1.前言

粉末涂料是一種新型的、不含溶劑，100%固體粉末狀涂料,具有無污染、省能源、環保、優質等特點。而聚酯粉末涂料由于其具有優良的耐侯性能，通常也稱為耐侯性粉末涂料，可用于門窗型材、戶外家具、道路防護欄、廣告牌、汽車配件、空調外殼、機械設備等涂裝，可謂應用廣泛。

聚酯粉末涂料從固化類型上可分為兩種，熱塑性聚酯粉末涂料與熱固性聚酯粉末涂料，熱塑性粉末涂料是指在加熱過程中，只有熔融成膜沒有固化反應的粉末涂料，主要有聚乙烯（PE）粉末涂料、聚氯乙烯（PVC）粉末涂料、聚酰胺（尼龍）粉末涂料、聚偏氟乙烯（PVDF）粉末涂料、熱塑性聚酯粉末涂料、聚苯硫醚粉末涂料等。熱塑性粉末涂料，由于其熔點較高，難于實現低溫涂裝。熱固性粉末涂料，在加熱成膜過程中，有交聯反應的粉末涂料，主要有環氧型粉末涂料、環氧/聚酯粉末涂料、熱固性聚酯粉末涂料、熱固性聚氨酯粉末涂料、熱固性丙烯酸粉末涂料、FEVE粉末涂料等。熱固性聚酯粉末涂料主要有兩種類型，聚酯/TGIC型粉末涂料、聚酯/HAA型粉末涂料。

根據中國化工協會涂料與涂裝專業委員會2012年行業統計發布的數據顯示，中國2012年熱固性粉末涂料使用總量1271.8萬噸，而熱固性聚酯粉末涂料占了近半壁江山，且每年使用比例都在增加。雖然聚酯粉末涂料用量驚人，可在低溫固化方面我們走的并不順暢，應用也很少。

2.低溫固化聚酯粉末涂料

2.1 聚酯粉末涂料的發展

聚酯粉末涂料的發展與應用是從20世紀60年代末開始的，在Hoechst AG的專利里，是將端羧基的聚酯與端羥基的聚酯粉碎后機械混合而成的粉末涂料，在220℃固化15分鐘。聚酯含有兩種反應關能團，最常見的有含端—COOH的聚酯，還有含端—OH的聚酯，而含端羥基聚酯與異氰酸酯或四甲氧基甘脲交聯固化的粉末涂料通常習慣叫聚氨酯粉末涂料。在市場應用中，含端—COOH的聚酯可與TGIC及HAA固化，均可以制得聚酯粉末涂料。聚酯/TGIC型粉末涂料，常用固化溫度180～200℃，固化時間10～15分鐘；聚酯/HAA型粉末涂料，通常固化溫度160～180℃，固化時間10～25分鐘。總的來說，常規配方的聚酯/TGIC與聚酯/HAA型粉末涂料，最低也只能做到160℃固化，很難實現更低溫度固化。

2.2 聚酯粉末涂料低溫固化的實現

對于聚酯/TGIC體系要實現低溫固化，可以借助催化促進劑，通常加入一定量的促進劑，可以實現140℃15分鐘完全固化，固化機理如圖1；而對于聚酯/HAA體系，使用促進劑并不起作用，由于其β位置的—OH與聚酯樹脂—COOH反應速率只與聚酯結構與組成相關。

3.低溫固化聚酯粉末涂料的制備

制備低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料，與常規的熱固性粉末涂料制備工藝完全一樣，制備工藝流程見圖2。

聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料，其主要特點是其在常規固化條件（200℃）下，反應速度特別快，膠化時間僅10s左右，比起不加催化劑的聚酯/TGIC粉末涂料固化速度快了近20倍。生產低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料，在擠出工藝中，擠出溫度應控制在100～115℃之間，同時擠出完成后，快速用樹脂清機，防止擠出機螺套內發生膠化。

圖1 羧基聚酯樹脂與TGIC固化機理

圖2 粉末涂料生產工藝流程

實驗配方及測試結果如下表：

由實驗結果可知：

聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料反應條件較低，同進也可以得到很好的性能。生產平面粉末涂料，低溫固化聚酯/TGIC粉末流平性稍差一點，其他性能均很好；做砂紋產品，涂層表觀與涂膜性能則常規固化聚酯/TGIC粉末涂料基本一致。

使用催化促進劑，對聚酯樹脂選擇性低，對聚酯/TGIC體系均可以起到很好的催化作用，達到較好的涂膜性能。

低溫固化（140℃*15min）粉末涂料與常規固化（200℃*10min或180℃*15min）粉末涂料相比較，具有省能源的優勢，同時可以減少VOC的排放量。

5.低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料應用

傳統固化聚酯/TGIC粉末涂料大多應用在有一定耐侯要求的場合，如戶外金屬家具、鋁合金門窗、廣告牌、工程設備、防護欄等。在這些領域低溫固化聚酯/TGIC粉末涂料可以部分代替常規固化的粉末涂料，同時低溫固化粉末在一些領域也有其獨特之處，如在塑料與中密度板（MDF）上，常規固化粉末涂料則不能應用，在熱敏基材上，也只能應用低溫固化粉末涂料。

6.結語

聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料，有很好的性能，可取代部分現有的常規固化聚酯/TGIC粉末涂料，具有更低的VOC排放量，更加節約能源，是粉末涂料重要發展的方向之一。聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料與傳統聚酯/TGIC粉末涂料相比，具有更加環保，更加節約能源，值得我們推廣使用。然而也有不足之處，如平面產品流平性不佳，也不能做亞光或無光平面涂層，在一定程度上阻礙了低溫固化粉末涂料的應用。但在砂紋產品上，聚酯/TGIC低溫固化粉末涂料也表現出了異常的優越性，表面紋理與常規固化聚酯/TGIC一樣，涂膜性能也非常好，能夠在應用上完全取代現用的粉末涂料。總之，低溫固化的粉末涂料，是將來粉末涂料發展的方向之一，其涂膜缺點，也需要我們不斷開發突破。