HAA体系低温固化干混消光粉末涂料用低酸值聚酯树脂的合成及性能研究

马志平、谢静、李勇、潘从艺、程润、许燕玲

摘要:

通过考察聚酯配方中的二元醇单体的作用，研究酸解剂对涂层性能的影响，并在聚酯中,加入特殊搭配的光稳定剂,合成得到了适用于制备轻烷基酰胺(HAA)体系低温固化干混消光粉末涂料的低酸值聚酯树脂，同时研究了粉末涂料的固化反应。结果表明:该粉末涂料具有较低的活化能,制备涂层可以实现160℃低温固化,消光光泽约为28,涂层具有良好的耐冲击性和耐老化性能，综合性能优异。

前言

目前户外使用的粉末涂料通常使用TGIC固化，但由于TGIC存在生理毒性，已被欧盟等地禁止使用，因此使用环保无毒的HAA替代TGIC已经成为粉末涂料行业发展的趋势。

随着人们审美观念的改变以及高光泽涂层产生的光污染问题，能够制造柔和表面效果的消光粉末涂料得到越来越广泛的应用。干混消光法是常用的制备消光粉末涂料的方法，该方法利用反应活性差异较大的不同聚酯在固化过程中由于反应活性的差异，造成涂层表面产生微观上的粗糙表面从而实现消光效果，使用该方法无需添加消光助剂即可获得18~45的光泽,综合成本较低。

目前常用的HAA体系干混消光粉末涂料用聚酯固化温度一般为180℃较高的固化温度意味着需要消耗更多的能量叫研究表明涂层固化温度每下降10℃，节约10%左右的能量；此外降低涂层固化温度还可以使粉末涂料的应用领域得到更大的拓展，因此开发可以实现低温固化的HAA体系干混消光粉末涂料用聚酯具有重要意义。目前尚未发现适用于HAA体系粉末涂料的固化促进剂，要保证HAA体系干混消光粉末涂料在低温固化条件下固化完全,同时还要兼顾涂层的消光性能、耐冲击性能以及耐候性能,只能通过树脂配方和工艺进行优化调整。何涛等制备了基于间苯二甲酸的高、低酸值耐候端羧基聚酯树脂,制备的涂层可以获得21~26的光泽，耐候性能优异,但该配方使用TGIC作为固化剂，且固化温度为200℃；陈闯等通过调整干混消光聚酯中高酸值组分的醇酸比、偏苯三酸酐(TMA)含量等，扩大高低酸组树脂的反应活性差，从而降低涂层的光泽,但合成的聚酯同样是使用TGIC作为固化剂，固化温度200℃；周韦明等开发了适用于HAA体系的干混消光粉末涂料用高、低酸聚酯树脂，制备涂层在180℃固化下光泽可以达到25-35,表面流平性和细腻度佳，该涂层固化温度较高，无法实现160℃低温固化。

本文通过考察聚酯配方中的二元醇的作用以及研究酸解剂对涂层性能的影响，并在聚酯中加入特殊搭配的光稳定剂，合成得到了适用于制备HAA体系低温固化干混消光粉末涂料的低酸值聚酯树脂，制备的涂层在160℃固化，具有良好的消光性能和耐候性能。

实验部分

1.1 主要原材料

。以上原料均为工业级。

1.2 实验仪器及设备

15L反应釜：自组装；双螺杆挤出机:SLJ-30AF,烟台东辉；静电喷枪:BA-28型，南海大步喷塑综合厂；光泽仪：XGP型，天津信光科技；色差仪：CM2300D,美能达；冲击仪:QCJ型，天津森日达;锥板黏度计：DV-II型BROOKFIELD公司；差示扫描量热仪:DSC1型，梅特勒-托利多。

1.3 聚酯树脂合成工艺

聚酯树脂配方见表1。

按表1的配方量将醇类、酸类等单体和催化剂投入到15L反应釜中，通入氮气保护并升温至160℃后打开搅拌器。缓慢升温至250℃保温4h,控制酸值在4~12mgKOH/g,检测酸值达标后加入酸解剂并在240℃保温3~5h,反应至酸值在35~41mgKOH/g,降温至210℃,开始抽真空直至真空度达到-0....