低温固化粉末涂料系统| - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

开发了一系列高反应性粉末涂层聚酯，为低温固化或缩短烘焙周期提供了创新的解决方案，这将允许渗透到新的应用领域。基于这些技术的粘结剂在130℃的金属峰值温度下可固化10 min，并且都表现出优异的IR固化性能。固化温度的降低为新的应用和优化的工艺效率带来了新的创新方法，同时保持高性能。本文的目的是展示证明这些成就的发现。

Allnex粉末涂料树脂研发的目标是通过创造创新的聚酯树脂来支持粉末涂料市场，使行业适应快速变化的条件，并:

提高生产率;
节约能源;
包裹重物;
涂层热敏基板;而且
增加生产过程的稳健性。

最新聚酯发展的目标包括三个主要因素:

养护温度较低;
固化时间短;而且
红外固化。

烘箱工况模拟

在标准固化条件下，即使烤箱温度设置为220℃，也需要付出巨大的努力才能使重型基材达到粉末涂料的固化温度水平，例如在180°C或200°C下10分钟。对于反应性粉末在160°C或以下10分钟固化，在烘箱中的停留时间可以显著减少。

低烘烤树脂缩短粉末在重基材上固化时间的优势

在我们的实验室模拟中，一个5公斤的钢板在220°C的烤箱温度下运行15分钟后达到160°C的温度。反应性粉末在160°C开始反应，随着温度上升到220°C，几分钟内就会固化。这意味着钢片可以在3-4分钟后离开烤箱，因为基材保持160°C以上的高温，即使在冷却阶段的5-6分钟，因为固化过程在烤箱外继续进行。这意味着整个烘箱停留时间只需要18-19分钟就能完全固化反应粉末。

对于10分钟，180°C的粉末，20分钟的加热时间加上在烤箱中进一步6-7分钟，以获得足够的固化能量。同样，衬底在冷却阶段保持足够高的温度以完全固化180°C粉末。烤箱总停留时间为26-27分钟。

对于10分钟，200°C的粉末，需要30分钟的加热时间。总烘箱停留时间需要37-38分钟，以充分固化200°C的粉末(图1)。

**图1:**在不同的固化时间和烤箱温度下，反应性的haa -聚酯变成标准的haa -聚酯。

与应用结果相比，从200°C粉体变为160°C活性粉体时，停留时间可缩短约50%，从180°C粉体变为160°C活性粉体时，停留时间可缩短30%，且不影响膜特性。

人们可以理解，非常重的钢元素需要更长的时间来加热。对于这种非常重的基材，更可取的好处是较短的烘箱停留时间。低焙粉可以实现合理的“短”的加工时间，这种沉重的基材。

需要注意的是:较高的烤箱温度提供了更快的加热速率，这意味着可以显著减少停留时间。将烤箱温度从220°C降低到160°C，将一块5公斤重的钢板加热到160°C所需的时间增加了两倍。

聚酯的发展进行了四种不同类型的硬化剂用于粉末涂料技术，包括:

环氧树脂(杂化环氧树脂，EEW为680 ~ 800 gr/eq);
羟烷基酰胺(HAA)(如原胺^®XL 552 *);
三缩水甘油三酯异氰尿酸酯(如:alalite^®PT 810 *);而且
缩水甘油酯(Araldite PT 910/PT 912*)。

挑战和限制

我们的化学家面临着几个挑战，这些挑战很容易阻碍降低固化温度和缩短固化时间的目标。allnex所采取的方法是在保持粉末所需的树脂特性之间找到微妙的平衡，同时仍然确保满足关键方面，如粉末的存储稳定性、化学稳定性、耐候性和耐腐蚀性、机械性能和粘度等。

新应用程序的好处

我们发现，活性聚酯可以使客户配制具有较低固化温度的粉末:例如，130°C而不是160°C。这一发现为在热敏性基材和重物上应用粉末提供了新的可能性，同时还节省了能源成本并促进了涂层操作。这些发现也为我们的目标群体提供了各种机会，如表1所示。

用于室内混合配方的反应性cooh -聚酯树脂

用于热敏性应用的典型高活性聚酯是50/50混合聚酯。例如CRYLCOAT 1501-6，它可以在140°C 10分钟或在180°C物体温度1分钟的很短时间内固化。这种聚酯纤维适用于光滑的表面处理。

在同一家族中还有其他聚酯，适用于配制纹理或显示出更好的抗划痕性。其他高活性聚酯甚至不含锡。树脂家族包括一系列不同的树脂等级(表2)。

在图2中可以看到一些低烘烤混合聚酯在0.8 mm钢板上，在140℃固化12 min, 180℃固化3 min或IR固化1 min时的薄膜Tgs。所指示的时间总是在烤箱中停留的总时间。

在固化温度下，低烘焙混合聚酯的抗过焙性(即发黄倾向(DE的主要贡献)保持在相对稳定的水平(图3)。在某些情况下，IR固化结果比对流烤箱固化更差。这是可以预期的，因为红外的能量密度要高得多，如果能量剂量不精确，很容易引起更多的黄变。

用于室外HAA固化剂的活性COOH聚酯树脂

羟基烷基酰胺在缩聚反应中与COOH聚酯反应并释放H₂O是挥发物。催化剂不能加速这个反应。然而，今天可以用创新的高反应性聚酯树脂配制HAA粉末涂料，固化条件为物体温度至少150°C。不允许进一步降低固化温度的关键参数包括:

没有合适的催化剂;
玻璃化转变温度(Tg)——需要保证粉末的储存稳定性;
粘度-不良流动方面和低温脱气问题;
反应性-凝胶时间过短会导致脱气问题;
耐水点性-低温固化haa粉的限制结果。

户外部分主要分为三组:a)用于工业应用，佛罗里达自然风化暴露时间少于1年，1年后光泽度保持<50%;b) 1级应用，1年后保光度为>50%;c) 2类应用，3年后保光度为>50%。

适用于工业应用的HAA固化剂活性COOH聚酯树脂见表3。

在图4中，我们可以看到0.8 mm铝板上低烘烤工业HAA聚酯的薄膜tg，在160℃下固化12分钟，在200℃下固化4分钟，或在IR固化1分钟。所指示的时间总是在烤箱中停留的总时间。

在不同温度下，低烘烤HAA聚酯的抗过烤性(即泛黄倾向(DE的主要贡献))仍然具有可比性。粉末变黄在很大程度上取决于配方中HAA的浓度。IR固化与大多数聚酯是不可能的，因为薄膜显示脱气问题，由于H的释放₂O.这种脱气效果也可以在200°C对流烘箱中注意到(图5)。

适用于建筑应用的HAA固化剂反应聚酯树脂

这些用于HAA的活性COOH聚酯被设计为在适当配方的粉末中实现Qualicoat class 1认证或GSB国际标准认证。这意味着对于这两种质量法规来说，1年佛罗里达耐腐蚀剂的光泽度保持在原始光泽度的50%以上应该是可行的。除了保持光泽，还有许多其他的特性需要克服。除了包括金属颜料在内的各种颜色之外，市场还需要各种不同的光泽度。高光，有光泽和半光泽饰面是由单一聚酯与合适的填料和添加剂组合而成。对于半哑光和哑光饰面，干燥混合系统，即将两种不同反应性的粉末混合在一起，是最常用的技术。活性聚酯适用于所有光泽等级。

有光泽范围的一个例子是CRYLCOAT 2679-6，它可以在160°C下固化10分钟，或在180°C物体温度下固化3分钟。对于干混合半哑光和哑光饰面，CRYLCOAT 2668-6(反应性“慢”粉)和CRYLCOAT 2693-6(反应性“快”粉)的组合提供建筑质量水平。此外，还有其他活性HAA聚酯，具有用于体系结构1类应用的其他特性(表4)。

allnex低烘烤系列还可以提供反应性COOH聚酯树脂，用于HAA固化剂，用于Qualicoat类2,COOH聚酯树脂用于Araldite* PT 910/PT 912固化剂，COOH聚酯树脂用于Araldite* PT 810固化剂，以实现所有三个室外质量水平:工业，Qualicoat类1和Qualicoat类2。