摘要﹕討論了樹脂、固化劑、助劑以及工藝條件對聚氨酯粉末涂料涂膜性能的影響及選擇，最終得到了最优化的配方方案。

關鍵詞﹕粉末涂料﹔聚氨酯﹔固化劑﹔助劑

０　　前　　言

在耐候性粉末涂料中，聚氨酯粉末涂料的產量在世界上僅次于聚酯粉末涂料。由于其优异的物理化學性能，以及非常好的裝飾性，性能全面、平衡，應用范圍特別廣，主要應用于戶外場合的裝飾性涂裝，如自行車、摩托車、汽車等。另外，易于薄層化的特點使其特別适合于金屬預涂材料（ＰＣＭ）的涂裝。現在市場上的聚氨酯粉末涂料均是由羥基聚酯和封閉异氰酸酯組成的。由不同的羥基聚酯和封閉 异氰酸酯組成的粉末涂料其物理化學性能有很大的區別。

本研究的目的是通過試驗檢測數据找到合适的聚氨酯粉末涂料的最佳配方，以達到最佳的性价比，同時探討了各部分組成及試驗條件對涂膜性能的影響。

１ 羥基聚酯的選擇

聚氨酯粉末涂料固化成膜的主要化學反應是聚酯樹脂的羥基（—ＯＨ）与封閉异氰酸基（—ＮＣＯ）之間的反應，反應式可表示如下﹕

聚氨酯粉末涂料的涂膜降解速度主要取決于羥基聚酯主鏈分解控制，選擇合适的羥基聚酯對聚氨酯粉末涂料的耐化學性能有著至關重要的影響，在此選擇了多家羥基聚酯作了各种物理化學性能的對比試驗，但不同厂家的羥基聚酯做成的聚氨酯粉末涂料的物理化學性能有很大的不同。選取的飽和羥基聚酯有國外樹脂１、國外樹脂２和國內樹脂１、國內樹脂２，作對比試驗。其參考配方見表１。

將原材料嚴格按照參考配方稱量并且混合均勻，用國產ＳＬＪ－３０擠出机擠出（一區溫度控制在１０５℃，二區溫度控制在１１０℃），烤箱溫度為（２００±２）℃，制定標准檢測樣板，檢測標准按照國家推荐標准，檢測以不同飽和羥基聚酯制成的聚氨酯粉末涂料涂膜性能，結果見表２。

按照表２ 所顯示的這四种飽和羥基聚酯所在的配方的各种物理化學性能相差不大，但是在表中可以看出國產樹脂的光澤偏低，耐老化性能比國外樹脂稍差。通過以上試驗對比選擇國外樹脂２作為聚氨酯粉末涂料的最終成膜樹脂。

２　　固化劑的選擇

固化劑對聚氨酯粉末涂料的物理化學性能有很大的影響，如果選擇的固化劑与樹脂不能很好地產生交聯反應，那么聚氨酯粉末涂料的物理化學性能就會受到很大程度的影響。聚氨酯粉末涂料的固化劑現在主要還是采用進口的，在此選擇了德國拜耳的２１４７不封閉型的异氰酸酯為固化劑１和德固薩的Ｂ－１５３０封閉型的异氰酸酯為固化劑２作為實驗用的固化劑，樹脂選用上述試驗的國外樹脂２，其參考配方見表３。

嚴格按照表２的試驗檢測條件對由表３配方制成的粉末涂料涂膜進行檢測，除耐老化、光澤、杯突有所變化外，其他的各种物理化學性能跟表２做對比都沒有變化。試驗結果見表４。

由表４中可以看出固化劑２所在的配方的性能比表１中各配方的性能有了很大的提高，固化劑２比固化劑１所做的配方的性能要优异一些，因此選擇固化劑２作為聚氨酯粉末涂料的最終固化劑。

３　助劑的選擇

由以上試驗可以選出最佳的樹脂和固化劑，但是通過試驗檢測的結果可以看出，涂膜的耐老化性能沒有達到最佳，為了提高涂膜的耐老化性能，選擇合适的助劑成為了做出最优化配方的關鍵。為此選擇了ＯｃｔａｆｌｏｗＴＭＢＴ－７１聚氨酯粉末涂料用催化劑，它是一种用于能自由流動的二月桂酸二丁基錫催化劑，其添加量對涂膜的耐老化及耐沖擊性的影響見圖１。

由圖１可以看出，隨著ＢＴ－７１添加量的增加，聚氨酯粉末涂料涂膜的剛性在增加，其耐沖擊性就會降低，同時涂膜的光澤也會有不同程度的下降，通過

試驗檢測到其添加量在３～３﹒５時，涂膜在保光率２０％時其耐老化性達到８００ｈ以上，同時正反沖擊５０ｋｇ不出現細小裂紋。

由以上試驗可以得出聚氨酯粉末涂料最优化配方應選擇國外樹脂２、固化劑２、ＢＴ－７１添加量３～３﹒５為宜。

本試驗配方的原材料价格要略高于一般的現有配方，但性能要好于現有配方。其与一般配方的性能比較見表５。

４　試驗條件的影響

在試驗擠出的過程中，擠出机的清理非常重要，最好有專門的生產聚氨酯粉末涂料的擠出机和研磨机，如果擠出机与研磨机中有其他涂料的殘留物，生產出的聚氨酯粉末涂料就會有顆粒、縮孔等弊病。由于聚氨酯粉末涂料在烘烤固化成膜過程中，要釋放封閉劑等小分子化合物，試驗樣板的涂膜不能太厚，否則容易產生針孔、气泡等弊病﹔同時由于封閉性异氰酸酯的解封溫度要求很高，決定了聚氨酯粉末涂料不能做低溫固化。烘箱的溫度過高或者烘烤的時間過長都會引起涂膜的變黃，進而也會影響涂膜的光澤等。

５　結　語

通過探討樹脂、固化劑以及催化劑對聚氨酯粉末涂料的各种物理化學性能的影響，選擇合适的樹脂以及固化劑對聚氨酯粉末涂料的性能有著至關重要的影響，添加合适的助劑可以很大程度上改善涂膜的性能，合适的配方可以最大化地節約成本。嚴謹的操作工藝可以減少不必要的浪費，增加產能，提高經濟效益。

參考文獻

  １馮素蘭，等﹒粉末涂料﹒北京﹕化學工業出版社，２００４

  ２南仁植﹒粉末涂料与涂裝實用技術問答﹒北京化學工業出版社，２００４