一、導(dǎo)論

耐久性粉末涂料具有很好的耐光致老化與降解性能，它即可用于室內(nèi)制品的涂裝，也可用于室外制品的涂裝。為了得到良好的室外涂膜性能，粉末涂料所有組份包括交聯(lián)劑，必須具有良好的耐光致老化與降解性能。氨基樹脂交聯(lián)劑如密胺類樹脂具有優(yōu)異耐久性能而廣泛應(yīng)用于液體涂料工業(yè)；由于幾十年來良好的記錄，它們成為液體涂料的首選交聯(lián)劑，并且可得到低成本、耐久的、光穩(wěn)定的堅硬涂膜。

Powderlink 1174樹脂（氰特工業(yè)有限公司生產(chǎn)，以下簡稱1174）是另一種氨基樹脂交聯(lián)劑，它是以甘脲而不是以密胺為基礎(chǔ)的。人們都知道甘脲型氨基樹脂涂料具有優(yōu)異的室外耐久性能，而1174它主要是單體的四甲氧基甲基甘脲（TMMGU），它是高熔點的非粘性、不結(jié)塊、易粉碎的固體，特別適合于室外型耐久粉末涂料的配制。產(chǎn)品1174其熔點高于90℃，它的主要成份TMMGU 結(jié)構(gòu)如圖一所示。本論文我們將對Powderkink 1174固化的粉末涂料配方研究和開發(fā)的最新成果作一論述（1）。

二、Powderlink 1174 交聯(lián)劑和催化劑的特殊作用

在酸催化劑的存在下，氨基樹脂交聯(lián)劑包括1174，能夠和含有羥基、羧基、酰胺基、氨基甲酸酯、硫醇基及氨基官能團(tuán)的聚合物反應(yīng)并交聯(lián)。酸催化劑如Powderlink MTSI 催化劑（甲苯基甲基磺酰亞胺，氰特工業(yè)有限公司生產(chǎn)），可促進(jìn)TMMGU中甲氧基甲基官能團(tuán)與聚合物鏈上反應(yīng)性官能團(tuán)的交換反應(yīng)，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并生成甲醇。該反應(yīng)如圖二所示。前文中（2，3）我們討論了幾種有效催化劑，通過選擇不同的催化劑，使用1174可得到多種多樣的粉末涂料，如高光的、無光的和皺紋的粉末涂料。另外使用添加劑常�？梢愿淖冎付ㄋ岽呋瘎┑膹�(qiáng)度，采用這種方式也可以使涂料的性能和外觀得到明顯的改善。我們發(fā)現(xiàn)使用磺酰亞胺催化劑MTSI，可以得到平滑的、無缺陷的、高光澤的厚膜涂料（4）。

三、高光澤無缺陷厚膜粉末涂料

對絕大多數(shù)最終用途來說，粉末涂層的典型膜厚不超過3密耳，近幾年來粉末涂料涂膜厚度的發(fā)展趨勢是趨于薄層化。很明顯如果1.5∽2密耳的涂層能得到同樣的外觀和保護(hù)效果，3∽4 密耳的涂層就有點浪費了。但是在某些用途中要求厚膜涂層，例如歐洲建筑涂料就有這種特殊要求。在歐洲建筑涂料要標(biāo)上“合格”標(biāo)簽需要經(jīng)過嚴(yán)格審批，合格涂料要求最低膜厚為2.4密爾(60微米)。為了達(dá)到上述膜厚，并考慮到法拉第屏蔽效應(yīng)(在工件某些區(qū)域粉末的靜電排斥效應(yīng))，施工者不得不噴涂得比所需膜厚更厚，偶爾膜厚高達(dá)5密耳，圖三描繪了這種情況。盡管用TMMGU和MTSI制造的粉末涂料固化時揮發(fā)份只有典型聚氨酯粉末涂料的一半左右（3），如果不使用助劑，甲醇的揮發(fā)將在膜比較厚(>3.5密耳)的地方造成針孔。為了使Powderlink 1174 粉末涂料能夠得到厚度大于5密耳的無缺陷涂膜，我們做了很多努力研究其配方。
為了膜厚達(dá)到3.5密耳的涂膜充分脫氣，防止針孔，1174粉末涂料必須有足夠的流動性并且有足夠時間讓涂料在固化前充分‘愈合’其缺陷。粉末涂料，包括TMMGU粉末涂料固化時的流動性和流度，都可以用流變儀方便地測定（5）。

四、流變性、添加劑和厚膜涂層

本研究中平板流變儀使用Rheometric RMS-605力學(xué)譜圖儀，試驗中復(fù)合粘度地測定在升溫速度2℃/min，切變頻率10rad/s，并改變應(yīng)力的條件下進(jìn)行。流變儀測定每一剪切應(yīng)力下的彈性模量（G′）和損失模量（G″）。從這些數(shù)據(jù)我們可計算出流動指數(shù)、平均流度、固化起始溫度和最低粘度。再將這些數(shù)據(jù)與粉末涂料性質(zhì)即凝膠時間和斜板流動性以及固化膜性質(zhì)，特別是外觀和無針孔時的膜厚進(jìn)行比較。

圖四是一典型固化流變圖，圖的縱坐標(biāo)為動力粘度(η，其定義見表一)，橫坐標(biāo)為溫度。實驗的開始，溫度很低，粘度非常大；開始加熱后，粘度隨著溫度的上升幾乎是以指數(shù)級地下降；達(dá)到一定溫度后，交聯(lián)反應(yīng)開始，粘度不再下降；然后隨者溫度的進(jìn)一步上升；粘度急劇上升；最終，交聯(lián)反應(yīng)停止，動力粘度保持為常數(shù)。固化起始溫度是按圖四所示方式確定的。
表1、流變學(xué)定義

G′ 彈性剪切模量

G″ 損失剪切模量

ω 切變頻率

η′ 動力粘度G″/ω

η″ 復(fù)合粘度模擬部分G′/ω

η* 復(fù)合動力粘度η*=(η′2+η″2)0.5

流動指數(shù)計算方式如圖五所示，粘度代表阻止流動的能力，流度代表流動的能力。圖五是流度既粘度的倒數(shù)對樣品在2℃/min加熱速度下加熱時間作圖所得。動力粘度η對于描述低粘度(高流度)下的流變性能比較好。粉末涂料的流平性不僅取決于低的粘度，而且取決于它保持在低粘度下的時間長短。對流度時間曲線下一直到凝膠點的區(qū)域進(jìn)行積分，所得到的數(shù)值即流動指數(shù)。流動指數(shù)的單位壓力的倒數(shù)，1/Pa，它可以被認(rèn)為是單位壓力下每密耳厚的膜側(cè)向流動的距離(密耳)。