这一障碍已经被市场推出的PU硬化剂所克服，如Crelan VP LS 2147，它是基于无阻断剂聚脲二酮。尿二酮交联剂在交联反应过程中不会产生排放，也不会释放其他分子(见图1)。与封闭的PU硬化剂一样，它们不需要标记。传统聚氨酯涂料的高品质，即优异的涂膜性能，优异的耐光性和耐候性，以及良好的机械和耐化学性，总是与PU粉末涂料相匹配的。脲二酮硬化剂还有一个额外的好处，即使用无排放粉末涂料可以达到所需的性能。本文介绍了这类产品的优点和一些实例。
聚氨酯粉末涂料高光色素涂料的应用实例
Crelan VP LS 2147可与多种标准的oh -聚酯复合生产高光泽涂料。图2显示了基于Crelan硬化剂和具有不同羟基数的聚酯的三种配方。当在选定的条件下(180°C下烘烤15分钟)，涂层固化产生高光泽和良好的机械性能。随着聚酯分子中羟基数的增加，反应中心数量增加。结果，粘度最小值向较低温度转移。凝胶时间缩短，固化速度加快。使用具有较高羟基数的聚酯会导致粘度最小值向较高值的偏移，导致流平效果略差。
耐化学性可通过选择聚酯来定制。聚合物基体的羟基数目和交联密度越高，抗性越高。羟基值为100的oh -聚酯具有非常好的耐化学性，而羟基值为300的oh -聚酯具有极好的耐化学性。
用于薄层涂料的改型调平和隐藏功率预定聚氨酯粉末系统是目前粉末涂料行业的发展重点。188BET竞彩
聚氨酯清漆粉
PU透明粉末涂料以其出色的平整性和光泽度从其他体系中脱颖而出。它们在工业上的应用越来越多。如果我们在原子力显微镜下以高分辨率观察这类涂层的表面，可以看到在微米范围内漆膜非常光滑(见图6)。
具有出色的平整性和高光泽度的PU粉末清漆的一个重要应用领域是铝制车轮的整理。
哑光PU粉末涂料
粉末涂料的配方可以覆盖从半哑光到非常哑光的整个范围。实际上，在制造哑光粉末涂料时使用了各种各样的工艺。这些方法包括干式混合法、一次性工艺和在粉末涂层中使用双功能成分。后一种选择将在本文最后结合一种新的哑光PU交联器进行更详细的讨论。在干式混合法中，使用不同的粘合剂生产出两种相同颜色的粉末涂料。在本例中，一种粉末涂料是基于羟基值为300的聚酯和Crelan VP LS 2147，另一种涂料是基于羟基值为30的聚酯和相同的硬化剂。其他成分是颜料和添加剂。这些涂层在空分球磨机中研磨在一起。根据选择的混合比例，光泽度值在60°可以达到30左右。
经过烘烤，表面非常光滑的情况下，光泽涂层。这一发现使我们很容易理解为什么干式共混工艺不能生产非常哑光的涂层。这种工艺的另一个缺点是费用高——两种粉末涂料必须分开生产，然后再一起研磨——而且很难重现精确的光泽水平。
如果所有的原料混合和挤压在一起，哑光粉末涂料的制造和应用都更容易和更便宜。188金宝搏bet官网进一步加工得到均匀的粉末，这是两种不同反应性聚合物体系的精细分布。
使用这种一次性工艺，两种具有不同羟基数的聚酯和Crelan VP LS 2147硬化剂可以组合在一起，产生一种极低光泽的PU粉末涂料。
例如，两种羟基数分别为30和300的聚酯，可以以5:1的比例组合。这种反应性的差异导致在固化过程中形成薄膜的缺陷，并导致粗糙的表面结构。结果是一种哑光涂层，具有出色的流平性，非常好的机械性能和良好的耐化学性。
用这种方法制成了无色素哑光涂层，60°角光泽度为25%。图8显示了光泽度为15%的哑光白色涂层。
在两种哑光涂层的情况下，用原子力显微镜测量的平均表面粗糙度比有光泽的PU涂层高10倍。
防涂鸦粉末涂料
其目的是生产出可以使用传统清洗剂或浆糊去除喷漆的涂料。易清洁的涂层必须具有高的耐化学性，这是由于聚合物基体的高交联密度造成的。如所述，通过将具有高羟基数(在本例中为300)的聚酯与Crelan VP LS 2147相结合，可以实现高耐化学腐蚀性能。涂层还必须产生无孔膜，以阻止喷漆迁移到涂层。因此，粉末涂料中的聚合物体系必须具有良好的颜料润湿性能。
图10显示了在原子力显微镜下高分辨率观察的防涂鸦PU粉末涂层的形貌。可以看到，该涂层在微米范围内产生无孔表面。
以高羟基聚酯和尿二酮固化剂为基础的聚氨酯体系具有广阔的应用前景。它不仅可以用来配制透明和着色光泽的粉末涂料，而且，加入一种低羟基数的聚酯，就有可能配制出半哑光到哑光的易于清洁的粉末涂料。
耐候性粉末涂料
聚酯/羟烷基酰胺和聚氨酯体系是聚酯/TGIC体系的替代品，在气候稳定性方面表现几乎一样好。它们满足GSB和Qualicoat标准，要求在佛罗里达风化一年后保持50%的光泽。然而，在经过第二和第三年的风化后，由于粘结剂基质的降解，这些涂层中观察到逐渐的光泽降低和粉笔化。使用合适的聚酯，可以生产出高度耐天气的粉末涂料，能够承受多年的严酷气候。这种系统也适合在亚热带和热带地区使用。对于户外应用，超耐用聚酯已经被开发出来，现在由各种粘合剂制造商提供。这一进展的关键是确定了暴露于风化作用下聚合物基质降解的机制。所有用于户外应用的聚酯基粉末涂料的降解率是由酯键的水解所决定的。在超耐用化合物中，对苯二甲酸被异邻二甲酸取代，成为聚酯中的分子组成部分。这大大减缓了风化的退化。
图12比较了两种棕色粉末涂料(RAL 8014)在氙风化后的光泽下降情况。其中一种涂料是基于传统聚酯，另一种是基于超耐用聚酯。这两种聚酯都有30的羟基数，并与尿二酮硬化剂Crelan VP LS 2147交联。
基于传统聚酯的涂层在大约500小时后显示出急剧下降的光泽。经过2000小时，涂层表面是哑光和白垩重。基于超耐用聚酯涂层的光泽在大约1500小时后开始缓慢下降。即使过了2000个小时，也没有粉笔的痕迹。
基于传统聚酯的涂层表面有许多凹槽，而对更稳定的涂层没有明显的损伤。
超耐用聚酯与PU交联剂的组合可用于配制高光着色系统，透明涂层和哑光系统，具有出色的天气稳定性。
催化聚氨酯粉末涂料的选择
让我们来看看当PU粉末涂层被烘烤时发生的化学反应。这些是如何被催化影响的?或者换句话说，合适的催化剂能在多大程度上降低PU粉末涂料的烘烤温度和/或烘烤时间?用催化剂影响含脲二酮硬化剂粉末涂料中的反应，基本上有两种方法。NCO和OH基团之间的固化反应可以加快，尿二酮基团的裂解也可以加快。
在第一种情况下，像Crelan KAT 9594这样的锡羧酸盐特别适合。这种催化剂的固体供应形式使其很容易并入粉末涂层。其90°C的熔点促进了其在挤压过程中在涂层中的均匀分布。
使用脒化合物二氮杂双环克隆烯(Crelan KAT DBN)可以实现更快的尿二酮基团裂解(见图15)。这种高选择性分子可显著降低含有Crelan VP LS 2147的粉末涂料的烘烤温度。当然，也有可能将两种催化剂结合起来。
新型聚氨酯粉末涂料硬化剂尿素二酮硬化剂，NCO含量升高
两种新型聚氨酯粉末涂料硬化剂已开发到商业成熟。这些发展的驱动力是降低PU粉末涂料系统的成本，并生产一种双功能硬化剂，用于生产哑光粉末涂料。如前所述，PU粉末涂料有许多技术优势，如其优异的薄膜质量，良好的机械性能，以及优异的耐化学性和耐候性。然而，它们在欧洲粉末涂料市场上尚未得到广泛接受。与替代系统相比，粘合剂:硬化剂的比例不太有利，使涂层配方更昂贵。
通过提高脲二酮固化剂中异氰酸酯含量的研究，降低了聚氨酯粉末涂料的体系价格。研究成果是一种新型尿二酮硬化剂，总NCO含量接近20%(相比之下Crelan VP LS 2147的NCO含量为13.5%)。
NCO含量的增加使粉末涂层中的固化剂含量减少。这使得PU粉末涂料的体系价格更具吸引力。
哑光硬化剂Crelan VP LS 2181/1
图18显示了一种不同寻常的Crelan硬化剂，由于分子中有两种不同的功能——异氰酸酯和羧基——允许两个平行固化反应。羟基聚酯被用作与e-己内酰胺阻塞的NCO基团的共反应物，而羟基烷基酰胺或环氧化物被用作羧基的共反应物。结果是一个非常哑光涂层与完美的平整。
在选定的烘烤条件下(180°C 15分钟)，获得了良好的力学值(埃里克森压痕:9毫米，反向冲击:80 ip)和良好的耐溶剂性。
我们与Crelan硬化剂的工作表明，在制造和应用过程中，达到的抠图程度受工艺条件的影响相对较小。这种坚固性是这种粉末涂料系统的主要优点。
即使在微米范围内，也能达到非常高和均匀的粗糙度。使用其他粉末涂料系统很难达到相当高的消光程度和如此突出的平整程度。
哑光交联剂的组合，例如，Crelan VP LS 2147允许变化的光泽之间的任何地方半哑光和哑光。图20显示了60°光亮度为25%的哑光涂层的形貌，其中Crelan VP LS 2181/1和Crelan VP LS 2147的比例为2:1。在与上一个例子相同的分辨率下观察，地形要平坦得多。
另一个有趣的选择是将超耐用聚酯纤维与Crelan 2181/1相结合。这将产生非常哑光的粉末涂料，具有出色的天气稳定性。
总结
无阻滞剂的尿二酮硬化剂如Crelan VP LS 2147使得以无排放粉末的形式实现高质量的PU粉末涂料成为可能。可生产的涂料范围从高光泽到哑光，从透明到几乎任何颜色的色素。这类化合物在平整、光泽度、遮盖力和着色系统的着色强度方面的优势已经被描述，并讨论了制造哑光PU粉末涂料的选项。原子力显微镜和微探针的分析为粉末涂层的表面结构提供了有价值的信息。
这篇论文在1月19-21日于荷兰阿姆斯特丹举行的欧洲粉末涂料大会上发表。
