摘要

:

分析了低成本聚酯粉末涂料容易出现缩孔的原因，认为低成本树脂相对较高的表面张力和存在的结晶可能是导致涂膜表面性能不好的主要原因。

在此基础上，参考具有一定抗缩孔功能的润湿助剂(701助剂) 的基本结构，提出引入适量的活性官能团可能有助于表面性能的提高。

通过溶液聚合法制备了系列不同酸值的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸(丙烯酸)［MMA/BA/MAA(AA)］三元共聚物，并进行了结构与性能表征。

把经过筛选和优化的共聚物应用到粉末涂料中可以显著改善缩孔现象，满足实用要求。提出了共聚物中的不同组分在涂料中的协同作用机理。

与传统的溶剂型涂料相比，粉末涂料具有环保优势，但一个很大的不足是由于缺少低表面张力溶剂的辅助，使得粉末涂料的表面张力过大，对基材的润湿不好，容易出现缩孔等弊病，影响涂膜的美观，有损涂料的保护和装饰功能。

针对粉末涂料容易出现的缩孔问题，可以通过合成改性树脂或添加一些流平剂和润湿助剂等方法去解决。虽然对树脂进行改性能从源头降低整个涂料体系的表面张力，但成本较高，难以推广。

添加助剂可降低表面张力，但商品化的助剂并不是普适的。目前粉末涂料用聚酯市场竞争激烈，利润较低，市场上出现了一些低成本聚酯。

如某公司生产的低成本端羧基聚酯(下文简称树脂P)，原料中的二元醇主要是低成本的乙二醇，该树脂所配制的纯聚酯粉末涂料；

即使通过添加商品化助剂(流平助剂588、润湿助剂701等)，仍会出现很多缩孔问题，只能与环氧树脂配成混合型粉末涂料使用。

本研究针对这种情况进行了分析，设计合成了一种与商品化助剂不同的聚丙烯酸酯助剂，进行了应用评价，并探讨了助剂与树脂的作用机理。

1 实验部分

1.1 主要原料和仪器

树脂P、TS2098树脂：工业级，传化天松；流平助剂588、润湿助剂701、安息香：工业级，宁波南海; 钛白粉:工业级，中核华源；沉淀硫酸钡：工业级，南风集团；固化促进剂乙基－三苯基溴化膦(EPPB)：工业级，江西肯特化学；甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)：工业级，上海华谊集团。

1.2 丙烯酸酯共聚物的合成

使用溶液聚合的方法，反应单体主要为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸，引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN) 。

聚合过程如下: 反应前把所需量的单体和引发剂(AIBN，单体质量的2%)用磁力搅拌混合均匀。

四口烧瓶中放入二甲苯(使全部单体浓度为50%)，经过3次抽换气，用氮气保护。机械搅拌速度200r/min，达到反应温度(外油浴温140℃)后，用连续滴加法通过蠕动泵往烧瓶里滴加反应物，期间调节滴加速度，尽量保持匀速。

滴加完毕后再补加单体质量0.5%的引发剂，在140℃保温反应1 h，先用水泵抽除大部分溶剂(外油浴温105℃)，然后升高油浴温度到185℃，先用水泵，最后用油泵把残留的溶剂和单体真空抽干，在烘箱中真空烘干到恒质量。

1.3 聚酯粉末涂料的制备

先在210～220℃下把树脂、固化促进剂和所合成的丙烯酸酯共聚物或701助剂在一定的搅拌速度下，熔融共混30min，然后倒出，冷却后粉碎。

按现有配方配成粉末涂料，含颜填料和一些必要的助剂，分别经过螺杆机挤出、粉碎机粉碎、筛网(180目)过滤得到一定粒径(88μm以下)的粉末颗粒。其中双螺杆挤出机的温度为Ⅰ区90℃，Ⅱ区120℃，转速控制在950r/min左右。

以钢板为基材，除锈和去油脂处理后高压气流吹干。静电喷涂上述制备的粉末涂料，在200℃烘箱中烘烤15min。

2 结果与讨论

2.1 聚酯粉末涂料出现缩孔原因分析

聚酯粉末涂料由于没有低表面张力溶剂的辅助，容易出现缩孔。一般商用粉末涂料聚酯的表面张力大约在30mN/m左右，而聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的表面张力达到43mN/m，马口铁的表面张力一般为35～45 mN/m。

树脂P含有大量的ET(对苯二甲酸乙二醇)结构单元，与其他聚酯树脂相比，表面张力较大，出现缩孔的现....