四甲氧基甲基甘脲固化: 耐久性高光、无光和皱纹粉末涂料

表3、碳酸钙的影响

碳酸钙用量(wt.%)

0 25 37.5 50

流动指数(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

起始固化温度(℃) 185 192 210 219

凝胶时间(s) 358 457 774 775

斜板流动性(cm) 7.7 8.8 7.4 8.2

无针孔膜厚(密耳) ∽3.4 4.0 4.0 3.9

涂膜外观 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(一种非泛黄性固体胺，缩写为TED，空气产品和化工公司生产)的影响如图八和表四所示。TED的加入会导致流动指数(流度对时间的积分)和平均流度(平均粘度的倒数)增加，另外最低粘度会降低，起始固化温度会上升。结果使凝胶时间变长，斜板流动性更好，从而使外观得到改善(平滑桔皮)的厚膜涂层。TED用量最大(0.5%重量)时，不发生固化反应，因此表中没有列出其数据。

在甘脲固化的粉末涂料中，加入那些能够提高酸催化剂pKa的非泛黄性胺添加剂，虽然不能完全但基本可以防止粉末涂料在其粒子开始熔融阶段和聚结阶段发生交联反应。熔融膜可以达到较低的粘度和更好的流平。随着进

表4、TED浓度的影响

TED用量(wt.%)

0.0 0.33 0.41

流动指数(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

起始固化温度(℃) 172 200 214

凝胶时间(s) 358 515 775

斜板流动性(cm) 7.7 9.7 18.7

无针孔膜厚(密耳) ∽3.4 >3.8 >4.7

涂膜外观 致密桔皮 平滑桔皮 平滑桔皮

一步的加热，封闭胺的挥发也可防止膜表面过早的热固化或‘结皮’，促进‘表面愈合’。四甲基哌醇(TAA-o1，赫斯公司生产)，一种作为阻位胺光稳定剂中间体而出售的非泛黄性固体胺有类似作用。用上述两种添加剂都可以得到非常平滑的、高光泽的、厚达5密耳的无针孔膜。（见表五和表六）

表5、TAA-ol和DABCO催化的无缺陷1174粉末涂料配方
组份 Wt Wt

聚酯树脂Crylcoat 3493 92.0 94.0

DABCO(三乙烯二胺) 0.23

TAA-ol(四甲基哌醇) 0.3

催化剂Powderlink MTSI 0.5 0.4

流平剂Modaflow 2000 1.3

流平剂Resiflow P67 1.4

安息香 1.5 1.3

钛白粉R-960 40.0 40.0

固化剂 Powderlink 1174 8.0 6.0

采用复合添加剂的方式甚至可以得到更厚的无缺陷膜。加入配方量5%的增塑剂单硬酸铝和0.3%的TED的效果如图九所示。TED和单硬脂酸铝复合使用可大幅度的降低最低粘度(3.1Pa·s)，提高流动性；这样可以得到厚达17

表6、无缺陷涂膜性质

涂膜性质 TAA-ol DABCO

烘烤温度( ℃) 190 190

最大无针孔厚度(密耳) 5.0 4.5

测试涂膜厚度(密耳) 2.2/2.7 1.8/2.5

甲基乙基酮擦拭 200+ 200+

涂膜外观 光滑 光滑

黄变指数 -0.56 -1.08

KNOOP硬度 12.5 12.4

正/反冲击(in*lb) 160/160 160/160

60°光泽 92.3 94.7

20°光泽 78.8 88.4

储存稳定性(40℃，天) >21 >21

盐雾试验，500小时

蠕变性 0 0

外观 10 10

耐湿性，60℃，504小时 无变化 无变化

表7、TAA-ol或DABCO/单硬脂酸铝催化的1174粉末涂料配方

组份 DABCO/ DABCO/ TAA-ol/

单硬脂酸铝 单硬脂酸铝 单硬脂酸铝

聚酯树脂Crylcoat 3109 94.0

聚酯树脂Crylcoat 3493 94.0 92.0

单硬脂酸铝 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

催化剂Powderlink MTSI 0.5 0.4 0.5
流平剂Modaflow 2000 1.3 1.3

流平剂Resiflow P67 1.4

安息香 1.4 1.4 1.5

钛白粉R-960 40.0 40.0 40.0

固化剂 Powderlink 1174 6.0 6.0 8.0

密耳的无针孔涂膜，在正常膜厚(1∽3密耳)时其性能保持良好。当这个复合添加剂应用于高Tg，高分支聚酯树脂Crylcoat 3493 (UCB化学公司生产)配制的粉末涂料时，流动性仍然很好(最低粘度31Pa·s)，无针孔膜厚度可达10密耳；该配方的优点是具有极好的储存稳定性，它既可以在较高温度下快速固
化，也可以在较低温度下固化。TAA-o1和单硬脂酸铝复合添加剂也有相似效果(参见表七和表八)。

表8、TAA-ol或DABCO/单硬脂酸铝催化的1174粉末涂料涂膜性质

涂膜性质 DABCO/ DABCO/ TAA-ol/

单硬脂酸铝 单硬脂酸铝 单硬脂酸铝

烘烤温度( ℃) 200 190 190

最大无针孔厚度(密耳) 17 10 12

测试涂膜厚度(密耳) 1.9/3.0 2.8/3.9 2.5/2.8

甲基乙基酮擦拭 200+ 200+ 200+

涂膜外观 光滑 光滑 光滑

黄变指数 0.67 0.36 -0.56

KNOOP硬度 10.1 11.8 12.2

正/反冲击(in*lb) 160/160 30/5 160/160

60°光泽 81.0 90.0 99.5

20°光泽 50.0 52.0 70.5

储存稳定性(40℃，天) >10 >60 >21

盐雾试验，500小时

蠕变性 0 0 0

外观 10 10 10

耐湿性，60℃，504小时 无变化 无变化 无变化

五、平滑的TMMGU无光粉末涂料

Powderlink 1174固化的粉末涂料的一个独特性能是通过催化剂的选择能够将涂膜外观由光滑的表面改变为所希望的外观如平滑无光和皱纹表面，这一点是其他粉末涂料很难做到的。这种特性是不久前用环已烷基氨基磺酸(Cyclamic acid，Abbott实验室提供)作TMMGU粉末涂料催化剂时发现的(3,7)，在与某些聚酯树脂搭配时，不用加蜡或二氧化硅就可得到60度光泽为35%∽45%平滑无光膜，并且具有良好的性能(参见表九和表十)。

表九和表十还列出了另外两个通过选择催化剂得到的无光粉末涂料配方及其涂膜性质。各种金属的磺酸盐用作1174粉末涂料的催化剂都可以得到很好的无光膜，甲磺酸锡是一种特别好的催化剂，它可以给出非常平滑的无光膜，且具有很好的耐冲击性能和其他机械性能。另外该涂料通过烘烤后不泛黄，且具有极好的耐老化性能。

表9、平滑无光1174粉末涂料配方

组份 wt. wt. wt.
聚酯树脂Crylcoat 3109 94.0

聚酯树脂Crylcoat 3493 77.4

聚酯树脂Kuotex 1000H 63.6

安息香 1.4 1.4 1.4

催化剂Cyclamic acid 0.3

催化剂(2%甲磺酸锡母料) 20.0 30.0

流平剂Resiflow P67 1.3 1.3 1.3

钛白粉R-960 40.0 40.0 40.0

固化剂 Powderlink 1174 6.0 6.0 7.0

表10、平滑无光1174粉末涂料涂膜性质

涂膜性质 Cyclamic Crylcoat Kuotex

acid 3493 1000H

烘烤温度( ℃) 190 190 185

甲基乙基酮擦拭 200+ 200+ 200+

涂膜外观 光滑 光滑 光滑

涂膜厚度(密耳) 2.5 2.4 2.0

黄变指数 -2.4 -3.9

KNOOP硬度 10.7 12.8 12.4

正/反冲击(in*lb) 90/60 160/160 160/160

60°光泽 48 50 43.1

20°光泽 13 11 8.8

盐雾试验，1008小时

蠕变性 0 0 0

外观 9 9 9

耐湿性，60℃，504小时 无变化 无变化 无变化

图十一是一涂履环已烷基氨基磺酸催化的Powderlink 1174无光粉末涂料样板的照片，很明显该涂料外观平滑，流平极佳。图十二是同一样板45倍显微照片。尽管手摸眼看样板是平滑的，但显微照片表明涂膜表面上布满了微小花纹，外观几乎是微粒状的。正是这种表面使光线发生有效散射，导致宏观平滑无光的涂膜表面。

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