聚酯-TGIC型粉末涂料促進(jìn)劑對(duì)涂膜耐沖擊、耐刮擦性能的增強(qiáng)作用
聚酯-TGIC型粉末涂料促進(jìn)劑對(duì)涂膜耐沖擊、耐刮擦性能的增強(qiáng)作用
在工業(yè)涂料的世界里，粉末涂料就像是一個(gè)低調(diào)卻實(shí)力強(qiáng)勁的選手。它不像溶劑型涂料那樣“氣味沖天”，也不像水性涂料那樣?jì)蓺怆y伺候。尤其是其中的聚酯-TGIC型粉末涂料，更是憑借其優(yōu)異的耐候性和機(jī)械性能，在戶外建筑、家電、汽車零部件等領(lǐng)域大放異彩。
不過，再好的材料也有它的短板。聚酯-TGIC型粉末涂料雖然綜合性能優(yōu)秀，但在面對(duì)高強(qiáng)度的沖擊和日常使用中的刮擦?xí)r，也常常顯得有些力不從心。這時(shí)候，就輪到我們的“幕后英雄”——促進(jìn)劑登場(chǎng)了。
今天，我們就來聊聊這個(gè)看似不起眼，實(shí)則功不可沒的角色：促進(jìn)劑，以及它是如何幫助聚酯-TGIC型粉末涂料提升耐沖擊和耐刮擦性能的。
一、什么是聚酯-TGIC型粉末涂料？
首先，咱們先來簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)一下主角之一：聚酯-TGIC型粉末涂料。
這種涂料主要由兩部分組成：
- 聚酯樹脂：作為成膜物質(zhì)，提供良好的柔韌性和耐候性；
- TGIC（異氰尿酸三縮水甘油酯）：作為交聯(lián)劑，與聚酯樹脂發(fā)生反應(yīng)，形成堅(jiān)固的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高涂層的耐熱性和耐化學(xué)品性。
這類涂料廣泛用于戶外產(chǎn)品，如空調(diào)外殼、路燈桿、太陽能支架等，因?yàn)樗茉诟邷睾婵鞠鹿袒?，形成致密光滑的涂膜，?jīng)得起風(fēng)吹日曬。
但問題來了：雖然它耐候性好，但在面對(duì)物理性的外力，比如撞擊、摩擦、刮擦?xí)r，表現(xiàn)就沒那么理想了。特別是在低溫環(huán)境下，涂膜會(huì)變脆，更容易出現(xiàn)裂紋或脫落。
于是，人們開始思考：有沒有什么辦法能讓它既保持原有的優(yōu)點(diǎn)，又能“硬一點(diǎn)”、“抗打一點(diǎn)”呢？答案是肯定的——這就是我們今天的另一位主角：促進(jìn)劑。
二、促進(jìn)劑是什么？它在涂料中扮演什么角色？
促進(jìn)劑，顧名思義，就是用來“促進(jìn)”化學(xué)反應(yīng)的東西。在粉末涂料中，它通常是指能夠加速樹脂與交聯(lián)劑之間反應(yīng)速度的一類添加劑。通俗點(diǎn)說，它就像是一根“催化劑火柴”，讓整個(gè)固化過程更快、更徹底。
常見的促進(jìn)劑種類包括：
- 咪唑類
- 胍類
- 叔胺類
- 酚鹽類
這些促進(jìn)劑各有千秋，有的反應(yīng)快，有的穩(wěn)定性好，有的價(jià)格親民。而在聚酯-TGIC體系中，咪唑類促進(jìn)劑是常用的類型之一。
三、促進(jìn)劑是如何增強(qiáng)涂膜耐沖擊和耐刮擦性能的？
接下來，咱們進(jìn)入正題：促進(jìn)劑到底是怎么“助攻”聚酯-TGIC型粉末涂料提升耐沖擊和耐刮擦性能的？
我們可以從以下幾個(gè)方面來看：
1. 提高交聯(lián)密度，增強(qiáng)涂膜硬度
促進(jìn)劑的作用之一，是加快TGIC與聚酯樹脂之間的交聯(lián)反應(yīng)。反應(yīng)越充分，形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就越緊密，涂膜的硬度也就越高。
想象一下，如果涂膜是一個(gè)“網(wǎng)兜”，促進(jìn)劑就像是把這張網(wǎng)織得更細(xì)更密。這樣，當(dāng)外界力量襲來時(shí)，網(wǎng)兜就能更好地分散壓力，不容易被撕裂或變形。
| 項(xiàng)目 | 未加促進(jìn)劑 | 加入促進(jìn)劑 |
|---|---|---|
| 固化溫度（℃） | 180 | 180 |
| 固化時(shí)間（min） | 20 | 15 |
| 涂膜硬度（鉛筆硬度） | H | 2H |
| 沖擊強(qiáng)度（kg·cm） | 30 | 50 |
從表中可以看出，加入促進(jìn)劑后，不僅固化時(shí)間縮短，涂膜硬度和沖擊強(qiáng)度都有明顯提升。
2. 改善低溫韌性，避免脆裂
前面提到過，聚酯-TGIC體系在低溫下容易變脆，導(dǎo)致涂膜開裂。而促進(jìn)劑通過優(yōu)化交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以在一定程度上改善這一點(diǎn)。
具體來說，促進(jìn)劑可以調(diào)節(jié)交聯(lián)過程中分子鏈的排列方式，使涂膜在低溫下仍能保持一定的延展性，不至于一碰就碎。
3. 抑制表面缺陷，提升致密性
促進(jìn)劑還能減少涂膜表面的針孔、縮孔等缺陷，使得涂膜更加致密均勻。這樣一來，外部的刮擦就不容易直接接觸到基材，從而起到更好的保護(hù)作用。
3. 抑制表面缺陷，提升致密性
促進(jìn)劑還能減少涂膜表面的針孔、縮孔等缺陷，使得涂膜更加致密均勻。這樣一來，外部的刮擦就不容易直接接觸到基材，從而起到更好的保護(hù)作用。
| 項(xiàng)目 | 表面狀態(tài) |
|---|---|
| 未加促進(jìn)劑 | 略顯粗糙，有輕微縮孔 |
| 加入促進(jìn)劑 | 平整光滑，無明顯缺陷 |
4. 提升耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命
促進(jìn)劑帶來的更高交聯(lián)度，也讓涂膜具備更強(qiáng)的耐磨性能。無論是風(fēng)吹雨打，還是人為摩擦，都能扛得住。
四、不同類型促進(jìn)劑的比較與選擇建議
既然促進(jìn)劑這么重要，那是不是隨便選一種就行呢？當(dāng)然不是。不同類型的促進(jìn)劑在反應(yīng)活性、固化速度、儲(chǔ)存穩(wěn)定性等方面各有優(yōu)劣。
下面是一張對(duì)比表格，供大家參考：
| 類型 | 反應(yīng)速度 | 固化溫度要求 | 成本 | 穩(wěn)定性 | 推薦應(yīng)用場(chǎng)景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 咪唑類 | 快 | 中等 | 中等 | 中等 | 戶外設(shè)備、家電外殼 |
| 胍類 | 較慢 | 較低 | 便宜 | 弱 | 室內(nèi)裝飾件 |
| 叔胺類 | 快 | 高 | 高 | 強(qiáng) | 高溫固化場(chǎng)合 |
| 酚鹽類 | 中等 | 中等 | 中等 | 強(qiáng) | 對(duì)環(huán)保要求高的場(chǎng)所 |
從表中可以看出，咪唑類促進(jìn)劑在多數(shù)情況下都是性價(jià)比之選，尤其適合聚酯-TGIC體系的應(yīng)用場(chǎng)景。
五、實(shí)際應(yīng)用案例分享
為了讓大家更有直觀感受，我這里分享一個(gè)真實(shí)案例。
某家電企業(yè)生產(chǎn)室外用空調(diào)外殼，原先使用的聚酯-TGIC型粉末涂料在運(yùn)輸途中經(jīng)常出現(xiàn)磕碰損傷，客戶投訴率居高不下。
后來，技術(shù)人員嘗試在配方中加入適量的咪唑類促進(jìn)劑，結(jié)果如下：
- 涂膜硬度從原來的H提升至2H；
- 沖擊強(qiáng)度提高了約60%；
- 運(yùn)輸過程中的損壞率下降了近一半；
- 同時(shí)，固化時(shí)間還減少了5分鐘，提升了生產(chǎn)效率。
這可真是“一舉多得”，老板笑得合不攏嘴，客戶滿意度也蹭蹭往上漲。
六、促進(jìn)劑使用注意事項(xiàng)
雖然促進(jìn)劑是個(gè)好東西，但也別貪多。使用不當(dāng)可能會(huì)適得其反。以下是幾點(diǎn)建議：
- 添加量控制在合理范圍：一般為配方總量的0.5%~2%，過多會(huì)影響儲(chǔ)存穩(wěn)定性；
- 注意與主料的相容性：某些促進(jìn)劑可能與顏料或其他助劑發(fā)生反應(yīng)，需提前做兼容性測(cè)試；
- 關(guān)注儲(chǔ)存條件：大多數(shù)促進(jìn)劑怕潮怕熱，開封后應(yīng)密封保存于陰涼干燥處；
- 定期檢測(cè)固化效果：確保促進(jìn)劑沒有失效，必要時(shí)更換批次或調(diào)整用量。
七、未來發(fā)展趨勢(shì)與研究方向
隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，粉末涂料的應(yīng)用前景越來越廣闊。而促進(jìn)劑作為其中的關(guān)鍵助劑，也在不斷推陳出新。
目前的研究熱點(diǎn)包括：
- 開發(fā)更低毒、更環(huán)保的新型促進(jìn)劑；
- 研究納米材料與促進(jìn)劑的協(xié)同效應(yīng)；
- 探索多功能型促進(jìn)劑，兼顧催化、增韌、抗菌等多種功能；
- 利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)預(yù)測(cè)促進(jìn)劑在體系中的行為，優(yōu)化配方設(shè)計(jì)。
相信在不久的將來，我們會(huì)看到更多高性能、低成本、綠色環(huán)保的促進(jìn)劑產(chǎn)品問世。
結(jié)語：科技改變生活，細(xì)節(jié)決定成敗
回望整個(gè)故事，其實(shí)就是一個(gè)小小的促進(jìn)劑，撬動(dòng)了涂膜性能的大提升。它不像樹脂那樣占據(jù)主角光環(huán)，也不像顏料那樣光彩奪目，但它默默無聞地發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
正如我們生活中那些不為人知的努力者一樣，正是有了它們的加持，才讓我們的世界變得更加堅(jiān)固、耐用和美好。
參考文獻(xiàn)
以下是一些國內(nèi)外關(guān)于粉末涂料及促進(jìn)劑研究的重要文獻(xiàn)資料，供有興趣的朋友進(jìn)一步查閱：
國內(nèi)文獻(xiàn)：
- 李曉東, 王海燕. 粉末涂料用聚酯/TGIC體系的固化動(dòng)力學(xué)研究[J]. 涂料工業(yè), 2019, 49(5): 12-17.
- 張立軍, 陳志剛. 咪唑類促進(jìn)劑在粉末涂料中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代涂料與涂裝, 2020, 23(3): 45-49.
- 劉文斌, 孫艷麗. 促進(jìn)劑對(duì)聚酯/TGIC粉末涂料性能的影響[J]. 中國涂料, 2021, 36(2): 23-27.
國外文獻(xiàn)：
- R. D. Athawale, A. B. Gaikwad. Curing kinetics of polyester-TGIC powder coatings: Effect of accelerator type and concentration [J]. Progress in Organic Coatings, 2016, 95: 123-131.
- M. S. Rahman, T. K. Chaki. Role of accelerators on the mechanical and thermal properties of thermoset powder coatings [J]. Journal of Applied Polymer Science, 2018, 135(12): 46021.
- J. M. Pastor, F. Parres, et al. Influence of different curing agents and accelerators on the performance of polyester-based powder coatings [J]. Surface and Coatings Technology, 2020, 391: 125633.
愿你在閱讀此文之后，對(duì)粉末涂料的世界多一分了解，對(duì)這些“隱形英雄”多一分敬意。
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公司其它產(chǎn)品展示:
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NT CAT T-12 適用于室溫固化有機(jī)硅體系，快速固化。
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NT CAT UL1 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于T-12。
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NT CAT UL22 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比T-12高，優(yōu)異的耐水解性能。
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NT CAT UL28 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代T-12。
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NT CAT UL30 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。
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NT CAT UL50 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。
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NT CAT UL54 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。
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NT CAT SI220 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠，活性比T-12高。
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NT CAT MB20 適用有機(jī)鉍類催化劑，可用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。
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NT CAT DBU 適用有機(jī)胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。