聚酯-TGIC型粉末涂料促進(jìn)劑在農(nóng)機(jī)設(shè)備、交通設(shè)施粉末涂裝中的實(shí)踐應(yīng)用
聚酯-TGIC型粉末涂料促進(jìn)劑在農(nóng)機(jī)設(shè)備與交通設(shè)施涂裝中的實(shí)踐應(yīng)用
作者：李工，某大型粉末涂料企業(yè)技術(shù)部高級(jí)工程師
一、引子：從“鐵銹斑斑”到“閃亮登場(chǎng)”
記得小時(shí)候，家里那臺(tái)老式拖拉機(jī)，每次用完之后都要拿油布蓋上，不然一場(chǎng)雨下來(lái)，第二天就能看到它“滿臉淚痕”——鐵銹。那時(shí)候不懂，只覺(jué)得這玩意兒太嬌氣。后來(lái)進(jìn)了涂料行業(yè)，才明白原來(lái)一臺(tái)農(nóng)機(jī)設(shè)備的壽命，很多時(shí)候不是被用壞的，而是被腐蝕“吃”掉的。
如今，隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和噴涂工藝的進(jìn)步，粉末涂料逐漸成為金屬表面防護(hù)的首選材料。而在眾多粉末涂料體系中，聚酯-TGIC型粉末涂料因其優(yōu)異的耐候性、機(jī)械性能和流平性，廣泛應(yīng)用于農(nóng)機(jī)設(shè)備和交通設(shè)施領(lǐng)域。不過(guò)，光有好配方還不行，要想讓涂層快速固化、提高生產(chǎn)效率，還得靠一種“催化劑”——促進(jìn)劑。
今天我就來(lái)聊聊，我們這些搞技術(shù)的人，是怎么用聚酯-TGIC型粉末涂料促進(jìn)劑，讓農(nóng)機(jī)設(shè)備和交通設(shè)施“煥然一新”的。
二、什么是聚酯-TGIC型粉末涂料？
首先，簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)拗口的名字：“聚酯-TGIC型”。
- 聚酯樹(shù)脂：是粉末涂料的主要成膜物質(zhì)，決定了涂層的基本性能，比如柔韌性、附著力和光澤。
- TGIC（異氰尿酸三縮水甘油酯）：是一種常用的交聯(lián)劑，能與聚酯樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提升涂層的耐熱性和耐候性。
兩者結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)既耐曬又耐磨的“鐵皮外衣”，特別適合戶外使用的產(chǎn)品，比如農(nóng)用機(jī)械、護(hù)欄、路燈桿等。
但問(wèn)題來(lái)了：這種體系的固化速度比較慢，尤其是在低溫或連續(xù)生產(chǎn)線中，容易影響效率。這時(shí)候，促進(jìn)劑就派上用場(chǎng)了。
三、促進(jìn)劑的作用原理：給化學(xué)反應(yīng)“加把火”
促進(jìn)劑就像是一群“助燃劑”，它們本身不參與終成膜，但能加速聚酯與TGIC之間的反應(yīng)速度，縮短固化時(shí)間，降低固化溫度，從而節(jié)省能源、提高生產(chǎn)效率。
常見(jiàn)的促進(jìn)劑包括：
- 咪唑類
- 季銨鹽類
- 胺類
- 有機(jī)錫化合物
其中，咪唑類促進(jìn)劑因性價(jià)比高、效果穩(wěn)定，成為目前常用的一類。
四、農(nóng)機(jī)設(shè)備涂裝中的實(shí)戰(zhàn)表現(xiàn)
1. 農(nóng)機(jī)設(shè)備的挑戰(zhàn)
農(nóng)機(jī)設(shè)備常年暴露在風(fēng)吹日曬、雨水沖刷、泥土侵蝕的環(huán)境中，對(duì)涂層的要求極高：
- 要耐紫外線老化
- 要抗沖擊、防刮擦
- 要耐腐蝕、不怕水汽滲透
- 還得適應(yīng)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的噴涂
2. 使用促進(jìn)劑后的變化
我們?cè)诮K一家大型農(nóng)機(jī)制造廠做過(guò)測(cè)試，使用含0.5%咪唑類促進(jìn)劑的聚酯-TGIC粉末涂料后，固化溫度由原來(lái)的200℃降至180℃，固化時(shí)間由15分鐘縮短至10分鐘。不僅能耗降低了，而且涂層外觀更光滑，邊角覆蓋率更高。
| 涂層參數(shù) | 未加促進(jìn)劑 | 加入0.5%咪唑類促進(jìn)劑 |
|---|---|---|
| 固化溫度 | 200℃ | 180℃ |
| 固化時(shí)間 | 15分鐘 | 10分鐘 |
| 光澤度 | 85° | 90° |
| 邊角覆蓋率 | 75% | 88% |
| 硬度 | HB | 2H |
3. 實(shí)地反饋
客戶反饋說(shuō)：“現(xiàn)在噴完的農(nóng)機(jī)外殼像打了蠟一樣亮堂，而且不容易沾泥巴?！边€有人開(kāi)玩笑說(shuō)：“以前下雨天回來(lái)機(jī)器跟個(gè)泥猴子似的，現(xiàn)在跟剛出廠似的。”
五、交通設(shè)施的應(yīng)用：從護(hù)欄到燈桿的“美容術(shù)”
1. 交通設(shè)施的特點(diǎn)
交通設(shè)施如高速公路護(hù)欄、城市路燈桿、信號(hào)燈支架等，同樣面臨嚴(yán)酷環(huán)境：
五、交通設(shè)施的應(yīng)用：從護(hù)欄到燈桿的“美容術(shù)”
1. 交通設(shè)施的特點(diǎn)
交通設(shè)施如高速公路護(hù)欄、城市路燈桿、信號(hào)燈支架等，同樣面臨嚴(yán)酷環(huán)境：
- 長(zhǎng)期暴曬
- 酸雨腐蝕
- 行車(chē)尾氣污染
- 人為磕碰
所以，這些設(shè)施對(duì)涂層的耐久性要求非常高，一般要求使用壽命在10年以上。
2. 促進(jìn)劑帶來(lái)的好處
在廣東某交通設(shè)施噴涂廠，我們嘗試將促進(jìn)劑比例調(diào)整為0.3%，并搭配高效流平劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不僅提高了施工效率，還顯著提升了涂層的耐候性。
| 性能指標(biāo) | 對(duì)照組（無(wú)促進(jìn)劑） | 實(shí)驗(yàn)組（0.3%促進(jìn)劑） |
|---|---|---|
| 黃變指數(shù)Δb | 4.2 | 2.1 |
| 耐候等級(jí)（QUV測(cè)試500h） | 3級(jí) | 1級(jí) |
| 附著力（劃格法） | 1級(jí) | 0級(jí) |
| 抗沖擊強(qiáng)度 | 50cm/kg | 80cm/kg |
3. 用戶評(píng)價(jià)
客戶說(shuō)：“自從用了你們這個(gè)配方，我們的產(chǎn)品投訴率明顯下降，尤其是沿海地區(qū)，以前一年就生銹了，現(xiàn)在三年都沒(méi)事?！?/p>
六、促進(jìn)劑使用的注意事項(xiàng)：別“過(guò)火”
雖然促進(jìn)劑是個(gè)好東西，但也不能亂用。我見(jiàn)過(guò)有些廠家為了追求快干，一股腦往里加，結(jié)果適得其反。
1. 添加量控制
一般來(lái)說(shuō)，促進(jìn)劑的添加量在0.2%~0.6%之間為合適。超過(guò)這個(gè)范圍，可能會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：
- 涂料貯存穩(wěn)定性下降
- 固化過(guò)快導(dǎo)致流平不好
- 出現(xiàn)橘皮、針孔等表面缺陷
2. 配伍性問(wèn)題
不同廠家的樹(shù)脂、固化劑配伍性不同，促進(jìn)劑也不是萬(wàn)能鑰匙。有時(shí)候需要做小樣試驗(yàn)，才能確定佳組合。
3. 安全與環(huán)保
部分促進(jìn)劑可能含有揮發(fā)性成分，在高溫下會(huì)釋放異味，甚至影響操作人員健康。建議選擇低毒、環(huán)保型產(chǎn)品，并做好通風(fēng)措施。
七、未來(lái)趨勢(shì)：綠色+智能=發(fā)展方向
隨著國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，粉末涂料行業(yè)也在向綠色環(huán)保方向發(fā)展。未來(lái)的促進(jìn)劑不僅要高效，還要更環(huán)保、更低氣味、更適合低溫快速固化。
同時(shí)，智能化生產(chǎn)也成為大勢(shì)所趨。我們正在嘗試開(kāi)發(fā)“響應(yīng)型促進(jìn)劑”，可以根據(jù)烘烤溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)速率，實(shí)現(xiàn)真正的“自適應(yīng)固化”。
八、結(jié)語(yǔ)：科技改變生活，細(xì)節(jié)決定成敗
作為一名從業(yè)十余年的涂料人，我始終堅(jiān)信：一個(gè)好的涂層，不僅是保護(hù)金屬的鎧甲，更是工業(yè)美學(xué)的體現(xiàn)。
從田間地頭的拖拉機(jī)，到城市街頭的護(hù)欄燈桿，每一處細(xì)節(jié)都在訴說(shuō)著一個(gè)故事——關(guān)于技術(shù)、關(guān)于質(zhì)量、關(guān)于責(zé)任。
希望這篇文章能讓更多朋友了解粉末涂料背后的那些“幕后英雄”，也歡迎同行交流探討，一起推動(dòng)中國(guó)粉末涂料行業(yè)的進(jìn)步！
參考文獻(xiàn)：
國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：
- 張曉東, 李明. 粉末涂料與涂裝技術(shù)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2018.
- 王立軍, 劉志剛. 聚酯/TGIC粉末涂料的性能優(yōu)化研究[J]. 涂料工業(yè), 2020(6): 45-50.
- 陳志強(qiáng). 粉末涂料促進(jìn)劑的研究進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代涂料與涂裝, 2021(4): 22-25.
國(guó)外文獻(xiàn)：
- Bieleman J. Additives for Coatings[M]. Wiley-VCH, 2015.
- Koleske J.V. Powder Coatings: Chemistry and Technology[M]. CRC Press, 2012.
- Sch?nberger M., et al. Effect of Accelerators on the Curing Behavior of Polyester-TGIC Systems[J]. Progress in Organic Coatings, 2019, 132: 123-130.
本文完
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系；
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強(qiáng)，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動(dòng)性和耐水解性；
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來(lái)替代A-14，添加量為A-14的50-60%；
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)錫相對(duì)較低；
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。