四甲氧基甲基甘脲固化: 耐久性高光、無光和皺紋粉末涂料

表3、碳酸鈣的影響

碳酸鈣用量(wt.%)

0 25 37.5 50

流動(dòng)指數(shù)(1/P) 21 42 68 90

平均流度(1/Pa*s) 0.011 0.019 0.026 0.032

最小粘度(Pa*s) 49 16 19 15

起始固化溫度(℃) 185 192 210 219

凝膠時(shí)間(s) 358 457 774 775

斜板流動(dòng)性(cm) 7.7 8.8 7.4 8.2

無針孔膜厚(密耳) ∽3.4 4.0 4.0 3.9

涂膜外觀 致密桔皮 平滑桔皮 平滑桔皮 平滑桔皮

在MTSI催化的TMMGU 粉末涂料配方中，DABCO三乙烯二胺(一種非泛黃性固體胺，縮寫為TED，空氣產(chǎn)品和化工公司生產(chǎn))的影響如圖八和表四所示。TED的加入會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)指數(shù)(流度對(duì)時(shí)間的積分)和平均流度(平均粘度的倒數(shù))增加，另外最低粘度會(huì)降低，起始固化溫度會(huì)上升。結(jié)果使凝膠時(shí)間變長(zhǎng)，斜板流動(dòng)性更好，從而使外觀得到改善(平滑桔皮)的厚膜涂層。TED用量最大(0.5%重量)時(shí)，不發(fā)生固化反應(yīng)，因此表中沒有列出其數(shù)據(jù)。

在甘脲固化的粉末涂料中，加入那些能夠提高酸催化劑pKa的非泛黃性胺添加劑，雖然不能完全但基本可以防止粉末涂料在其粒子開始熔融階段和聚結(jié)階段發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。熔融膜可以達(dá)到較低的粘度和更好的流平。隨著進(jìn)

表4、TED濃度的影響

TED用量(wt.%)

0.0 0.33 0.41

流動(dòng)指數(shù)(1/P) 27 72 112

平均流度(1/Pa*s) 0.013 0.035 0.053

最小粘度(Pa*s) 39 14 11

起始固化溫度(℃) 172 200 214

凝膠時(shí)間(s) 358 515 775

斜板流動(dòng)性(cm) 7.7 9.7 18.7

無針孔膜厚(密耳) ∽3.4 >3.8 >4.7

涂膜外觀 致密桔皮 平滑桔皮 平滑桔皮

一步的加熱，封閉胺的揮發(fā)也可防止膜表面過早的熱固化或‘結(jié)皮’，促進(jìn)‘表面愈合’。四甲基哌醇(TAA-o1，赫斯公司生產(chǎn))，一種作為阻位胺光穩(wěn)定劑中間體而出售的非泛黃性固體胺有類似作用。用上述兩種添加劑都可以得到非常平滑的、高光澤的、厚達(dá)5密耳的無針孔膜。（見表五和表六）

表5、TAA-ol和DABCO催化的無缺陷1174粉末涂料配方
組份 Wt Wt

聚酯樹脂Crylcoat 3493 92.0 94.0

DABCO(三乙烯二胺) 0.23

TAA-ol(四甲基哌醇) 0.3

催化劑Powderlink MTSI 0.5 0.4

流平劑Modaflow 2000 1.3

流平劑Resiflow P67 1.4

安息香 1.5 1.3

鈦白粉R-960 40.0 40.0

固化劑 Powderlink 1174 8.0 6.0

采用復(fù)合添加劑的方式甚至可以得到更厚的無缺陷膜。加入配方量5%的增塑劑單硬酸鋁和0.3%的TED的效果如圖九所示。TED和單硬脂酸鋁復(fù)合使用可大幅度的降低最低粘度(3.1Pa·s)，提高流動(dòng)性；這樣可以得到厚達(dá)17

表6、無缺陷涂膜性質(zhì)

涂膜性質(zhì) TAA-ol DABCO

烘烤溫度( ℃) 190 190

最大無針孔厚度(密耳) 5.0 4.5

測(cè)試涂膜厚度(密耳) 2.2/2.7 1.8/2.5

甲基乙基酮擦拭 200+ 200+

涂膜外觀 光滑 光滑

黃變指數(shù) -0.56 -1.08

KNOOP硬度 12.5 12.4

正/反沖擊(in*lb) 160/160 160/160

60°光澤 92.3 94.7

20°光澤 78.8 88.4

儲(chǔ)存穩(wěn)定性(40℃，天) >21 >21

鹽霧試驗(yàn)，500小時(shí)

蠕變性 0 0

外觀 10 10

耐濕性，60℃，504小時(shí) 無變化 無變化

表7、TAA-ol或DABCO/單硬脂酸鋁催化的1174粉末涂料配方

組份 DABCO/ DABCO/ TAA-ol/

單硬脂酸鋁 單硬脂酸鋁 單硬脂酸鋁

聚酯樹脂Crylcoat 3109 94.0

聚酯樹脂Crylcoat 3493 94.0 92.0

單硬脂酸鋁 5.0 5.0 3.0

DABCO(三乙烯二胺) 0.3 0.2

TAA-ol(四甲基哌醇) 0.3

催化劑Powderlink MTSI 0.5 0.4 0.5
流平劑Modaflow 2000 1.3 1.3

流平劑Resiflow P67 1.4

安息香 1.4 1.4 1.5

鈦白粉R-960 40.0 40.0 40.0

固化劑 Powderlink 1174 6.0 6.0 8.0

密耳的無針孔涂膜，在正常膜厚(1∽3密耳)時(shí)其性能保持良好。當(dāng)這個(gè)復(fù)合添加劑應(yīng)用于高Tg，高分支聚酯樹脂Crylcoat 3493 (UCB化學(xué)公司生產(chǎn))配制的粉末涂料時(shí)，流動(dòng)性仍然很好(最低粘度31Pa·s)，無針孔膜厚度可達(dá)10密耳；該配方的優(yōu)點(diǎn)是具有極好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，它既可以在較高溫度下快速固
化，也可以在較低溫度下固化。TAA-o1和單硬脂酸鋁復(fù)合添加劑也有相似效果(參見表七和表八)。

表8、TAA-ol或DABCO/單硬脂酸鋁催化的1174粉末涂料涂膜性質(zhì)

涂膜性質(zhì) DABCO/ DABCO/ TAA-ol/

單硬脂酸鋁 單硬脂酸鋁 單硬脂酸鋁

烘烤溫度( ℃) 200 190 190

最大無針孔厚度(密耳) 17 10 12

測(cè)試涂膜厚度(密耳) 1.9/3.0 2.8/3.9 2.5/2.8

甲基乙基酮擦拭 200+ 200+ 200+

涂膜外觀 光滑 光滑 光滑

黃變指數(shù) 0.67 0.36 -0.56

KNOOP硬度 10.1 11.8 12.2

正/反沖擊(in*lb) 160/160 30/5 160/160

60°光澤 81.0 90.0 99.5

20°光澤 50.0 52.0 70.5

儲(chǔ)存穩(wěn)定性(40℃，天) >10 >60 >21

鹽霧試驗(yàn)，500小時(shí)

蠕變性 0 0 0

外觀 10 10 10

耐濕性，60℃，504小時(shí) 無變化 無變化 無變化

五、平滑的TMMGU無光粉末涂料

Powderlink 1174固化的粉末涂料的一個(gè)獨(dú)特性能是通過催化劑的選擇能夠?qū)⑼磕ね庥^由光滑的表面改變?yōu)樗�希望的外觀如平滑無光和皺紋表面，這一點(diǎn)是其他粉末涂料很難做到的。這種特性是不久前用環(huán)已烷基氨基磺酸(Cyclamic acid，Abbott實(shí)驗(yàn)室提供)作TMMGU粉末涂料催化劑時(shí)發(fā)現(xiàn)的(3,7)，在與某些聚酯樹脂搭配時(shí)，不用加蠟或二氧化硅就可得到60度光澤為35%∽45%平滑無光膜，并且具有良好的性能(參見表九和表十)。

表九和表十還列出了另外兩個(gè)通過選擇催化劑得到的無光粉末涂料配方及其涂膜性質(zhì)。各種金屬的磺酸鹽用作1174粉末涂料的催化劑都可以得到很好的無光膜，甲磺酸錫是一種特別好的催化劑，它可以給出非常平滑的無光膜，且具有很好的耐沖擊性能和其他機(jī)械性能。另外該涂料通過烘烤后不泛黃，且具有極好的耐老化性能。

表9、平滑無光1174粉末涂料配方

組份 wt. wt. wt.
聚酯樹脂Crylcoat 3109 94.0

聚酯樹脂Crylcoat 3493 77.4

聚酯樹脂Kuotex 1000H 63.6

安息香 1.4 1.4 1.4

催化劑Cyclamic acid 0.3

催化劑(2%甲磺酸錫母料) 20.0 30.0

流平劑Resiflow P67 1.3 1.3 1.3

鈦白粉R-960 40.0 40.0 40.0

固化劑 Powderlink 1174 6.0 6.0 7.0

表10、平滑無光1174粉末涂料涂膜性質(zhì)

涂膜性質(zhì) Cyclamic Crylcoat Kuotex

acid 3493 1000H

烘烤溫度( ℃) 190 190 185

甲基乙基酮擦拭 200+ 200+ 200+

涂膜外觀 光滑 光滑 光滑

涂膜厚度(密耳) 2.5 2.4 2.0

黃變指數(shù) -2.4 -3.9

KNOOP硬度 10.7 12.8 12.4

正/反沖擊(in*lb) 90/60 160/160 160/160

60°光澤 48 50 43.1

20°光澤 13 11 8.8

鹽霧試驗(yàn)，1008小時(shí)

蠕變性 0 0 0

外觀 9 9 9

耐濕性，60℃，504小時(shí) 無變化 無變化 無變化

圖十一是一涂履環(huán)已烷基氨基磺酸催化的Powderlink 1174無光粉末涂料樣板的照片，很明顯該涂料外觀平滑，流平極佳。圖十二是同一樣板45倍顯微照片。盡管手摸眼看樣板是平滑的，但顯微照片表明涂膜表面上布滿了微小花紋，外觀幾乎是微粒狀的。正是這種表面使光線發(fā)生有效散射，導(dǎo)致宏觀平滑無光的涂膜表面。

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