低温固化与辐射固化粉末涂料

1、“热”粉末涂料的开发和设计(6)，低温和辐射固化粉末涂料，2020/7/4，2，“热”粉末涂料的开发和设计，粉末涂料设计基础上的烧结粉末涂料粉末涂料褶皱粉末涂料多色粉末涂料低温和辐射固化粉末涂料知识始终在不断地交替。今天的知识不一定能为明天重新应用！因此，粉末涂料产品设计师、生产工艺及相关技术人员、管理者的情况是，不要昨天否定今天，不要今天否定明天，要有自我开发、革新和否定意识，才能不断发展。否则就有坚守的危险！上神学，1低温固化粉末涂料-61.1纯环氧低温固化粉末涂料-71.2环氧-聚酯低温固化粉末涂料-161。3聚酯-TGIC低温固化粉末涂料-331.4聚酯-异氰酸酯低温固化粉末涂料-34

2、1.5丙烯酸低温固化粉末涂料-512 UV固化粉末涂料-522.1 uv光固化粉末涂料的组成-532.2 uv固化粉末涂料的正式设计-593电子束功能性粉末涂料不仅可以起到传统的保护和装饰等作用，而且主要赋予材料绝缘、导电、防污、耐热性、阻燃、辐射防护等多种特殊功能。功能性粉末涂料在科学技术、国防、工业农业等多个领域发挥着越来越重要的作用，其发展反映了国家的经济和军事科学水平，对现代科学技术、国防、工业产业的迅速发展起着重要作用。功能性涂料是各种特殊用途涂料的总称。所谓特殊用途，是指除了装饰、保护等基本功能外，这种涂料对涂层产品的设计具有所有特定的特殊功能。可以说，在能够促进功能性涂料的开发和

3、开发的特定环境下使用的产品功能的需要就是这样。功能性粉末涂料可以分为物理、化学、生物和复合性能粉末涂料，每个重点的功能可以继续向下细分。功能性粉末涂料渗透到家具、硬件、电器、建筑材料、汽车、线圈等粉末涂料的各个领域使用。为粉末涂料的市场应用打开了很多潜在市场。功能型粉末涂料很多，由于教育时间和空间的限制，我只解释一些功能型粉末涂料。2020/7/4，5，低温固化和辐射固化粉末涂料、粉末涂料和涂层技术使用了几十年，传统粉末涂料使用了热固化树脂高固化温度(160210)、硬化时间(530min)，限制只能在金属等耐热基板上使用，相对而言另外，如果热硬化型粉末涂料的熔化平整和硬化的开始阶段不同，涂层

4、会有收缩孔、橘皮等平整度上的缺陷。但是随着粉末涂料的市场应用发展，木制品(如MDF等)、塑料制品、金属塑料复合零件等逐渐涂上粉末涂料。因为这些产品都是热敏性材料，所以粉末涂料的固化温度低，才能适用于这种产品。根据固化方法和机理，分为低温热固化和辐射固化两类。辐射固化分为UV光固化和电子束(EB)固化两种。这两种粉末涂料在下面另行讨论。近年来，随着粉末涂料的辐射固化技术的发展，粉末涂料进入了家具行业的中密度板(MDF)、对热敏感的木材和塑料、复合基板等新的应用领域。与传统粉末涂料相比，用交联密度高的新颖交联系统制成的涂料涂层的外观可以满足或超过家具的最高要求条件。辐射固化粉末涂料系统主要包括紫外

5、线(UV)固化和电子束(EB)固化两类，UV固化粉末涂料很容易符合世界上最严格的DIN68861和FIRA6250厨房浴室家具标准。2020/7/4，6，1低温固化粉末涂料传统的热固性粉末涂料需要(180210)/(205)分高温固化，才能交联形成聚合物网络。基于快速硬化的变形形成(160180) (2010)最小硬化粉末涂料，用于温度不大于160的硬化粉末涂料称为低温硬化粉末涂料，硬化温度不大于120的粉末涂料一般是低温硬化粉末涂料。传统粉末涂料的固化温度通常为160210，在某些热转印材料中，粉末涂料的使用受到限制。将硬化温度降低到130可能会使很多粉末涂料硬化，但与常用的溶剂基或水性涂料

6、相比，仍然偏高。要将粉末涂料的应用范围扩大到塑料、木材和一些金属合金产业，必须进一步降低固化温度。如果这种改善应用于产业涂层线，既能节约能源，又能提高生产率。但是在低温下，确保高反应活性、转化率以及涂层流动性，对粉末涂料有很多障碍。目前开发低温固化粉末涂料时，一般使用ESTRON公司的环氧树脂固化剂G-91等低温交联固化剂。氧基交联硬化的三苯基磷、盐等催化剂；结晶树脂、光固化树脂等特殊树脂；紫外线(UV)硬化、电子束固化(EB)等特殊的交联硬化方法。2020/7/4，7，低温固化(LTC)或低温烘焙(LB)固化是粉末涂料开发中的老话题，该技术近几年取得了重大突破。目前低温固化粉末涂料的固化条件

7、为1601530分钟。采用120固化混合粉末涂料技术的当今低温固化技术，将优秀的聚合物网络交联，从高光到哑光粉末涂料，提供了优良的性能。目前低温固化粉末涂料技术相当成熟，粉末涂料品种几乎覆盖了整个粉末涂料品种。1.1纯环氧低温固化粉末涂料有大量固体环氧树脂用于热固性粉末涂料，常用固体双酚a环氧树脂、双酚a酚醛环氧树脂等。粉末涂料中常用的环氧树脂是E-12(604)环氧树脂，防腐粉末涂料中的双酚a酚醛环氧树脂或其改性环氧树脂。环氧树脂中使用的固化剂有胺、酸(酸酐)、咪唑、苯酚等多种交联剂(见相关章节)。粉末涂料可用于低温固化的交联剂很多，下面介绍了目前已存在的多唑改性G-91(ESTRON)、已

8、存在的多唑改性苯酚、苯乙烯-马来酸酐的聚合物等更合适。2020/7/4，8，低温固化环氧粉末涂料的熔体温度一般为90130，固化温度为130180，但由于需要低温固化的应用实例越来越多，低温固化粉末涂料的研究开发也是一个趋势。目前，部分环氧粉末涂料的固化温度下降到140，部分下降到120，固化时间也减少到20min，可以大大节约能源。一般硬化温度每减少10%，通过涂层过程就可以节约10%的能源。目前，新的环氧粉末涂料具有固化温度10759，环氧树脂具有150的熔体粘度0.22.7Pas，包含520%的结晶环氧树脂，可以提高熔体粉末涂料的流动特性。环氧涂料固化剂已经是固体封闭的多胺，例如多唑衍生

9、物或与环氧化合物的添加剂，一般是梁、种、叔胺或其混合物。这种粉末涂料主要用于汽车的塑料部件、纸张、纸板和木材等热基板，产生良好的光滑表面。以缩水甘油为基础的甲基丙烯酸酯聚合物(环氧值为0.250.4eq/100g)和含有羧基的聚酯(200粘度小于2.5Pas)的粉末涂层也可低温快速固化，主要用于热板。这种粉末涂料还具有哑光特性和优秀的耐候性特性。国内行业使用双酚a环氧树脂作为主要成膜材料，并在此添加多种添加剂，开发具有特殊特性的低温固化重型环氧粉末涂料。2020/7/4，9，1，环氧/G-91系统低温固化粉末涂料环氧树脂固化剂G-91是美国雌酮的代表性、环氧树脂基低温固化交联剂，已是咪唑-环氧

10、树脂的附加物。G-91的比重为1.11.2，软化点为96106。用G-91开发的粉末涂料具有良好的耐化学性、机械性能和低温硬化性。环氧/G-91系统硬化粉末涂层公式见表1。推荐的环氧固化剂G-91的用量为环氧树脂使用量的36%，基于此固化剂的高光粉末涂料的固化温度在200110之间。使用粉末涂层的通用环氧树脂表明，粉末涂层的最佳固化条件为13020分钟和14010分钟，可以充分应用于热敏基板。粉末涂料设计者可以灵活地设计各种材料(如不受温度条件影响的MDF)的配方，但需要注意的是，系统的固化温度越高，涂层就越容易变黄。2020/7/4，10，表1环氧/G-91低温固化粉末涂料，2020/7/4

11、，11，表1用G-91开发的低温固化粉末涂料的综合性能目前最佳，粉末和涂层性能基本上不会随着时间的推移大幅下降。此外，G-91可以与ESTRON的消光剂EpomattG-152一起开发家用、固化温度小于125的消光粉末涂料(公式见表2)。这无疑提供了开发低温固化哑光粉末涂料的方法。消光剂EPOMATTG-152与G-91或OTB等自身交联剂一起生成双固化机制，通常具有相当好的光泽生产再现性。EpomattG-152使用10%和8%的数量。OTBHT2844，ciba(o-tolylbiganide)；P-104，shell(双氰胺加速)。将10% EpomattG-151与环氧固化剂G-91、

12、OTB或P104结合使用，可以获得无光涂层(60%光泽5%)。EpomattG-152的量低时光泽度更高。EpomattG-151和纯环氧粉末涂料的固化温度取决于固化剂，使用G-91固化剂时粉末涂料的固化温度可以是低温固化(150度左右)，如果取代了双氰胺，或双氰胺粉末涂料的固化温度为180200，则应具备更高的一般双氰胺固化条件。2020/7/4，12，表2EpomattG-151和环氧固化剂G-91，OTB或P104的消光粉末涂料制备，2020/7/4，13，第二，环氧/咪唑改性酚醛类型低温例如ESTRON chemical的环氧树脂固化剂G-92。环氧固化剂G-92可用于快速固化或低温固

13、化，制造的粉末涂料产品具有机械性能和溶解剂特性罕见的高固化性。G-91在基础上比G-92使用得少，但G-92涂层具有最小的黄边。配方设计员d不要求有效组件进行精确的化学测量，但由于良好的预置涂料性能决定了涂料性能，因此在配方设计中提供了更大的配方设计灵活性。环氧粉末涂料具有灵活性、强度、耐化学性、配方设计宽度等广泛的应用范围优势，受到了高度评价。环氧固化剂G-91和G-92的比较目的在于粉末涂料的特性差异。使用这两种固化剂的简化配方说明重点在于功能特性，而不是装饰应用。2020/7/4，14，3，环氧自交联低温固化体系D.E.R.6615是美国道氏公司的固体环氧树脂，D.E.R.6615是针对

14、低粘度产品应用市场对低温固化和薄涂层产品的环氧树脂低粘度需求而开发的。D.E.R.6615提供反应灵敏、快速的固化系统，具有良好的平整和涂层性能。D.E.R.6615环氧树脂的环氧当量为745-785g/eq。适用于粉末涂料，可与所有标准苯酚、胺和聚酯交联剂配合使用，树脂也适用于自身交联系统等。包括MDF、金属和薄涂层。D.E.R.6615用于表3所示的自交联系统，可实现低温固化。表3自交联低温固化粉末和特性，低温固化公式，低温固化涂料性能，2020/7/4，15，5，其他低温固化粉末涂料新环氧粉末涂料，固化温度10779。150的环氧树脂具有0.22.7Pas的熔体粘度，520%结晶环氧树脂

15、提高了熔体粉末涂层的流动特性。环氧涂层固化剂是固体封闭的多胺。例如，与咪唑衍生物或环氧化合物的添加剂通常是梁、种、叔胺或其混合物。这种粉末涂料主要用于汽车的塑料部件、纸张、纸板和木材等热基板，产生良好的光滑表面。以缩水甘油为基础的甲基丙烯酸酯聚合物(环氧值为0.250.4eq/100g)和含有羧基的聚酯(200粘度小于2.5Pas)混合的粉末涂层在低温下快速固化，主要用于热基板。这种粉末涂料还具有哑光特性和优秀的耐候性特性。固化剂的合理选择可以在低温下快速固化粉末涂料，制作出满意的涂层。Elsevier开发了两种适用于低温固化环氧粉末涂料的特殊固化剂。该固化剂可以由普通双酚a环氧或环氧酚醛改性双酚a树脂和环氧粉末涂料制成，研究人员讨论了这两种固化剂在低温(120)固化时的成膜特性和固化特性。第一固化剂是一种活性高的固体胺加成物，与低温相对应，聚合环氧树脂的固化剂，可用作其他交联反应的催化剂。二是可用于双酚a环氧和酚醛改性环氧树脂固化的活性树脂材料固化剂，在120或高温下快速固化，综合性能好。2020/7/4，16，1.2环氧-聚酯低温