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基本信息

項(xiàng)目名稱：
低溫固化聚酯/環(huán)氧粉末涂料
小類：
能源化工
簡介：
本作品通過合成具有低溫固化基團(tuán)的不飽和聚酯樹脂，并將其用于聚酯/環(huán)氧粉末涂料的改性，引入具有低溫（140～160℃）活性固化基團(tuán)。研究了樹脂合成、涂料配方及固化劑與促進(jìn)劑對粉末涂料的影響，結(jié)合粉末涂料配方設(shè)計(jì)和涂料工藝應(yīng)用改進(jìn)，得到既能降低固化溫度同時又具有優(yōu)良性能的聚酯/環(huán)氧粉末涂料。本作品可在160℃下完成固化，較普通聚酯/環(huán)氧粉末涂料降低了20～40℃，估計(jì)可節(jié)能20%以上，應(yīng)用前景更廣。
詳細(xì)介紹：
本小組首先通過合成單體及催化劑的選擇與配合，采用合適的合成控制參數(shù)，對合成樹脂的聚合度、分子量分布、不飽和雙鍵密度及分布的有效控制，制得適用的不飽和聚酯樹脂；探討了不同ＵＰ固化劑及促進(jìn)劑對聚酯／環(huán)氧粉末涂料涂膜性能的影響，篩選出既能保證涂膜優(yōu)異性能，又能在低溫快速固化的固化體系；同時，通過研究不同涂料配方對涂膜性能的影響，選擇出比較合適的配比，保證涂料在生產(chǎn)加工、儲存和噴涂過程中具有較好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。此外，固化動力學(xué)研究結(jié)果表明UP改性聚酯/環(huán)氧粉末涂料符合160℃/15min固化工藝條件。

作品圖片

  • 低溫固化聚酯/環(huán)氧粉末涂料
  • 低溫固化聚酯/環(huán)氧粉末涂料
  • 低溫固化聚酯/環(huán)氧粉末涂料

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

1作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 本作品針對現(xiàn)有的聚酯/環(huán)氧粉末涂料存在烘烤溫度較高，時間較長等問題，緊扣制造業(yè)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢，結(jié)合粉末涂料的市場需求，開發(fā)一種涂膜性能優(yōu)異、加工性能良好、低溫下快速固化的聚酯/環(huán)氧粉末涂料，開辟了粉末涂料更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價值。 2基本思路 傳統(tǒng)聚酯/環(huán)氧粉末涂料需要較高反應(yīng)溫度來實(shí)現(xiàn)固化。如通過改變樹脂分子中固化基團(tuán)和涂料的固化體系，降低固化反應(yīng)活化能，從而降低粉末涂料固化溫度。不飽和聚酯樹脂（UP）除可用羧基或羥基等活性端基外，還可用活性雙鍵進(jìn)行交聯(lián)固化，而且適用于不同固化溫度范圍的UP固化交聯(lián)劑都有，可選擇性非常大。本作品通過采用UP樹脂改性和粉末涂料配方設(shè)計(jì)調(diào)整，引入具有低溫活性固化基團(tuán)，結(jié)合涂料工藝應(yīng)用改進(jìn)，得到既能降低固化溫度同時又具有優(yōu)良性能的聚酯/環(huán)氧粉末涂料。 3創(chuàng)新點(diǎn) 1）引入了具有低溫活性固化基團(tuán)，降低反應(yīng)活化能，用活性雙鍵進(jìn)行交聯(lián)固化，提高交聯(lián)密度； 2）篩選出了既能保證涂膜優(yōu)異性能，又能在低溫下快速固化的固化體系； 3）保證涂料在生產(chǎn)加工、儲存和噴涂過程中具有很好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。 4技術(shù)關(guān)鍵 1）改性不飽和聚酯樹脂配方的設(shè)計(jì)和制造； 2）固化體系的研究； 3）粉末涂料配方及制造工藝的研究。 5技術(shù)指標(biāo) 涂膜外觀：光亮豐滿；附著力1級；沖擊強(qiáng)度≥50kg.cm；鉛筆硬度≥2H；柔韌性1mm；耐酸堿性≥360h；儲存穩(wěn)定性≥6月；固化條件：160℃，15min。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1涂料固化溫度低。傳統(tǒng)的聚酯/環(huán)氧粉末涂料通常在180～200℃/15～30min下固化，存在烘烤溫度較高，時間較長的缺點(diǎn)。與此不同的是，本作品通過不飽和聚酯樹脂的改性，引入具有低溫活性固化基團(tuán)，降低反應(yīng)活化能和增加交聯(lián)密度，可在160℃/15min下固化，比傳統(tǒng)的降低了20～40℃，拓寬了聚酯/環(huán)氧粉末涂料的應(yīng)用范圍。 2涂料儲存穩(wěn)定性好。聚酯/環(huán)氧粉末涂料的低溫固化多采用加入催化劑或在基料/固化劑體系中采用活性更高的官能基來增大粉末涂料的活性。但這使涂料產(chǎn)生儲存穩(wěn)定性和流平性差等問題。與此不同的是，本作品研制篩選出的固化交聯(lián)劑固化溫度特性好，只有達(dá)到固化交聯(lián)劑反應(yīng)溫度時才迅速引發(fā)和完成交聯(lián)反應(yīng)，保證了涂料在生產(chǎn)加工、儲存和噴涂過程中具有很好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。 3生產(chǎn)設(shè)備要求低?，F(xiàn)在也有應(yīng)用紫外光固化、近紅外固化、熱與輻射混合等低溫固化技術(shù)，但這些技術(shù)對設(shè)備要求較高。與此不同的是，本作品的聚酯/環(huán)氧粉末涂料可以在原有的設(shè)備下使用，不需要增加設(shè)備的投入，體現(xiàn)了較好的實(shí)用價值。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

2011年1月在桂林市綠元化工有限公司對該材料進(jìn)行了性能檢測和應(yīng)用考核。 應(yīng)用結(jié)論： （1）該改性聚酯/環(huán)氧粉末涂料性能指標(biāo)符合配電機(jī)箱技術(shù)要求。 （2）噴涂工藝性:粉末輸送，噴涂附著，流平固化均很好，表面光潔細(xì)密的，涂層均勻牢固,與現(xiàn)有產(chǎn)品相當(dāng)。 （3）用該粉末涂料噴涂的KWJ-0.65P產(chǎn)品，在160℃/15min固化工藝條件下，涂膜性能達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，其固化溫度較現(xiàn)有產(chǎn)品降低20～40℃。表明具有較好的低溫流平固化特性。

作品所處階段

應(yīng)用實(shí)驗(yàn)階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

與桂林智龍電工器材有限公司簽定技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。

作品可展示的形式

樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

本作品通過用不飽和樹脂進(jìn)行改性，降低反應(yīng)活化能和增加交聯(lián)密度，同時，通過對固化體系、涂料配方以及制造工藝的研究，生產(chǎn)出既能在低溫下快速固化又具有優(yōu)良性能的聚酯/環(huán)氧粉末涂料。 聚酯/環(huán)氧粉末涂料主要用于家用電器的涂裝、裝飾性涂裝、防銹涂裝等。本作品的聚酯/環(huán)氧粉末涂料可在160℃下完成固化，較普通聚酯/環(huán)氧粉末涂料降低了20～40℃，除原有應(yīng)用范圍外，還可用于耐溫稍低的基材的表面涂裝。 根據(jù)2009-2010年粉末涂料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，中國粉末涂料2009年的產(chǎn)銷量約為50萬噸，其中聚酯/環(huán)氧粉末涂料的約為20萬噸，有較大的應(yīng)用市場。本作品不飽和聚酯樹脂的原材料和生產(chǎn)成本約為1.2萬元/噸，聚酯/環(huán)氧粉末涂料成本約為1.4萬元/噸，銷售價格約為1.8萬元/噸，與現(xiàn)有的產(chǎn)品相當(dāng)。并且，本作品可在現(xiàn)有的設(shè)備下使用，不需要增加設(shè)備投入。此外，根據(jù)廠家經(jīng)驗(yàn)，在160～200℃范圍內(nèi)，烘烤溫度每降低10℃，可節(jié)能10%左右，估計(jì)本作品可節(jié)能20%以上?？深A(yù)計(jì)該產(chǎn)品會有較好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。

同類課題研究水平概述

國外開展低溫固化聚酯/環(huán)氧粉末涂料研究具有代表性的有美國杜邦公司，該公司生產(chǎn)的聚酯/環(huán)氧粉末涂料最低可在300°F/10min（149℃/10min）下固化。以及日本東亞公司開發(fā)的“阿龍粉末E203”可在120℃/20min條件下固化。國內(nèi)盡管有很多低溫固化粉末涂料被報(bào)道，但相比之下，絕大多數(shù)研究都聚焦于環(huán)氧粉末涂料和紫外光固化粉末涂料等，而聚酯/環(huán)氧粉末涂料的低溫固化研究報(bào)道相對較少。杜邦華佳化工有限公司生產(chǎn)的聚酯/環(huán)氧粉末涂料可在180℃/15min下固化。儲存穩(wěn)定性<30℃儲存，可保證一年。其涂膜性能為鉛筆硬度>H，沖擊強(qiáng)度50Kg.cm，附著力0級，柔韌性2mm,耐酸性大于360h。杭州中拓塑粉材料有限公司生產(chǎn)的聚酯/環(huán)氧粉末涂料在180～250℃下固化。東陽市正昌粉末涂料有限公司生產(chǎn)的聚酯/環(huán)氧粉末涂料可在180℃/15min固化。性能均與杜邦佳華化工有限公司產(chǎn)品相當(dāng)。采用本技術(shù)生產(chǎn)的聚酯/環(huán)氧粉末涂料，可在160℃/15min下固化，比普通的聚酯/環(huán)氧粉末涂料降低了20～40℃，儲存穩(wěn)定性大于6個月，其涂膜性能為鉛筆硬度2H，沖擊強(qiáng)度大于等于50kg.cm，附著力1級，柔韌性1mm，耐酸性大于等于360h。與國外的相比有一定的差距，與國內(nèi)的相比，性能與現(xiàn)有產(chǎn)品相當(dāng)，固化工藝處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。并且本產(chǎn)品生產(chǎn)成本與現(xiàn)有粉末涂料產(chǎn)品相當(dāng)，可以在原有的設(shè)備下使用，不需要增加設(shè)備的投入，可預(yù)計(jì)該產(chǎn)品具有較好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。
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