用量越少，TMMGU用量也相应地需要减少，而封闭型异氰酸酯的用量需要按比例适当增加。当酸催化剂减少到一定程度（或者说封闭型异氰酸酯用量增加到一定程度），涂膜起皱将不再明显，甚至成为平面的涂膜，即使这样涂膜仍然会保持良好的机械性能。

33、这里不过多地进行探讨。2022-7-33737技术支持：4.2环氧树脂在产品设计中的应用研究封闭异氰酸酯在P/TMMGU型皱纹粉末涂料研制过程中除了调节反应速度与提高涂膜外泽外，更能有效地减少“结点”这种不良现象或缺陷的发生。事实上，P/TMMGU型粉末涂料在胺封闭磺酸催化作用下，封闭型异氰酸酯并不是唯一对此类粉末涂料涂层表面起到调整作用。在实际应用中发现，环氧聚合物对P/TMMGU型网纹及龟纹粉末涂料更有花纹与光泽调节双重作用，这种环氧聚合物以双酚A环氧树脂是这种应用于粉末涂料中的典型代表。试验配方如表5所示，测试结果见表6。测试的烘烤条件为20015分钟。在测试环氧树脂对P/TMMGU型皱

34、纹性能与外观影响的时候，环氧树脂添加量从少到多可以发现有这么一个规律：无环氧树脂光泽较高添加环氧树脂，光泽开始表现为急速下降产生“结点”不良现象，逐渐出现“龟纹”“龟纹”效果，性能下降“龟纹”逐渐消失，重现“结点”，光泽上升，机械性能严重下降“结点”逐渐消失，光泽上升，最后只有边角有起皱花纹呈现平面高光效果，几乎无机械性，产品失败（看图片）！2022-7-33838技术支持：表5 测试环氧树脂对P/TMMGU型粉末涂料光泽及纹理的影响（测试配方）原料原料ABCDEEL-1000H60.060.060.060.060.0产协高分子公司TMMGU3.803.803.803.803.80科源达精细化

35、工E-122.004.006.008.00双酚A环氧树脂，WL1.001.001.001.001.00胺封闭磺酸PV881.001.001.001.001.00进口流平剂Benzoin0.400.400.400.400.40安息香，国产蜡粉0.800.800.800.800.80聚乙烯蜡，国产钛白粉7.007.007.007.007.00国产C3110.480.480.480.480.48炭黑，国产超细硫酸钡 25.5223.5221.5219.5217.52国产配方总量100.00 100.00 100.00 100.00 100.002022-7-33939技术支持：表6 测试环氧树脂对P

36、/TMMGU型粉末涂料光泽及纹理的影响（测试结果）测试配方测试配方60光泽光泽涂层外观效果涂层外观效果其它性能其它性能A3.4平滑皱纹，无结点正反冲击及弯曲优良B1.3粗糙皱纹，光泽比配方A降低，涂层表面出现许多结点正反冲击及弯曲优良C1.9表面出现规则凸起龟纹纹路正反冲击及弯曲优良D4072光泽明显升高，在测试样板周四边出现凸起纹路或小皱纹正反冲击及弯曲差E75基本无小皱纹，但涂层存在许多微小针孔正反冲击及弯曲差2022-7-34040技术支持：2022-7-34141技术支持：配方B：光泽极度下降，涂膜出现严重“结点”，边角略的肥边现象，但涂膜保持良好的机械性能，如弯曲与耐冲击性能仍良好！

37、出现“肥边”现象2022-7-34242技术支持：配方C：出现稳定的“龟纹”效果，弯曲良好，正冲良好，反冲失败！涂膜光泽较低，明显低于不使用环氧树脂的相同龟纹粉末涂料配方的光泽！此时，涂层性能基本上还能满足应用要求！反冲击失败：涂膜脱落！2022-7-34343技术支持：配方D：光泽上升，大部分区域呈现平面效果，只有边角起皱，有少量龟纹效果残存！此时机械能严重下降！无花纹，光泽相对较高！边角起花，光泽相对较低2022-7-34444技术支持：配方D：样板大部分区域为平面效果，只有边角起皱；光泽上升，机械性能严重下降！2022-7-34545技术支持：配方E：涂膜呈现平面效果，光泽较高；机械性能

38、无，正反冲击失败，弯曲失败，涂层开裂与脱落！2022-7-34646技术支持：配方E：涂膜呈现平面效果，光泽较高；机械性能无，正反冲击失败，弯曲失败，涂层开裂与脱落！从以上测试配方及结果表明，P/TMMGU型皱纹粉末涂料配方中添加不同数量的环氧树脂，将明显影响涂层的光泽、纹理及机械性能。特别指出的是在以上测试中，环氧树脂添加量为4%时涂层出现了规则的、稳定的“鳄鱼皮”外观效果，也就是我们通常说的“龟纹”效果，而出现这种效果时配方中并没有添加任何“龟纹剂”。从以上结果同时也表明，配方中环氧树脂添加量越过6%时，涂膜皱纹效果就趋于消失，并且机械性能严重下降。因此，可以初步确认环氧树脂在P/TMMG

39、U型皱纹粉末涂料中的添加量在4%以下。显然，P/TMMGU型粉末涂料配方中添加环氧树脂有利于起花纹形成龟纹效果的粉末涂料层，但也严重影响涂层的性能。通过反复研究表明，配方中添加2%4%的环氧树脂，有助于外添加龟纹形成具有消光特性的龟纹粉末涂料，这一点与不添加环氧树脂的龟纹粉末涂层效果存在区别。2022-7-34747技术支持：结果原因分析，胺封闭磺酸是一种特殊的催化剂。在P/TMMGU型粉末涂料烘烤固化过程中，WL胺封闭磺酸将再次分解为有机酸与有机胺两种化合物，而胺化合物属易挥发物而将随加热过程而挥发出来，剩余的有机酸将有效地催化TMMGU树脂与羟基树脂的反应。事实上，在粉末涂料烘烤过程，胺化

40、合物并不能完全地挥发出来，残留的胺仍会对“酸对TMMGU与羟基树脂的化学反应的催化过程”产生阻滞作用。由于胺的化学结构中存在叔胺结构，而叔胺结构对环氧基具有开环催化作用，这样由于环氧树脂的加入消耗了烘烤过程残留的胺，同时环氧树脂消耗了羟基聚酯树脂存在的少量羧基。随胺化合物与聚酯羧基数量的锐减，使有机酸对反应过程的催化过程达到极限，因此更有利于光泽的降低。但随环氧树脂的增多，过量的环氧树脂却不利用催化过程，故会再次导致光泽上升等。由于“羟基聚酯+TMMGU+WL催化剂”的反应机理非常复杂，环氧树脂的加入会产生一定的干扰作用，某种程度上会影响最终涂层的外观效果，所以在粉末涂料配方中没有添加龟纹剂的

41、情况下形成龟纹也不足为奇了。而利用环氧聚合物的这种特性，可以轻而易举地设计龟纹粉末涂料，若再使用网纹剂或龟纹剂，则将会呈现与不使用环氧聚合物不同效果的涂层。2022-7-34848技术支持：4.3多色花皱纹粉末涂料设计研究多色花粉末涂料是一种以多种色彩底粉为基础、按照一定比例混合在一起形成的装饰性粉末涂料种类，具有较强的装饰性。而多色花点粉末涂料是以平面型或锤纹粉末涂料为基础，使各种不同色彩具有扩散作用的点花粉组成，形成具有亮丽的涂膜外观效果。多色花粉末涂料是装饰性粉末涂料中的高酒女产品，而多色点花粉末涂料则是此类粉末涂料中的精品系列。在实际粉末涂研制过程中，采用E/DICY型皱纹粉末涂料为底

42、粉来设计点花皱纹粉末涂料，反复试验表明根本无法使点花粉进行有效地扩散形成预期效果的点花。而采用P/TMMGU型粉末涂料为底粉，则完全能形成类似以锤纹或平面底粉为基础的多色点花粉末涂料。由于皱纹底粉所形成的涂膜具有与锤纹、平面型粉末涂料差别极大的涂膜外观效果，那么形成的点花皱纹粉末涂料也具有特称性的效果，类似于“孔雀羽毛”，故称此类粉末涂料为“孔雀纹粉末涂料”。显然，孔雀纹粉末涂料的面世即挤身于装饰性粉末涂料高档之列。2022-7-34949技术支持：4.4在富含尾气直燃式固化炉中的应用研究P/TMMGU型皱纹粉末涂料与环氧型皱纹粉末涂料相比，存在有一个显著的特点是具有极佳的耐候性，因此可用于内

43、户外金属产品的涂饰，E/DICY型皱纹粉末涂料无法比拟诉一点，也是P/TMMGU型号皱纹粉末涂料最普的用途。然而，有一种应用是不能被忽略的P/TMMGU型皱纹粉末涂料可以用于直燃式炉烤固化炉，而光泽与纹理变化轻微。这一点也是E/DICY型皱纹粉末涂料无法比拟的，是其另外一个特别之处。在采用直燃式烘烤固化炉进行固化时，由于直燃式烘烤炉所采用的燃烧源为煤、石油、天然气、煤气等，这些原料均是不纯净的、含有很多杂质。因此，在燃烧过程中会产生C（碳）、S（硫）、P（磷）、N（氮）等的无机氧化物，表现形式为如COx、SOx、POx、NOxNOx等，这些无机氧化物对正在进行交联固化的涂层具有一定的催化作用或

44、副作用，特别是NOxNOx。若进入炉道内，无疑会不同程度地影响涂膜熔融固化时的交联过程，影响最终涂层的纹理、光泽及色彩等外观效果，甚至还有其他副面影响。2022-7-35050技术支持：这是因为，涂敷的涂层由于在高温熔融固化时，涂层正经历着复杂的化学反应过程，一旦这种化学反应受到影响或干扰，最终会在涂层的物化性能及涂层外观上面有所反映，如附着力、光泽、色彩、图层外观纹理等，最终导致脱皮、层间附着力差、涂层大面积失光、泛黄变色、纹理改变等。我们知道，无论是户外用的P/TMMGU型皱纹粉末涂料，还是户内应用的E/DICY（环氧/普通双氰胺）型皱纹粉末涂料，都是在特定的催化剂的作用下形成具有特殊的具

45、有皱纹外观效果的涂层。实际应用表明，部分涂装厂由于直燃式烘烤炉的原因，当采用E/DICY型皱纹粉末涂料进行涂装时，往往会发现涂层严重失光、纹理严重变小，直接导致产品涂装的失败！遇到此问题，无论是粉末制造商还是涂装商都会有些不知所措，无论如何调整E/DICY型纹粉末涂料产品配方、制备工艺以及涂装工艺都无济于是，最终可能的结果要不是降级使用，要不就是放弃此类产品！此类问题笔者遇到过多次，在对客户现场技术服务过程中，发现采用P/TMMGU型皱纹粉末涂料将可解决E/DICY型皱纹粉末涂料烘烤严重失光及纹理严重改变的问题。因此，针对此种情况，在客户无法改变烘炉的条件下，采用P/TMMGU型皱纹粉末涂料进

46、行涂装将是必然的选择，而不是盲目地只是调整E/DICY型粉末涂料产品配方及工艺与烘烤条件！2022-7-35151技术支持：4.5应用于高温环境场所的设计应用研究在上述提到的许多应用，P/TMMGU型皱纹粉末涂料应用是比较理想的，其所应用性能主要是优异耐候性、极佳的装饰性以及耐燃气性能。然而，将皱纹粉末涂料应用于耐高温场所并不多见，如汽车或摩托车排气系统、发动机机罩、歧管、消音器和发动机部件、炉、壁炉、烟囱、栅网、烘箱、烧烤设备、锅炉、罐、熔炉、蒸汽管线、热交换器和通常长时间暴露在高热下的任何表面。特殊的应用场所，需要特殊的原材料来设计，对于皱纹粉末涂料也不例外。能应用于耐高温场所，且能有效形

47、成纹理且稳定的皱纹粉末涂料，目前发现TMMGU以酸为催化剂的皱纹粉末涂料可以实现，但此粉末涂料需要加入耐高温的树脂有机硅树脂。对于有机硅耐高温粉末涂料国内应用并不多见，那么对于耐高温皱纹更是少见，有兴趣的企业或技术工作者，不妨开展一下这方面的研究。2022-7-35252技术支持：5户外皱纹粉末涂料常见问题及对策P/TMMGU型皱纹粉末涂料是一类具有特殊纹理效果的粉末涂料，具有极强的装饰性能，然而在产品开发、生产与应用中却出现了许多问题与意外情况。归结起来，大概有如下几种： 涂膜物理机械性能差 抗干扰性差，在生产与涂装时涂层易产生结点 样板及工件边角涂层流挂、肥边、起花不良等 以上等等。面对这

48、些问题，必须要以理论知识为指导，采用有效合理的方法来有针对性地解决，否则犹如盲人摸象，劳民伤财！2022-7-35353技术支持：5.1涂膜物理机械性能差2022-7-35454技术支持：弯曲开裂先来看几张图片：2022-7-3技术支持：5555正反冲击失败，涂层脱落！反冲击失败，涂层开裂、脱落！皱纹粉末涂料产生的缺陷之一就是机械性能不佳，究竟原因在什么地方？ 1、配方设计不合理，成膜物质选择或配比不当在进行P/TMMGU型皱纹粉末涂料产品设计时，发现许多公司，包括跨国大型粉末涂料公司，在进行产品设计时，往往缺乏有效的产品设计理论的指导，成膜物质原料的选择与搭配存在不合理现象，有时根本就不清楚

49、怎么调整。并不是说在产品设计时，光泽、纹理效果做到了，其他的什么都不管了。事实上，皱纹粉末涂料光泽与纹理效果做到较为容易，难的是涂膜机械性能也能做到完美！WL胺封闭磺酸只是作为一种纹理成形催化剂在配方中使用，在反应过程中参与了反应，但并没有与成膜物质发生效联反应接合成为涂膜大分子聚合物不可分隔的一部分！因此，在设计配方计算成膜物质搭配的时候，不需要考虑你用了多少量的WL胺封闭磺酸催化剂，更重要考虑的是聚酯树脂的羟值、封闭异氰酸酯的NCO含量以及TMMGU的胺基值，有最佳的成膜物质配比、最高的交联密度，才能得到最佳涂膜机械性能。2022-7-35656技术支持：2、烘烤条件未满足固化要求 从P/

50、TMMGU型皱纹粉末涂料固化机理来看，产品对烘烤固化条件要求较高。在粉末涂料烘烤固化时，涂膜中往往存在聚酯与封闭型异氰酸酯的交联反应，以及聚酯树脂与TMMGU树脂的交联反应，在没有催化剂作用下这两种交联反应达到预期的交联程度需要20015分钟至25分钟，即使在催化剂作用下也需要1215分钟。固化不完全，是影响涂膜机械性能的另一因素，那么对于烘烤固化炉进行定期的炉温跟踪测试就显得非常有必要。3、环氧树脂的使用在设计网纹及龟纹粉末涂料，出于光泽、纹理等方面的需要，有时需要在配方中使用少量的环氧树脂。前面提到环氧树脂对涂膜的机械性能存在明显的影响，使用不当甚至使涂膜机械严重下降。因此，在设计产品时，应严格控制环氧树脂的用量，必要时需要添加部分封闭型异氰酸酯配合使用，需经反复试验合理优级化配方，才能即保证涂膜纹理效果又能最大化的保证涂膜有机械性能。2022-7-35757技术支持：5.3抗干扰性差，在生产与涂装时涂层易产生结点2022-7-3585