粉末涂料是不含溶劑100%固體粉末狀涂料。具有不用溶劑、無污染、節省能源和資源、減輕勞動強度和涂膜機械強度高等特點。它有兩大類:熱塑性粉末涂料(PE)和熱固性粉末涂料。涂料由特制樹脂、顏填料、固化劑及其它助劑,以一定的比例混合再通過熱擠塑,和粉碎過篩等工藝制備而成。它們在常溫下貯存穩定,經靜電噴涂、摩擦噴涂(熱固方法),或流化床浸涂(熱塑方法),再加熱烘烤熔融固化,使形成平整光亮的永久性涂膜,達到裝飾和防腐蝕的目的。據專家介紹,環氧粉末涂料是最主要,也是其中性能最好的一種,以其優異的附著力、柔韌性,以及卓越的耐腐蝕性和防腐壽命,受到市場的廣泛青睞和歡迎。隨著戶外建筑材料、家電產品的迅猛發展,以及各種車輛的日益增多,對涂料產品的需求量不斷增加,無論是品種數量還是性能要求,都提出了許多有待涂料業界,與原材料生產廠解決的課題。粉末涂料因其涂裝效率高、無污染,而開發新的環氧粉末涂料,+特別是新的環氧樹脂仍有重要意義。專家介紹了,用于粉末涂料的新的環氧品種,以及應用過程中的現狀和問題。
六、重防腐粉末專用環氧樹脂及固化劑研制
近年來隨著國家經濟建設的飛速發展,對石油天然氣埋地管道重防腐粉末環氧樹脂與助劑的需求量越來越大,質量要求也越來越高。據專家介紹,這方面的要求主要體現在要求粉末環氧,要有良好的施工工藝性(高溫速固化)、耐磨、耐腐蝕、耐冷熱沖擊并具有長期穩定性。顯然國內長期沿用的環氧雙氰胺體系粉末,不管是工藝性還是可靠性都難以滿足這一要求,而在國外這種重環氧防腐粉末體系已經過長期的運行考驗、可靠性好。因此防腐粉末生產廠與涂裝廠,不得不從國外進口環氧樹脂與固化劑進行加工,或直接從國外進口環氧粉末進行涂裝。隨著國家西氣東輸工程的正式啟動,對高性能重防腐粉末涂料的需求量將迅猛增加。國內外商家紛紛看好這一巨大市場,通過各種途徑力爭在這一重大項目中占有一席之地。
為了打破國外環氧粉末在這一領域的壟斷地位,有必要開展這種熔結粉末環氧樹脂與配套固化劑的國產化研究,一方面可借此提高我國重防腐環氧樹脂與固化劑的技術水平,另一方面可為國家節約大量外匯,迫使國外材料在價格上讓步、降低工程造價。根據粉末涂料學會及粉末生產廠提供的相關信息,我們在對國外樣品剖析的基礎上,參照部分國外資料開展了重防腐粉末環氧與配套固化劑的研究,經反復試驗比較研制出了性能接近國外產品的特種環氧樹脂與固化劑。
(一)研制技術路線的選定
1、環氧樹脂
根據國外樣品的紅外與液相譜圖分析,確定國外環氧樹脂樣品基本組分為環氧酚醛型樹脂。樹脂分子結構中既有雙酚A型酚醛成分又有苯酚型酚醛成分,是一種復合型酚醛環氧樹脂。從化學結構看,這種樹脂具有較高的芳香密度,耐腐蝕能力強,涂膜硬度好、耐磨性好的特點。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹,其合成方法主要分成兩步,一是線性酚醛樹脂的合成,二是酚醛環氧樹脂的合成。
2、固化劑
以前的環氧防腐粉末多采用雙氰胺咪唑固化體系,該體系雖有較快的反應速度,但固化反應放熱劇烈,易產生內應力,使涂膜發脆。
國外固化劑樣品的剖析結果,其主組份為端羥基高分子聚合物與陰離子催化型固化劑的復配物。很明顯這種高分子聚合物固化劑固化環氧樹脂,其涂膜的柔韌性比雙氰胺類固化體系要好得多。但大分子鏈端基由于分子鏈的卷曲包裹,反應活性較低,因此需用高反應活性的陰離子催化固化劑加以調節反應速度。這樣通過二者的協同作用保證粉末涂料既有好的柔韌性又有較快的反應速度。高分子端羥基化合物可以是端羥基聚酯或聚醚樹脂,也可以是端羥基酚醛樹脂。后者的反應活性高于前者,而前者的韌性好于后者。根據以上分析結合樣品剖析結果,選擇了端羥基聚醚、酚醛高分子化合物與陰離子催化固化劑復配的復合固化劑作為重防腐粉末環氧的固化劑。