TS280聚氨酯粉末涂料固化剂的研制

1、个人收集整理-ZQ摘要：聚氮醋粉末涂料地固化剂长期以来只能由国外少数几家公司提供，国内没有生产.文章阐述了固化剂地研发、性能以及在粉末涂料中地应用情况.地应用效果与国外同类产品基本相当.、前言聚氨酯是一种含有相当数量氨基甲酸酯键地聚合物.聚氯酯粉末涂料是由羟基聚酯、封闭多异氟酸酯、颜填料及助剂等配制威地热固性粉末涂料.它是利用聚酯树脂中羟基（一）与异鼠酸根（一）交联反应生成氨基甲酸酯键来完成地.该涂料制成地涂膜平整丰满，外观光亮，机械性能可与纯聚酯粉末涂料相媲美；同时氨酯键形成地环状氢键在断裂后能再次生成氢键， 故户外曝晒性能要比纯聚酯粉末涂料优异；聚氨酯粉末涂料刺激性小、毒性低（地刺激及毒性

2、仍有争议）.但由于固化剂生产时反应放热过快，工艺复杂，生产成本昂贵，所以相比日本、美国， 国内聚氨酯粉末涂料发展速度缓慢 .聚氨酯粉末涂料固化剂主要有封闭型和自封闭型两种，自封闭型固化剂地固化温度要求很高，应用不是很多，目前市场上使用地聚氨酯固化剂%以上都是封闭型地.封闭型固化剂是将多异氟酸酯与多元醇反应，剩余地异氟酸根用封闭剂封端而得到地.在粉末固化时封闭剂解封释放出异氟酸根，并与羟基树脂反应固化成膜.封闭型聚氨酯粉末涂料就是利用不同结构氨酯键地热稳定性差异研制得到地.芳香族多异氟酸酯耐候性较差，易烘烤变黄，故聚氨酯固化剂地异氟酸酯材料一般用异佛尔酮二异鼠酸酯（）或己二异鼠酸酯（）.本公司通

3、过加入催化剂及助剂，减缓放热速度，平缓反应过程，降低不利副反应程度，生产出地产品经检验， 其基本指标、物理机械性能、人工老化试验等项目与目前市场上使用 较多地国外品牌固化剂几乎相当，比纯聚酯体系地耐候性还要优异、地试制 试验药品及仪器差动热分析仪（上海天平仪器厂卜人工加速老化仪（美国一公司）、光泽检测仪色差检测 仪（德国公司卜黏度仪（美国公司卜异佛尔酮二异鼠酸酯（）、多元醇、多元己内酯醇、封端剂、 无机酸碱盐和助剂等.固化剂基本配方固化剂基本配方如下： 组分质量（）多元己内酯醇多元醇 无机酸碱盐催化剂封端剂 抗氧剂助剂合成工艺在玻璃容器中加入配方量地、多元己内酯醇、多元醇、无机酸碱盐、催化剂，

4、升温到C 后停止加热，冷却，控制温度在C下使之反应，再加入封端剂并升温到C反应，升温至C再反应左右，加入抗氧剂和助剂，抽真空，出料即可得到无色透明地固化剂固化剂地基本指标硬测试方法固化剂地基本指标是，当量；游离含量%;软化点C；玻璃化温度C .异氟酸根含量采用二正丁胺法测定.称取样品加入二正丁胺地甲苯溶液中，摇匀使之个人收集整理-ZQ反应数分钟，加异丙醇再摇匀，反应剩余地二正丁胺用盐酸标准溶液滴定.若在上述合成工艺中加己内酰胺封闭剂之前取样测定异氟酸根含量，再换算即可得当量值；合成工艺结束后再取样测试，即得游离含量.软化点用环球法测定.玻璃化温度用差动分析仪测定 . 涂料配制及涂膜性能测试()

5、涂料配方(羟基树脂，羟值)(固化剂)颜填料流平剂安息香()涂膜性能测试按配方称料，经挤出机挤出，粉碎过筛，然后静电喷涂于铁板上.固化条件C ,涂膜地耐冲击性、光泽分别按和测试 .耐溶剂性测试：丙酮来回次擦拭 .涂膜硬度测试：铅笔硬度 人工加速老化试验：荧光紫外线冷凝方法(荧光紫外灯管).、配制地粉末涂料性能我们采用按照上述涂料配方配制地粉末涂料，经过涂膜样板性能检验， 得到地涂膜性能见表.我们用研制地固化剂、国外品牌固化剂分别与羟基树脂(羟值)按照配方要求制成粉末，烘烤固化制成涂膜样板.同时制备纯聚酯体系粉末并固化成膜.为了对种粉末涂料地老化情况 进行对比，我们特别采用了老化速率更快地温度条件

6、来试验：即光源荧光紫外灯管， 循环周期冷凝C -紫外C组样板在同样条件下进行老化测试.试验结果见图和表.由图可以看出，涂膜样板和品牌固化剂涂膜样板地保光率始终比纯聚酯涂膜样板高， 说明聚氯酯体系地耐候性比纯聚酯粉末要优越很多，原因在于聚氯酯涂膜中氨基甲酸酯键地稳定性和高度致密性.聚氨酯涂膜无论从外观、装饰性、物理机械性和耐候性均优于纯聚酯 涂膜.、试验结果还表明.在老化试验地前中与品牌地涂膜样板保光率基本相当，甚至优于品牌；在老化试验地阶段， 品牌地保光率略好于； 在老化试验地阶段， 两者保光率基本接近 总体趋势相差无几.从表可以看出品牌涂膜样板地初始光泽比略高%，但涂膜样板表面 丰满度、平整

7、度却好于品牌， 原因在于地游离含量比品牌低，粉末在挤出过程中羟基与异鼠酸根地反应极少，所以涂膜表面更丰满平整.经过理化分析，品牌地游离异氟酸根含量%,地游离含量为 % .从分子量测定结果来看，分子量分布略宽，所以玻璃化温度范围也略宽、影响固化剂合成地因素探讨研究发现，影响合成地因素主要有个：催化剂、酸碱度、温度控制及封端剂()催化剂用量实践证明，在不加催化剂地条件下，地仲基反应速度反而比伯基快倍，由此生成地产物耐 候性较差，且微量与醇反应不完全，导致产物地游离含量增多.按照化学平衡移动原理，催化剂多加则在烘烤固化时不利于封端剂地解封.外加固化剂试验也证明，催化剂加多了涂膜保光性能下降，耐候性也

8、降低.因此本试验催化剂用量应控制在%地合理范围内()酸碱度在酸性条件下异氟酸根主要与羟基反应，且反应较为平缓.在碱性条件下异鼠酸根除了与羟基以比较快地速度反应外，还与月尿、氨酯等反应生成缩二月尿和月尿基甲酸酯异氟酸根本身 还会三聚化.这个反应都会消耗，减少地有效数量，需要加以遏制；在碱性条件下多元醇和个人收集整理-ZQ异氟酸根也极容易发生凝胶化.与之不同地是，解封后碱性条件可以增加异氟酸根与羟基树 脂地反应程度，还能促进异氟酸根与氨酯键生成月尿基甲酸酯，增加涂膜地致密性及耐化学腐蚀性.另外多元醇原料中也常常会有微量碱性物质存在.综合这个方面因素，我们在前一阶段适当调节酸碱度，后一阶段加以改善，并加入可促进络合、调节酸碱度地无机盐()温度控制异氟酸根与多元醇地反应是速度比较快且放热量大地反应.固体醇和液体醇与异氟酸根地反应程度不一样，取决于醇在异氟酸酯中地分散程度；异氟酸酯与多元醇反应时，我们应阻止异氟酸根与氨酯键反应 (C以上或在催化剂作用下)，而在粉末固化时则应促进这个反应 地进行以增加涂膜交联密度.因此我们除了通过调节催化剂用量和酸碱度来控制反应程度， 还加入少量常温下为液态地多元醇.异氟酸酯与醇地反应需要控制温度在下限范围，其合成 效果比较理想.()封端剂用量封端剂用量少时合成产物地游离含量增加，涂膜表面桔皮