聚酯粉末涂料最常见的固化温度是180℃~200℃,固化时间约10-20 min。随着我国政府双碳政策的推出,大型企业的减碳承诺,以及涂装企业对于降低能耗、提高效率、控制成本的内在需求,低温固化型聚酯粉末涂料的开发应用越来越受到关注。按固化温度区间来分,低温固化可分为140℃~160℃和140℃以下(超低温固化)涂料在线coatingol.com。随着固化温度的降低,对应粉末涂料的反应活性越来越高,粉末贮存稳定性、流平等性能会相应下降,而产品开发需要同时平衡各个性能,因此开发难度越来越大。

为进一步提升低温固化聚酯粉末涂料的贮存稳定性、流平等性能,不少新原材料(如半结晶聚酯,特殊催化剂,进口低温消光剂等)或新制备工艺(如后混催化剂,一步法)的评估和尝试成为研发热点。

周韦明等开发了专门适合于工程机械的低温超耐侯聚酯树脂SJT**,由其制备的低温超耐侯粉末具有较好的抗起霜性,130℃*12h测试保光率大于94%。与常规聚酯 SJ4588对比发现,低温聚酯SJT4粉末体系活性显著高于 SJ4588,两者机械性能相同,但SJT45体系流平性略差,贮存稳定性(42℃*7天试验)明显不如常规固化体系;将SJT45和另一款聚酯SJ4588-2共挤发现,其流平、机械性能各方面与常规固化体系接近,同时可以在15min@160℃和15min@150℃左右固化完全。

许国辉等通过一步法合成了羧基封端的半结晶聚酯树脂和低温固化超耐侯树脂,并将两者按不同比例共挤制成能在150℃/20min固化的粉末涂料。研究发现,添加10%~15%半结晶聚酯,可以显著提高低温固化超耐侯涂层的机械性能,正反冲通过50kg.cm,流平等级在6级左右,同时仍具有很好的耐候性能。

张辉等公开了一种后混方式制备低温固化粉末涂料的方法,其首先将无机纳米颗粒作为低温固化催化剂的载体制备复合纳米低温固化催化剂,再将该复合纳米催化剂加入半成品粉末涂料片料一起粉碎,或加入成品粉末涂料中分散混合后使用,可在15min@145℃条件下实现固化,贮存方面可在48℃温度下存放100h而不发生明显结块。这种方法用于解决现有低温固化粉末涂料生产困难、粉末贮存受温度影响大等问题。

刘敬成等公开了一种外混木质素/ZnO纳米复合材料制备低温固化粉末涂料的方法。该发明将木质素进行改性，利用其与纳米ZnO制备复合材料并用于粉末涂料。纳米氧化锌具有一定的催化性,可以降低固化温度,同时外混方式允许粉末涂料的终端客户在喷涂前引入催化剂,从而使粉末涂料具有更优异的储存稳定性。此外,木质素的引入还可以提升涂层的耐候性。

刘亮等将泽和A9消光剂应用于低温固化粉末涂料，研究了固化温度、固化促进剂、聚酯树脂表面张力及流平剂对低温固化消光粉末涂料消光性能的影响，发现提高固化温度、加大聚酯树脂与消光剂的表面张力差以及使用适量(1%左右)流平剂有利于改善低温固化聚酯/TGIC粉末的消光性能,过量添加固化促进剂易导致消光光泽上升且无法改善机械性能。此外,固化度研究表明要提高低温固化消光涂层的固化程度仍有赖于研发适用于低温固化的消光剂

文佳军等选用进口低温聚酯树脂和进口低温消光剂制得了可在15min@140℃固化的粉末涂料,涂层流平等级5-6级,光泽低于10度,耐冲击性通过50kg.cm,但高昂的原材料价格导致配方成本过高,难以推广。文中提到国内的户外低温消光剂也能达到客户要求的光泽及流平,但机械性能不理想,仍需改进。

杨有荣等人通过选用适宜的高酸值半结晶羧基聚酯树脂、适宜的无规羧基聚酯树脂搭配TGIC固化剂,通过一步挤出的方法制备了能够实现140℃低温固化的消光户外粉末涂料,流平等级可达到6级,光泽可做到低于20°,且具有良好的机械性能、户外耐候性能和储存稳定性。