【文摘】低温固化粉末涂料发展方向

要降低粉末涂料的固化温度，以下从主体树脂、固化剂、催化剂、红外光固化、紫外光固化、喷雾干燥法制造粉末涂料制造粉末涂料和自由基反应固化方面来进行讨论。

粉末涂料不管是热塑性或是热固性，成膜温度均在180-200℃左右，固化时间长(10-20min)，这限制了它只能用于金属等耐热基材，并且费时，相对能耗较大。每降低10℃固化温度大约节能10%，为节约能源降低成本，扩大粉末涂料的涂装范围，更好地与溶剂型涂装线接轨，粉末涂料须向低温固化型方向发展。可以通过降低树脂本身的熔融温度、粘度、软化点、增加树脂的官能团提高交联度、加入适当助剂、应用适当的催化剂等多种手段来实现粉末涂料的低温固化。降低粉末涂料的固化温度，不仅可以加快自动生产线的生产速度和提高生产效率，节约能源，而且使粉末涂料的应用范围大大的增加。

决定粉末涂料性能的关键是基体树脂，为实现低温固化的粉末涂料，现已开发出不饱和聚酯型、不饱和树脂型、聚氨酯丙烯酸酯树脂型、乙烯基醚树脂型等。不饱和树脂是UV固化或自由基热固化粉末涂料的主要成膜物质，是决定涂料性质和涂膜性能的主要成分。为实现低温固化，一方面要求树脂能赋予粉末良好的储存稳定性，粉末须在40℃条件下能储存3～6月而不结块;另一方面所用原材料须在较低温度(如100℃或更低)下具有较低的熔融粘度以保证涂料在固化过程中具有良好的流动性。这就要求所选用树脂的玻璃化温度(Tg)应该在50～70℃(至少在40℃以上)，平均分子量为1000～4000，并且分子量分布要窄。要得到这样的树脂并非易事，Tg高于50℃的树脂熔化难以控制，因为C=C双键在80℃即可开始聚合，而80℃以下则其粘度太高而难以处理。降低树脂熔融温度的常用方法是合成半结晶树脂、加入结晶化合物或无定形低聚物。通过高分子结构设计，合成树枝状及超支化半结晶聚合物制备低温固化不饱和树脂也是一种可行的方法。

从物理化学角度来考虑化学反应的速率可以应用阿伦尼乌斯(Arrhenius)公式表示，k=Aexp-Ea/RT(指数式)。k为速率常数，R为摩尔气体常量，T为热力学温度，Ea为表观活化能，A为指前因子(也称频率因子)，也常用其另外一种形式：lnk=lnA-Ea/RT(对数式)。要提高低温固化下反应速率，可从其化学反应机理来分析。可以看出Ea为表观活化能是一个很重要的因素，活化能是指化学反应中，由反应物分子到达活化分子所需的最小能量。化学反应速率与其活化能的大小密切相关，活化能越低，反应速率越快，因此降低活化能会有效地促进反应的进行。促进剂通过降低活化能(实际上是通过改变反应途径的方式降低活化能)来促进一些原本很慢的化学反应得以快速进行。

为使促进剂更好的促进化学反应，对于和树脂相容性好、具有较低熔点(80～120℃)的固体化合物，由于挤出就能获得良好的分散度，可以在制粉时加入熔融....