聚氨酯粉末涂料概论
聚氨酯粉末涂料概论
□ 王萃萃，王秋梅，张海龙，许戈文 （安徽大学化学化工学院 安徽省绿色高分子材料重点实验室，合肥 230039）
Wang Cuicui, Wang Qiumei, Zhang Hailong, Xu Gewen
(Anhui Key Laboratory of Environment-friendly Polymer Materials, College of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University, Hefei 230039, Anhui Province)
Research progress of PU powder coatings
摘要：简单介绍了聚氨酯粉末涂料的国内外发展状况，聚氨酯粉末涂料的组成及特点，重点阐述了聚氨酯粉末涂料的品种和制备，综述了影响聚氨酯粉末涂料性能的因素，最后对这种新型材料作了展望。
关键词：聚氨酯；粉末涂料 中图分类号：TQ630.7 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2010)01-0055-05
Abstract: This paper introduces the development domestic and overseas of PU powder coatings, the compositions, and the characteristics; and focuses on the category and preparation of PU powder coatings. It also summaries the factors that in ? uences the property of PU powder coatings, and forecasts the prospect of the new materials.Keywords: PU, powder coatings
0 前 言
聚氨酯粉末涂料作为粉末涂料的一种,具有许多优良的性能,其涂膜的光泽度高、装饰性能优良,耐磨性能强,附着力好,同时又具有良好的耐候性、防腐性、电性能和机械性能,可以说它兼顾了环氧和丙烯酸粉末涂料的优点,又比纯聚酯粉末涂料具有无毒的优点。在包括工业、农业、交通运输业以及航天航空业在内的许多应用领域里,该粉末涂料均可发挥其优势[1]。
1 发展概况
1.1 国外发展概况
在国外,聚氨酯粉末涂料的研究开发和生产应用起步很早,在20世纪70年代末80年代初就已经进入使用阶段,其涂层不仅具有高装饰性和优良的物理机械性能,而且有较全面的耐化学药品性,特别是不易黄变,耐候和耐光性。尽管聚酯-T G I C系的综合性能优,但随着人们对T G I C所涉及到的毒
性及表面装饰性不佳等问题的认识和明确,该体系粉末涂料的发展和应用受到了限制。西方国家正严格控制此品种的用量。而聚氨酯粉末涂料兼有优良的装饰性和卓越的耐候性,成为粉末涂料发展的主流,是一种有竞争力的新品种,在粉末涂料中所占比例越来越大[2],1980年日本聚氨酯粉末涂料比例为15％,1986年为35％,1991年为38％,1996年为45％;在美国等发达国家,也从1990年的5％增加到1992年的25％,1996年为35％。
1.2 国内发展概况
在国内,早在20世纪70年代就有人研究并制得聚氨酯粉末涂料,但其效果不甚理想。90年代开始用己内酰胺封闭三聚甲苯氰酸酯,对己内酰胺封闭异佛尔酮二异氰酸酯固化剂固化聚氨酯粉末涂料进行了系统的研究。近几年来[3],化工部兰州涂料研究所、天津石化公司研究所、齐鲁石化研究所以及一些生产厂家,对聚氨酯粉末涂料及其膜涂料技术进行研究开发,但由于原材料、设备、技术等方面的原因,国产
各种高分子化合物,如聚酯树脂、
耐高温、
表4 带其他功能团的聚氨酯体系
聚氨酯树脂所含功能团固化剂固化剂所含官能团—COOH
AV:50-80
环氧树脂
—CH—CH
2
O
异氰脲酸三
缩水甘油酯
其中：R=
丙烯酸树脂
C O
O—CH
2
—CH—CH
2
O
—(CH
2
CH)
—OH、—COOH
(AV<15、OHV<50)
多酐
O C C O
O
脲醛树脂
N—C—N
CH
2
—OH
CH
2
OR
O
N—脲基内
酰胺树脂—C—N—C
O O
(R)
N—酰亚胺
树脂—C—N
O O
(R)
C
C
O
—NH
2
端环氧基聚
氨酯树脂
—N—C—O—CH
2
—CH—CH
2
O
H O
O
EV:0.62～0.70
m.p.70～80 ℃
聚酯树脂
O
—O—C—R'—C—O—
O
COOH
丙烯酸树脂
—(CH
2
CH
2
)
n
COOH
2520151050
涂膜强度/(k g /c m )
0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9
n (—OH)/n (—NCO)
图1 树脂、固化剂的官能团的物质的量之比
对涂膜性能的影响
20151050
涂膜强度/(k g /c m )
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
w (催化剂)/%
图2 催化剂含量对涂膜性能的影响