1.前言

粉末涂料是一種新型的、不含溶劑，100%固體粉末狀涂料,具有無污染、省能源、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)等特點。而聚酯粉末涂料由于其具有優(yōu)良的耐侯性能，通常也稱為耐侯性粉末涂料，可用于門窗型材、戶外家具、道路防護欄、廣告牌、汽車配件、空調(diào)外殼、機械設(shè)備等涂裝，可謂應(yīng)用廣泛。

聚酯粉末涂料從固化類型上可分為兩種，熱塑性聚酯粉末涂料與熱固性聚酯粉末涂料，熱塑性粉末涂料是指在加熱過程中，只有熔融成膜沒有固化反應(yīng)的粉末涂料，主要有聚乙烯（PE）粉末涂料、聚氯乙烯（PVC）粉末涂料、聚酰胺（尼龍）粉末涂料、聚偏氟乙烯（PVDF）粉末涂料、熱塑性聚酯粉末涂料、聚苯硫醚粉末涂料等。熱塑性粉末涂料，由于其熔點較高，難于實現(xiàn)低溫涂裝。熱固性粉末涂料，在加熱成膜過程中，有交聯(lián)反應(yīng)的粉末涂料，主要有環(huán)氧型粉末涂料、環(huán)氧/聚酯粉末涂料、熱固性聚酯粉末涂料、熱固性聚氨酯粉末涂料、熱固性丙烯酸粉末涂料、FEVE粉末涂料等。熱固性聚酯粉末涂料主要有兩種類型，聚酯/TGIC型粉末涂料、聚酯/HAA型粉末涂料。

根據(jù)中國化工協(xié)會涂料與涂裝專業(yè)委員會2012年行業(yè)統(tǒng)計發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，中國2012年熱固性粉末涂料使用總量1271.8萬噸，而熱固性聚酯粉末涂料占了近半壁江山，且每年使用比例都在增加。雖然聚酯粉末涂料用量驚人，可在低溫固化方面我們走的并不順暢，應(yīng)用也很少。

2.低溫固化聚酯粉末涂料

2.1 聚酯粉末涂料的發(fā)展

聚酯粉末涂料的發(fā)展與應(yīng)用是從20世紀(jì)60年代末開始的，在Hoechst AG的專利里，是將端羧基的聚酯與端羥基的聚酯粉碎后機械混合而成的粉末涂料，在220℃固化15分鐘。聚酯含有兩種反應(yīng)關(guān)能團，最常見的有含端—COOH的聚酯，還有含端—OH的聚酯，而含端羥基聚酯與異氰酸酯或四甲氧基甘脲交聯(lián)固化的粉末涂料通常習(xí)慣叫聚氨酯粉末涂料。在市場應(yīng)用中，含端—COOH的聚酯可與TGIC及HAA固化，均可以制得聚酯粉末涂料。聚酯/TGIC型粉末涂料，常用固化溫度180～200℃，固化時間10～15分鐘；聚酯/HAA型粉末涂料，通常固化溫度160～180℃，固化時間10～25分鐘?？偟膩碚f，常規(guī)配方的聚酯/TGIC與聚酯/HAA型粉末涂料，最低也只能做到160℃固化，很難實現(xiàn)更低溫度固化。

2.2 聚酯粉末涂料低溫固化的實現(xiàn)

對于聚酯/TGIC體系要實現(xiàn)低溫固化，可以借助催化促進劑，通常加入一定量的促進劑，可以實現(xiàn)140℃15分鐘完全固化，固化機理如圖1；而對于聚酯/HAA體系，使用促進劑并不起作用，由于其β位置的—OH與聚酯樹脂—COOH反應(yīng)速率只與聚酯結(jié)構(gòu)與組成相關(guān)。

3.低溫固化聚酯粉末涂料的制備

制備低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料，與常規(guī)的熱固性粉末涂料制備工藝完全一樣，制備工藝流程見圖2。

聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料，其主要特點是其在常規(guī)固化條件（200℃）下，反應(yīng)速度特別快，膠化時間僅10s左右，比起不加催化劑的聚酯/TGIC粉末涂料固化速度快了近20倍。生產(chǎn)低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料，在擠出工藝中，擠出溫度應(yīng)控制在100～115℃之間，同時擠出完成后，快速用樹脂清機，防止擠出機螺套內(nèi)發(fā)生膠化。

圖1 羧基聚酯樹脂與TGIC固化機理

圖2 粉末涂料生產(chǎn)工藝流程

實驗配方及測試結(jié)果如下表：

由實驗結(jié)果可知：

聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料反應(yīng)條件較低，同進也可以得到很好的性能。生產(chǎn)平面粉末涂料，低溫固化聚酯/TGIC粉末流平性稍差一點，其他性能均很好；做砂紋產(chǎn)品，涂層表觀與涂膜性能則常規(guī)固化聚酯/TGIC粉末涂料基本一致。

使用催化促進劑，對聚酯樹脂選擇性低，對聚酯/TGIC體系均可以起到很好的催化作用，達到較好的涂膜性能。

低溫固化（140℃*15min）粉末涂料與常規(guī)固化（200℃*10min或180℃*15min）粉末涂料相比較，具有省能源的優(yōu)勢，同時可以減少VOC的排放量。

5.低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料應(yīng)用

傳統(tǒng)固化聚酯/TGIC粉末涂料大多應(yīng)用在有一定耐侯要求的場合，如戶外金屬家具、鋁合金門窗、廣告牌、工程設(shè)備、防護欄等。在這些領(lǐng)域低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料可以部分代替常規(guī)固化的粉末涂料，同時低溫固化粉末在一些領(lǐng)域也有其獨特之處，如在塑料與中密度板（MDF）上，常規(guī)固化粉末涂料則不能應(yīng)用，在熱敏基材上，也只能應(yīng)用低溫固化粉末涂料。

6.結(jié)語

聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料，有很好的性能，可取代部分現(xiàn)有的常規(guī)固化聚酯/TGIC粉末涂料，具有更低的VOC排放量，更加節(jié)約能源，是粉末涂料重要發(fā)展的方向之一。聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料與傳統(tǒng)聚酯/TGIC粉末涂料相比，具有更加環(huán)保，更加節(jié)約能源，值得我們推廣使用。然而也有不足之處，如平面產(chǎn)品流平性不佳，也不能做亞光或無光平面涂層，在一定程度上阻礙了低溫固化粉末涂料的應(yīng)用。但在砂紋產(chǎn)品上，聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料也表現(xiàn)出了異常的優(yōu)越性，表面紋理與常規(guī)固化聚酯/TGIC一樣，涂膜性能也非常好，能夠在應(yīng)用上完全取代現(xiàn)用的粉末涂料。總之，低溫固化的粉末涂料，是將來粉末涂料發(fā)展的方向之一，其涂膜缺點，也需要我們不斷開發(fā)突破。