简介：研究了不同促进剂品种对聚酯环氧粉末涂料和涂层性能的影响，同一促进剂品种对聚酯环氧粉末涂料和涂层性能的影响，以及不同催化剂用量对同一聚酯环氧粉末涂料和涂层性能的影响。

1 引言

众所周知，聚酯环氧粉末涂料由聚酯树脂、环氧树脂、颜料和添加剂组成。

在添加剂的成分中，除常用的流平剂、分散剂、除气剂、松散剂外，还需要添加固化促进剂，以满足粉末涂料的反应活性，即满足烘烤固化条件，使涂层性能满足用户的要求。

随着我国粉末涂料和涂料行业的快速发展，为了满足各种用途的需要，开发了多种聚酯树脂和环氧树脂，基本上可以满足一般需求。

但不能完全满足特殊用途的需要。在粉末涂料聚酯树脂品种的开发中，应添加不同量的固化促进剂。

但由于原材料生产单位的距离、产品价格、树脂相容性等原因，未找到理想的树脂品种时，应考虑调整熟悉树脂品种的活性，具体措施之一是在配方中添加促进剂。

在粉末涂料配方中，促进剂的主要作用是改善树脂和固化剂（或树脂） 提高成膜材料的固化反应速率或缩短固化反应时间，或调整粉末涂料的胶化时间和熔化水平流动性。

聚酯环氧粉末涂料系统中使用的促进剂种类很多，如金属氧化物(氧化锌)、叔胺(咪唑)、季胺(卞基氯化胺)、季铵盐(咪唑盐)等。

了解不同促进剂品种对聚酯环氧粉末涂料和涂层性能的影响；

同一品种的促进剂对聚酯环氧粉末涂料和涂层性能的影响，由不同厂家或同一厂家制造；

不同剂量的促进剂对同一聚酯树脂制备粉末涂料和涂层性能的影响，对设计聚酯粉末涂料、选择促进剂的品种和剂量、选择聚酯树脂具有重要意义。本文对此进行了研究。

2 试验部分

2.1 测试设备和仪器

试验设备包括双螺杆挤出机、破碎机、静电粉末喷涂设备、色差仪、胶化时间和熔融流动性测量仪、冰箱、涂层光泽和冲击强度测试仪。

2.2 试验原材料

原料有：聚酯树脂-1、聚酯树脂-2、聚酯树脂-3、聚酯树脂-4、环氧树脂E-12、促进剂-1(咪唑类)、促进剂-2(咪唑啉)、促进剂-3(盐)、钛白粉R940、硫酸钡沉淀、流平剂、分散剂、除气剂等添加剂。

2.3 试验方法

根据粉末涂料的配方称量，通过熔融挤出→粉碎→过筛（180 制作粉末涂料。

然后在0.5 mm 静电喷涂后，冷轧钢板分别为180 ℃、190 ℃，200 ℃固化15 min，检测涂膜性能。

3 结果与讨论

3.1 对同一聚酯环氧粉末涂料性能的影响

分别选择促进剂-1、促进剂-2、促进剂-3、聚酯树脂-1 和环氧树脂E-12 制备聚酯环氧粉末涂料。试验结果见表1。

表1 试验结果表明，不同的促进剂品种对同一聚酯环氧粉末涂料的胶化时间、熔化平整度、光泽和冲击强度有不同的影响，特别是对冷冻涂的冲击强度。

这是因为不同的促进剂有不同的结构和不同的催化机制，所以促进效果也不同。因此，有必要根据粉末涂料和涂层性能的要求选择合适的促进剂品种。

3 不同促进剂的粉末涂料和无促进剂(空白)的粉末涂料分别为180 ℃、190 ℃、200 ℃固化15min，比较涂膜色差（ΔE）试验结果见表2。

表2 试验结果表明，添加促进剂的180 ℃烘烤固化模型的标准是180℃烘烤固化样品为标准，促进剂-3 最小色差。

因此，考虑到涂层的耐变色性和耐热性，选择促进剂-3 更好。

3.2 同一促进剂对不同聚酯树脂环氧粉末涂料的影响

聚酯树脂-1、聚酯树脂-2、聚酯树脂-3、聚酯树脂-4 聚酯环氧粉末涂料分别制备，比较粉末涂料和涂膜的性能，试验结果见表3。

从表3 试验结果显示，促进剂-3 聚酯环氧粉末涂料与不同厂家用相同剂量的聚酯树脂制备时，对粉末涂料的胶化时间影响不大，对粉末涂料的熔化水平和流动性影响较大。

这是因为聚酯树脂制造商在设计聚酯树脂的活性时，考虑到180年粉末涂料的烘烤和固化条件 ℃、15 min。

因此，聚酯树脂的活性和胶化时间不会有很大很大差异，但各厂家使用的原材料不同，树脂结构不同，熔融粘度不同，粉末涂料的熔化水平和流动性也不同。

用这种促进剂粉末涂料，180 ℃、190 ℃、200℃在不同温度下烘烤固化15 min 涂层的光泽差异很大，但对常温下涂层的冲击强度没有明显影响，但对冷冻下的冲击强度有一定影响。

该试验结果表明，同一促进剂对聚酯树脂制备的粉末涂料与不同厂家的涂层性能有很大的不同，因此必须通过不同聚酯树脂和促进剂之间的比较试验来选择聚酯树脂与促进剂之间的最佳匹配。

此外，同一促进剂对不同厂家聚酯树脂制备聚酯环氧粉末涂料涂料色差的影响为180 ℃、固化15 min 涂膜为标准；

有促进剂-3 的不同聚酯树脂粉末涂料分别在180 ℃、190 ℃、200 ℃固化涂膜的色差（ΔE）比较时聚酯树脂-4 色差最小，涂膜耐热性最好。

而聚酯树脂-2 色差最大，涂膜耐热性最差，涂膜耐热性顺序如下:

聚酯树脂-4>聚酯树脂-1>聚酯树脂-3>聚酯树脂-2

根据涂层耐热性和色差的要求，选择聚酯树脂品种或促进剂品种也是设计粉末涂层配方的重要问题。

3.3 不同促进剂用量对聚酯环氧粉末涂料的影响

选择促进剂-3，聚酯树脂-2，聚酯树脂-3 和聚酯树脂-4 粉末涂料分别用不同的剂量制备，以测试涂层的性能。试验结果见表4 ~ 6。

表4 试验结果表明，随着配方中剂量的增加，粉末涂料的胶化时间明显缩短，熔化水平的流动性也有降低的趋势，对涂层的冷冻冲击性能也有一定的影响.40 g 性能最好。

此外，在一定剂量范围内，促进剂对涂膜的冲击强度和光泽没有明显的规律。

表5 试验结果表明，随着配方中剂量的增加，粉末涂层的胶化时间明显缩短，熔化流动性明显降低，但对涂层的光泽、冲击强度和冷冻冲击强度没有明显差异。

表6 试验结果表明，随着配方中剂量的增加，粉末涂料的胶化时间明显缩短，熔融水平的流动性明显降低，对涂层的冷冻冲击性能也有一定的影响.40 g 性能最好。

另外，在一定的用量范围内，对涂膜的光泽和冲击强度没有明显的影响。

表4 ~ 6 试验结果表明，一般在聚酯环氧粉末涂料系统中，随着促进剂量的增加，粉末涂料的胶化时间缩短，熔化水平的流动性也较小。

因此，添加和调整促进剂的用量可以调节粉末涂料的烘烤时间和温度，有效防止涂膜流挂。

在上述试验中，冲击强度影响不明显，但对涂膜的冷冻冲击强度影响较明显。

因此，粉末涂料配方设计的重要内容之一是根据用户对粉末涂料和涂膜性能的要求，选择最佳促进剂的品种和用量。

4 结语

⑴聚酯环氧粉末涂料系统采用同一聚酯树脂和不同品种的促进剂，不同的促进剂品种对粉末涂料的胶化时间和熔化水平的流动性有一定的影响。

对涂膜的冲击强度，特别是冷冻冲击强度，在不同温度下烘烤固化时对涂膜色差的影响也有明显差异。因此，必须选择合适的促进剂品种。

⑵聚酯树脂品种对粉末涂料的胶化时间有一定的影响，对熔融水平的流动性影响较大；

此外，涂膜色差对涂膜冷冻冲击强度和不同温度下烘烤的影响也很大。因此，必须选择合适的树脂品种进行匹配。

⑶聚酯环氧粉末涂料系统采用相同的聚酯树脂和不同剂量的相同促进剂，随着促进剂剂量的增加，粉末涂料的胶化时间显著缩短，熔化水平的流动性也有降低的趋势。

虽然对涂层的光泽和冲击强度没有明显影响，但对涂层的冷冻冲击强度有明显影响。因此，必须考虑选择合适的促进剂量。

总之，为了获得适当的反应活性、优异的涂层机械性能（特别是冷冻冲击强度）和耐热性（色差小）的聚酯环氧粉末涂料，必须选择促进剂的品种和剂量，并选择聚酯树脂的品种（制造商）。