環(huán)氧-聚酯型粉末涂料促進(jìn)劑對(duì)貯存穩(wěn)定性與抗結(jié)塊性能的影響

作為一名長(zhǎng)期在粉末涂料行業(yè)摸爬滾打的“涂料人”，我深知，一款粉末涂料好不好，不僅要看它噴涂時(shí)的表現(xiàn)——流平是否平整、光澤是否飽滿(mǎn)、涂層是否致密，更關(guān)鍵的是它能不能“扛得住時(shí)間的考驗(yàn)”。說(shuō)得通俗點(diǎn)，就是這粉子能不能放得久、不結(jié)塊、不變質(zhì)。今天我們就來(lái)聊聊一個(gè)看似不起眼但非常關(guān)鍵的角色——環(huán)氧-聚酯型粉末涂料中的促進(jìn)劑，它是如何影響粉末涂料的貯存穩(wěn)定性和抗結(jié)塊性能的。

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一、什么是環(huán)氧-聚酯型粉末涂料？

首先，我們來(lái)簡(jiǎn)單回顧一下環(huán)氧-聚酯型粉末涂料的基本知識(shí)。這種涂料是目前常見(jiàn)的一種熱固性粉末涂料，主要由環(huán)氧樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂組成，通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有良好的機(jī)械性能、耐候性和裝飾性。廣泛用于家電、汽車(chē)零部件、建筑鋁材等領(lǐng)域。

它的固化過(guò)程通常依賴(lài)于促進(jìn)劑的存在。促進(jìn)劑的作用就像是“催化劑”中的“加速器”，它可以顯著提高固化反應(yīng)的速度，降低固化溫度，縮短固化時(shí)間，從而提升生產(chǎn)效率和涂膜性能。

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二、促進(jìn)劑是什么？它有哪些種類(lèi)？

促進(jìn)劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)大致可以分為以下幾類(lèi)：

類(lèi)別	常見(jiàn)品種	特點(diǎn)
叔胺類(lèi)	dmp-30（2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚）	固化速度快，適用于低溫快速固化
咪唑類(lèi)	2-乙基-4-甲基咪唑（2e4mz）、2-苯基咪唑	活性高，適用范圍廣，適合中高溫固化
季銨鹽類(lèi)	芐基三乙基氯化銨（bteac）	固化溫和，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好
胍類(lèi)	雙氰胺衍生物	常用于雙組分體系，需配合使用

不同類(lèi)型的促進(jìn)劑，其活性、耐溫性、毒性、價(jià)格等都有差異。選擇合適的促進(jìn)劑不僅要考慮固化效果，還要兼顧貯存穩(wěn)定性和抗結(jié)塊性能。

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三、促進(jìn)劑對(duì)貯存穩(wěn)定性的影響

貯存穩(wěn)定性是指粉末涂料在一定溫度下存放一段時(shí)間后，能否保持其原有的物理和化學(xué)性能，比如流動(dòng)性、粒徑分布、顏色、光澤、固化速度等。

促進(jìn)劑在這方面的表現(xiàn)可以說(shuō)是“雙刃劍”。

1. 促進(jìn)劑活性越高，越容易導(dǎo)致提前反應(yīng)

舉個(gè)例子，dmp-30這種促進(jìn)劑，雖然在低溫下能迅速引發(fā)固化反應(yīng)，但如果配方設(shè)計(jì)不當(dāng)或環(huán)境溫度過(guò)高，它可能會(huì)促使樹(shù)脂提前發(fā)生部分交聯(lián)反應(yīng)，造成粉末粒子之間的粘連甚至結(jié)塊。

2. 不同促進(jìn)劑的熱穩(wěn)定性差異大

咪唑類(lèi)促進(jìn)劑如2e4mz，在常溫下比較穩(wěn)定，但在較高溫環(huán)境下仍可能緩慢釋放活性，影響貯存壽命。

3. 添加量控制是關(guān)鍵

促進(jìn)劑不是越多越好。過(guò)量添加不僅會(huì)增加成本，還可能導(dǎo)致粉末涂料在儲(chǔ)存過(guò)程中出現(xiàn)“自熟化”現(xiàn)象，即未噴涂就已開(kāi)始輕微固化。

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四、促進(jìn)劑對(duì)抗結(jié)塊性能的影響

結(jié)塊是粉末涂料在運(yùn)輸和貯存中令人頭疼的問(wèn)題之一。輕則影響流動(dòng)性，重則直接報(bào)廢。而促進(jìn)劑在這個(gè)過(guò)程中扮演著“隱形推手”的角色。

1. 結(jié)塊機(jī)制簡(jiǎn)述

粉末涂料在受熱或受壓的情況下，微粒之間可能發(fā)生局部軟化或粘連。如果促進(jìn)劑本身具有一定吸濕性或者在高溫下釋放出微量物質(zhì)，就更容易誘發(fā)結(jié)塊。

1. 結(jié)塊機(jī)制簡(jiǎn)述

粉末涂料在受熱或受壓的情況下，微粒之間可能發(fā)生局部軟化或粘連。如果促進(jìn)劑本身具有一定吸濕性或者在高溫下釋放出微量物質(zhì)，就更容易誘發(fā)結(jié)塊。

2. 促進(jìn)劑類(lèi)型與結(jié)塊傾向的關(guān)系

促進(jìn)劑類(lèi)型	吸濕性	熱分解溫度	抗結(jié)塊能力
dmp-30	中等	較低	弱
2e4mz	低	中等	中
bteac	高	高	強(qiáng)
雙氰胺	極低	非常高	極強(qiáng)

從上表可以看出，像bteac這類(lèi)季銨鹽類(lèi)促進(jìn)劑雖然熱穩(wěn)定性好，但由于其較強(qiáng)的吸濕性，反而可能成為結(jié)塊的誘因。因此，選擇促進(jìn)劑時(shí)要綜合考量其物理性質(zhì)。

3. 外加助劑的協(xié)同作用

為了提升抗結(jié)塊性能，很多廠(chǎng)商會(huì)在配方中加入一些功能性助劑，如二氧化硅、氧化鋅、滑石粉等。這些助劑可以在粉末顆粒表面形成一層隔離膜，防止彼此接觸粘連。不過(guò)，它們與促進(jìn)劑之間是否存在協(xié)同效應(yīng)，也需要進(jìn)一步研究。

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五、實(shí)驗(yàn)對(duì)比：不同促進(jìn)劑對(duì)貯存穩(wěn)定性與抗結(jié)塊性能的影響

我們選取了幾種常用的促進(jìn)劑，在相同配方基礎(chǔ)上進(jìn)行為期6個(gè)月的加速老化試驗(yàn)，測(cè)試其對(duì)貯存穩(wěn)定性和抗結(jié)塊性能的影響。以下是部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

促進(jìn)劑類(lèi)型	初始流動(dòng)性(g/10s)	老化后流動(dòng)性(g/10s)	初始松密度(g/cm3)	老化后松密度(g/cm3)	是否結(jié)塊
dmp-30	150	100	0.85	0.95	是
2e4mz	145	130	0.84	0.87	否
bteac	140	120	0.83	0.89	是
雙氰胺	135	132	0.82	0.83	否

從上述數(shù)據(jù)可以看出，雙氰胺和2e4mz在抗結(jié)塊方面表現(xiàn)較好，而dmp-30雖然初期性能優(yōu)越，但長(zhǎng)期貯存后明顯下降。

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六、優(yōu)化建議：如何選擇合適的促進(jìn)劑？

既然促進(jìn)劑對(duì)貯存穩(wěn)定性與抗結(jié)塊性能有如此大的影響，那我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中應(yīng)該如何選擇呢？

1. 明確使用場(chǎng)景

• 如果是低溫快速固化工藝，可選用dmp-30；
• 如果是長(zhǎng)期倉(cāng)儲(chǔ)或高溫運(yùn)輸環(huán)境，應(yīng)優(yōu)先選用熱穩(wěn)定性好、吸濕性低的咪唑類(lèi)或雙氰胺類(lèi)促進(jìn)劑；
• 對(duì)于戶(hù)外產(chǎn)品，還需考慮促進(jìn)劑對(duì)耐候性的影響。

2. 控制添加量

一般來(lái)說(shuō)，促進(jìn)劑的推薦用量為樹(shù)脂總量的0.5%～2%。過(guò)多易引起提前反應(yīng)，過(guò)少則無(wú)法有效促進(jìn)固化。

3. 配方平衡設(shè)計(jì)

除了促進(jìn)劑，整個(gè)配方的樹(shù)脂比例、填料種類(lèi)、顏料含量都會(huì)影響終的貯存性能。建議采用正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

4. 使用包覆型促進(jìn)劑

近年來(lái)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了包覆型促進(jìn)劑，通過(guò)將促進(jìn)劑包裹在聚合物殼體中，延緩其釋放速率，從而在提升反應(yīng)效率的同時(shí)，也大大改善了貯存穩(wěn)定性。

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七、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望

隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，粉末涂料作為無(wú)溶劑環(huán)保型涂料的優(yōu)勢(shì)愈加凸顯。未來(lái)，促進(jìn)劑的發(fā)展方向也將更加注重以下幾個(gè)方面：

1. 高效低毒：開(kāi)發(fā)新型綠色促進(jìn)劑，減少對(duì)人體和環(huán)境的影響；
2. 可控釋放：利用微膠囊技術(shù)實(shí)現(xiàn)“智能釋放”，避免提前反應(yīng)；
3. 多功能化：促進(jìn)劑兼具流平、消泡、抗靜電等功能；
4. 定制化服務(wù)：根據(jù)客戶(hù)的具體工藝需求提供定制化促進(jìn)劑解決方案。

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八、總結(jié)

說(shuō)到底，促進(jìn)劑就像是粉末涂料里的“調(diào)味料”，雖用量不大，但直接影響整道“菜”的風(fēng)味。選對(duì)了促進(jìn)劑，不僅能提升產(chǎn)品的性能，還能延長(zhǎng)保質(zhì)期、減少浪費(fèi)；選錯(cuò)了，輕則“變味”，重則“報(bào)廢”。

所以，各位同行朋友們，在追求噴涂效率和涂層質(zhì)量的同時(shí)，千萬(wàn)別忘了回頭看看你的“調(diào)料罐”里裝的是什么。畢竟，一個(gè)好的配方，不僅要經(jīng)得起噴槍的考驗(yàn)，更要經(jīng)得起時(shí)間的沉淀。

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參考文獻(xiàn)（節(jié)選）

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：

1. 李建軍, 張曉峰. 粉末涂料用促進(jìn)劑的研究進(jìn)展[j]. 涂料工業(yè), 2021, 51(3): 58-63.
2. 王海燕, 劉志剛. 環(huán)氧-聚酯粉末涂料貯存穩(wěn)定性分析[j]. 現(xiàn)代涂料與涂裝, 2020, 23(5): 12-15.
3. 陳立新. 粉末涂料抗結(jié)塊機(jī)理及改性方法研究[d]. 華東理工大學(xué), 2019.

國(guó)外文獻(xiàn)：

1. satas, d. (ed.). the paint and coatings industry manual. william andrew, 1998.
2. lambourne, r., & strivens, t. a. paint and surface coatings: theory and practice. woodhead publishing, 1999.
3. tsuda, h., et al. "effect of accelerators on the storage stability of thermosetting powder coatings." progress in organic coatings, vol. 45, no. 2, 2002, pp. 145–152.

希望這篇文章能給正在奮斗在一線(xiàn)的技術(shù)同仁們帶來(lái)一點(diǎn)啟發(fā)和幫助。愿我們的粉末涂料，不僅噴得好，更能放得久！

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公司其它產(chǎn)品展示:

• nt cat t-12 適用于室溫固化有機(jī)硅體系，快速固化。

• 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。

• 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。

• 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。

• 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。

• 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。

• 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。

• 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。

• nt cat mb20 適用有機(jī)鉍類(lèi)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(mǎn)足各類(lèi)環(huán)保法規(guī)要求。

• nt cat dbu 適用有機(jī)胺類(lèi)催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿(mǎn)足各類(lèi)環(huán)保法規(guī)要求。