环保型环氧树脂涂料的环氧粉末涂料

由于粉末树脂的固化温度较高(180~220℃),固化时间长(10~30min),使其仅能应用于金属等耐热基材,而且相对能耗大、费时;且由于其熔融流平和固化开始阶段有一定重叠,控制不好,涂层就会出现平整度上的缺陷,如缩孔、桔皮等问题。为此人们重点开发了UV固化粉末涂料及低温固化粉末涂料用于热敏基材。(1)UV固化环氧粉末涂料UV固化粉末涂料是将常规涂料和UV固化技术相结合的新技术。如前所述,常规粉末涂料通常不能用于薄膜基材和热敏基材,虽然如今已有低于150℃固化的常规粉末涂料投放市场,但仍存在储存稳定性差、流平性不好,对热敏基材而言固化温度仍过高等问题。液体UV固化涂料应用于热敏基材的涂敷,其特点是固化速度快、固化空间小、能耗低;但液态的UV固化涂料所用原材料的分子质量低,存在着对皮肤和眼睛的刺激性危害和固化膜收缩率高等缺点。UV固化粉末涂料是无溶剂的环保涂料,无刺激性危害,一次涂装并可用于热敏基材,低温流动性好,固化速度快,固化空间小,熔融流动性和固化步骤分离,使得UV固化粉末涂料在固化前达到最佳流平状态,保证涂膜质量。另外,粉体热稳定性好,用常规挤出设备不会发生热交联。UV固化粉末涂料应用于木材的涂装,如中密度纤维板(MDF)、铝镁合金、塑料、汽车蒸发器、厚质工件、预制件以及卷材的涂装。Muthiah等将热固化和UV固化技术结合,开发了双固化体系的环氧粉末涂料,它包含热引发剂(如过氧化物)和UV引发剂。UV引发剂主要导致涂层表面固化,而热引发剂则促使与基材接触的树脂固化。对于普通的UV固化涂料,通常不能添加不透明颜、填料,否则会导致UV固化不彻底,在所述的双固化体系中,由于热引发剂的存在,即使用不透明颜料也不会影响涂层的固化;而UV引发剂的存在,又使得涂层的固化速度更快,固化温度更低。这种涂料可完全用于热敏基材,其主体树脂为带有(甲基)丙烯酸酯不饱和键的环氧树脂、聚氨酯或不饱和聚酯等。传统热固型粉末涂料本身不稳定且由于粉末熔融温度和固化温度之间的温差小,流动性一般不佳。为解决这一问题,刘泽曦将红外线(IR)熔融和紫外线辐射固化相结合,在进行涂装时,试件首先经过IR输送带并受热熔融,熔融的粉末涂料可充分的流平。由于熔融和流平性得到扩展,因而即便是高黏度的粉末也能得到优良的外观。熔融的涂料并不发生固化,但一经UV照射,熔融涂料便会很快固化。这种IR/UV熔融固化粉末涂料可在90℃下固化,并可进一步采用后热固化工艺,这种粉末环氧涂料可广泛应用于金属及木质基材的涂敷。(2)低温固化环氧粉末涂料一般地讲,粉末涂料的熔融温度为90~130℃,固化温度为130~180℃,但越来越多的应用需要低温固化,所以低温固化粉末涂料的研究与开发也成为一种趋势,某些环氧树脂粉末涂料的固化温度已降至140℃,有的甚至已降到120℃,同时固化时间也缩短至20min,从而大大节约了能量。 一般固化温度每降低10℃,涂装过程即可节省10%的能量。Muthiah等人研制了新型环氧粉末涂料,其固化温度为107~149℃。其环氧树脂在150℃的熔融黏度为0.2~2.7Pa?s,并且含有5~20%的结晶环氧树脂,能改善熔融粉末涂料的流动特性。该环氧涂料的固化剂为固态的封闭型多胺,例如,咪唑类衍生物或其与环氧化合物的加成物,通常为伯、仲、叔胺基或其混合物。这类粉末涂料主要用于热敏基材,如汽车的塑胶零件、造纸、纸板和木材,能够产生良好的光滑表面。Daly等开发了由缩水甘油基甲基丙烯酸酯聚合物(环氧值为0.25~0.4eq/100g)和含有羧基的聚酯(200℃黏度小于2.5Pa?s)混合而成的粉末涂料,能够在低温下快速固化,主要用于热敏基材。这一粉末涂料还具有亚光特性和优异的耐候性能。郝胜勇等以双酚A型环氧树脂为主要成膜物质,在其中加入多种助剂,研制开发了具有特殊性能的低温固化重防腐环氧粉末涂料,并投入使用。在环氧棚旨的改性方面,Tullos采用玻璃化温度

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