1、環(huán)氧樹(shù)脂粉末體系
絕大多數(shù)裝飾性環(huán)氧樹(shù)脂粉末涂料都是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂,環(huán)氧當(dāng)量為680~750,所用固化劑有多種,如胺、酰胺、酚、有機(jī)酸(酐)、有機(jī)酸鹽及其加成物。最常用的固化劑是雙氰胺(DICY)、甲苯基二胍(OTB),加速雙酚A,雙酚A環(huán)氧加成物和有機(jī)酸鹽(用于低光粉末)。
如果采用EEW超出680~750范圍的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂,則樹(shù)脂/固化劑比應(yīng)當(dāng)作適當(dāng)調(diào)整。有時(shí)采用EEW低于650的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂制備低溫固化的粉末涂料(固化溫度低于250°F,121℃),但是這種樹(shù)脂的玻璃化溫度Tg很低(可能低于100°F,38℃),影響了體系的貯存穩(wěn)定性(熔結(jié)穩(wěn)定性)。
有時(shí)采用EEW900~1000和EEWl600~1800)的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂制備特殊效果的粉末涂料,如花紋粉末涂料,它們可以單獨(dú)使用.但更多的是與EEW680~750的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂配合使用,EEW越高意味著固化涂膜的交聯(lián)密度越低,因此涂膜的耐化學(xué)品性、尤其是耐溶劑性比較差。
雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的官能度為2,也就是說(shuō)在分子鏈端只有2個(gè)反應(yīng)性環(huán)氧基,線性酚醛樹(shù)脂、甲階酚醛樹(shù)脂與雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)活性要更強(qiáng)一些,這些樹(shù)脂分子中的反應(yīng)性基團(tuán)大于2個(gè),固化時(shí)的交聯(lián)密度更高,因此涂膜的耐化學(xué)品性更高。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家介紹,通常多官能度環(huán)氧樹(shù)脂要比雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂貴,因此為了降低成本,有時(shí)采用雙酚A和線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂配伍,使涂料體系的總體性能良好,同時(shí)原材料成本比較合理。
雙酚A、線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂都不耐UV光照射,因此均不能用于配制戶(hù)外耐久性粉末涂料,當(dāng)然,氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂除外。
2、環(huán)氧,聚酯混合型粉末體系
裝飾性粉末涂料中大多數(shù)混合型體系都是采用羧基聚酯/EEW680~750的環(huán)氧樹(shù)脂混合比為50:50、60:40、70:30配制而成的,有時(shí)混合比會(huì)比之更高。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(
www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹,羧基聚酯的酸值決定了聚酯,環(huán)氧的混合比,北美地區(qū)采用的混合型羧基聚酯樹(shù)脂多半含有催化劑,這種催化劑主要用于在320°F(160℃)~400°F(204℃)條件下加速固化反應(yīng)的進(jìn)行?;旌闲腕w系常用的催化劑有咪唑,例如2-甲基咪唑(2-M1)或2-丙基咪唑(2 PI)。
有時(shí)混合型體系也采用EEW900~1000和EEWl600~1800的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂,以制成特殊效果的粉末涂料,如花紋粉末涂料。當(dāng)然這需要調(diào)節(jié)聚酯,環(huán)氧的混合比例。混合型體系中環(huán)氧樹(shù)脂的EEW越高,固化涂膜的交聯(lián)密度越低,因此涂膜的耐化學(xué)品性.尤其是耐有機(jī)溶劑性較差。
通常多官能度環(huán)氧樹(shù)脂比雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂貴,為降低成本,有時(shí)用羧基聚酯與雙酚A和線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂配用,使涂料體系的總體性能良好,而且原材料成本也比較合理。
雙酚A、線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂抗紫外線性能均不好,在聚酯/環(huán)氧混合型的戶(hù)外耐久性粉末涂料中不應(yīng)使用,但采用氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的混合體系除外。
3、聚酯,聚氨酯體系
裝飾性粉末涂料用的多功能聚酯,聚氨酯體系是采用羥基聚酯/封閉型異氰酸酯(1PDl)80~84/20~16的樹(shù)脂,固化劑比配制而成的。配制聚氨酯粉末涂料所用的羥基聚酯其交聯(lián)密度的范圍很寬。
羥基聚酯的羥值決定了聚酯,封閉型IPDI的混合比例,北美地區(qū)用的羥基聚酯大多含有催化劑,用以在360°F(182℃)~400。F(204℃)條件下加速固化反應(yīng)的進(jìn)行。聚氨酯粉末涂料常用的催化劑為有機(jī)錫化合物,如辛酸錫、二月桂酸二丁基錫、乙酸二丁基錫和氧化二丁基錫。
倘若采用羥值25~300的羥基聚酯,催化劑種類(lèi)相同,則制成的粉末涂料性能見(jiàn)表。
聚酯/IPD比例 |
88:12 |
80:20 |
65:35 |
40:60 |
反應(yīng)性(350°F,177℃以上) |
較低 |
→ |
→ |
較高 |
交聯(lián)密度 |
低 |
→ |
→ |
非常高 |
涂膜硬度 |
好 |
→ |
→ |
非常高 |
涂膜柔韌性 |
好 |
→ |
→ |
差 |
涂膜耐化學(xué)品性 |
差 |
→ |
→ |
非常好 |
戶(hù)外耐久性(抗紫外線) |
好 |
→ |
→ |
好 |
表中的羥基聚酯也可以用芳香族異氰酸酯固化,例如£-己內(nèi)酰胺封閉的TDI。這種配方成本較低(較低的固化劑用量,以及TDI原材料成本較低),烘烤固化的溫度也較低(平均低25°F,14℃)。但是TDI型聚氨酯粉末涂料的戶(hù)外耐久性非常一般。
三唑封閉型IPDI粉末涂料(與TDl型體系的樹(shù)脂,固化劑比相同)的戶(hù)外耐久性與£-己內(nèi)酰胺封閉的IPDI型體系相同,但固化溫度為290°F(143℃)~320°F(160℃)。
特殊設(shè)計(jì)的含催化劑的羥基聚酯樹(shù)脂可與脲二酮固化劑配伍使用,制成無(wú)揮發(fā)性的聚氯酯粉末涂料,封閉型異氰酸酯固化劑在固化過(guò)程中將釋放原粉末重量3%~10%的封閉劑。