安徽化工耐候型粉末涂料.pdf

总第112期2001年第4期
安徽化工
耐候型粉未涂料交联剂及其进展
宋永莲
合肥荣事达工业包装装璜有限责任公司,230061)
摘要阐述了耐候型粉末涂料交联的研究受应用状况、介绍了不同交联剂的结构、固化机理、性能及其发展前景
关键词耐候热固性粉末涂料交联剂
前言
记2。最新资料表明:1997年欧洲市场户外型粉末涂
众所周知,在热固性环氧以及环氧聚酯粉末涂料料中TGHC占主导地位,而今TGIC只占不到25%的市
中,由于环氧树脂本身含0
ー?结构,在紫场,50%以上的户外型粉木交联剂市场由β一羟烷基酰
外光的照射下会发生分子键断裂导致涂膜失光、变色乃胺占领
至粉化,而太阳光中波长在290-315mm的紫外线是引2.2丙烯酸体系
起光化学反应的主要因素、温度,湿度等对老化也有促
一般情况下丙烯酸树脯是作为成膜物质出现的,随
进作用。因此,环氧以及环氧聚酯体系多用于室内装着所含官能团的不同固化剂及固化方式均有所区别:对
饰,在户外使用的耐候型的粉末涂料对树脂和交联剂均含缩水甘油醚官能团的丙烯酸树脂、可采用二元酸(如
有特殊的要求
癸二酸》来固化、某些经特殊聚合的丙烯酸缩水甘油醚
2耐侯型粉末涂料交联剂性能介绍
树脂固化基聚酯时还能产生消光效果,羟基丙烯酸树
2.TGC体系( Triglycidy- I isocyanurate
脂一般采用封闭异酸酯来固化、而含羧基官能团的丙
TGC的学名叫三(2.3-环氧丙烷)一均三摩一2,烯酸树脂能同环氧树脂配合组成类似普通环氧/聚雷的
4,6(1H,3H,5H)三酮,化学结构式如下:
混台型粉末涂料体系。总体而言,丙烯酸型粉末涂料具
有优异的耐侯性和装饰性,缺点是成本高,和其他粉末
相容性差某些品种的机械性能也不太理想,只有日本
CH--CHCH-N
等少数国家在使用、市场份额很小。
ca
3异氯酸毒体系
用异氰酸酣固化羟基聚酯制成的粉末涂料又称聚
氨酯粉本涂料、其固化机理如下:
CH2-CHCH2--N
N一CH2CH-CH
R- NCO+HO..R
R-N-C-0--R
TGIC与双酚A环氧树脂有较大的差异。首先它分
子量小有三个可供反应的基团,因此固化时交联密度
由于异氰酸酯基团具有极强的活性,不能用它直接
高;其次在分子骨架上:的刚性脲环结构,使駻固化后涂用作交联剂,必须先进行预聚达到一定分子量再用封闭
膜硬度高,且具有很强的光稳定性;另外分子中氮含量剂封闭,在加热固化时封闭剂立即脱离出来,游离后的
高达14%,有一定的助燃性和自熄性。事实上TGC是异氰酸酯随后同羟基聚酯反应交联成膜。 Crearova的
最早用于户外型粉末的交联剂之一,它不仅提供了良好PpI-B1065.B1400就是这样一种类型的交联剂,Cme
的耐候性、优良的耐过烘烤黄变性,而且还具有令人满amoa还开发了一种先将IP)I进行三聚,再用己内酰胺
意的其他综合性能,因比在粉末涂料中得到了广泛地应封闭的交联剂,如UPDI-B1530,这不仅提高了潜在NCO
用、但TC对人体皮肤、眼睛有刺激性,还能使动物细的含量,而且三聚后脲环增加了涂膜的耐热性,耐候性
胞产生诱变,改变基因的某些结构,并且这种改变具有也得到了提高。显而易见上述两种类型的交联剂在固
遗传性1、因此近两年欧洲TC使用比例急剧下降,化时都有封闭剂释放,因此必须加入安息香脱除气体以
并且规定用TVC制成的粉末涂料必须印上有毒标消除针孔。、为了克服这一缺点, Creanova推出了内封闭
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型交联剂,如BF1540、BFI300.此种交联剂由于不使用
β-羟烷基酰胺是一种含多羟烷官能团的化合物,
封闭剂所以可以制得较厚的涂膜。它的原理是先将P最早由罗姆哈斯公司作为交联剂引入粉末涂料,其商品
DI进行二聚生成二氮丁酮中间体、再进行扩链等调整。名为PRIM-XLS52(現所有权归EMS公司)。β-羟烷
二聚后的二氮丁酮在大于160℃,时会分解还原,游离基酰胺是一种白色粉状结晶,易溶于甲醇、水等溶剂,熔
出一NCO即昇氰酸基团,进而交联成膜。聚氨臨粉程为124~127℃,羟当量829±2。194年宁波南海化
末涂料的优点是表面丰满,耐候性佳:缺点是价格昂贵,学有限公司在国内首次推出同类产品,商品名为T05
用量大.因此市场占用率并不高.在欧洲仅为4必
3-羟烷基酰胺特点如下
2.4甘原体系
a)优异的户外耐候性
美国氯特公司( Cytel〉开发的 Powderlinkl174是一种
使用β-羟烷基酰胺制成的涂膜经过五年的Foid
新型的户外型粉末涂料交联剂,化学名称为四甲氧甲基晒后光泽保持率仍维持在50%以上。从交联结衲中
甘尿,其分子结构为:
可看出β-羟烷基酰胺和TGC均形成三维网状酯键结
CH]OCH2-N
N-CHOCH
构
H
OH
CH C
H
H
CH;OCH2 N
N-CH2OCH
它可以和经基聚瞎配合固化成膜。 Powderlind174
ICC/PT酯
8ー烷基酰胺PET索
由此可以预计它们的水解性、热稳定性及UV德定
经 Florida曝晒及人工加速老化试验表明,其耐候性和
TGIC相当,缺点是交联反应需要特殊催化剂、固化时有性应是相当的。
b)远低于TCIC的毒性
甲醇放出,厚涂困难,使应用受到限制,但在适当催化剂
存在下可制备皱纹型( Wrinkle)粉末
同TCC相比,β-羟烷基酰胺貝有很低的毒性,这
点对于生产与施工尤为重要、以下表格是其相关毒性
2.5PH910体系
由于TC的毒性问题、Cia又开发了一种缩水甘数据
油瞇交联剂 Araldite910.它是TPA和TMA缩水甘油
Tew, Howdariink Primed-L封闭异氧酸時
1174552(T05)
IPDI)
醚化的混合物。经 Florida及人工加速老化试验表明耐
白鼠口 LDSM/g)0.47
5.0可能有害
口免皮肤IDCg
无
候性相当优异,毒性也有所降低,但并未达到理想状态
4小时吸入量
291
同时用910在制备涂料过程中加工性能还存在问题,
Some/
耗子}(白鼠
无数据尘埃激
兔皮肤刺性
中等
无
基本无
有可能
因此在欧洲的市场占有率微不足道。
归兔腿躊刺性
中等
可
2.6DSM的 Uranox体系
诱变试验
有诱变性无诱变性无变性无诱变性
1998年荷兰DSM公司在阿姆斯特丹举行的技术交
从上表可以看出βー羟烷基酰賅这方面具有明显
流会上向来自洲14个国家10名代表介绍了新开发的优势
的户外型粉末涂料交联剂 Urakaー一种脂肪族环乙烷
c)节能
(非缩水甘油环氧交联剂),由于是液体,因此需特殊的
用3-羟烷基酰胺作为粉末涂枓的交联剂最低可
生产工艺来制成固体树脂,从而便于制或粉末涂料。因
在150℃/15~20分钟完全固化,节能效果十分显著。
为环氧乙烷活性低、不会过?发