低温固化与辐射固化粉末涂料
粉末涂料的制备和配方技术

\粉末涂料的制备和配方技术1 粉末涂料的定义、组成和分类1.1 涂料的定义能涂敷于底材表面并形成坚韧连续涂膜的液体或固体高分子材料(摘自于中国大百科全书-化工卷)称为涂料。
粉末涂料顾名思义就是固体粉末状的涂料,或叫粉体涂料。
由于其性能及加工过程与塑料相似,又称之为塑粉(塑料粉末)。
1.2 粉末涂料的组成—成膜物质:树脂,它是涂料成膜的基础,又叫基料。
树脂是粘结颜填料形成坚韧连续膜的主要组分。
—颜料:赋予粉末涂料遮盖性和颜色。
—填料:在一定情况下增加粉末涂料涂膜的耐久性和耐磨性,降低涂膜的收缩率和降低成本。
—助剂:用以增加粉末涂料的成膜性,改善或消除涂膜的缺陷,或使涂膜形成纹理。
—功能组分:赋予涂膜某种特殊功能,如导电、伪装、阻燃等等。
1.3 粉末涂料的分类粉末涂料的品种很多,性能和用途各不相同。
粉末涂料可以按照成膜物质、涂装方法、涂料功能和涂膜外观进行分类。
粉末涂料按主要成膜物的性质分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料两大类。
粉末涂料按涂装方法和存在的状态可以分为静电粉末喷涂粉末涂料、流化床浸涂粉末涂料、电泳粉末涂料、紫外光固化粉末涂料和水分散粉末涂料等。
粉末涂料按其特殊功能和用途可以分为装饰型粉末涂料、防腐粉末涂料、耐候性粉末涂料、绝缘粉末涂料、抗菌粉末涂料和耐高温粉末涂料等。
粉末涂料按涂膜外观可以分为高光粉末涂料、有光粉末涂料、半光粉末涂料、亚光粉末涂料、无光粉末涂料、皱纹粉末涂料、砂纹粉末涂料、锤纹粉末涂料、绵绵纹粉末涂料、金属粉末涂料和镀镍效果粉末涂料等。
成膜物为热塑性树脂粉末涂料是热塑性粉末涂料,成膜物为热固性树脂的粉末涂料是热固性粉末涂料。
首先开发的是热塑性粉末涂料,热固性粉末涂料由于其涂膜具有各种优异的物理、化学性能及外观装饰性等优点,从而迅速占据市场成为粉末涂料的主流品种。
粉末涂料的生产厂家一般还是以成膜物的种类分类,以方便产品的命名和管理。
1.3.1热塑性树脂和热固性树脂的意义和特性:1.3.2热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料的性能特性比较:见下表1-12.热塑性粉末涂料简介热塑性粉末涂料是由热塑性树脂、颜料、填料、增塑剂等经过熔融混合、粉碎、过筛分级得到的。
87辐射固化涂料

87辐射固化涂料Joseph V. KoleskeCharleston, West Virginia 1.前言辐射固化涂料代表新的涂料技术之一,它正在取代传统的溶剂型涂料或低固体分涂料。
辐射固化涂料具有以下重要的特征:高固体分—通常达100%;投资少(个别情况除外);固化耗能少—能量需求少和无溶剂消耗;固化速度快;在许多不同底材上都可固化,包括热敏材料如塑料及电子工业用元件;生产效率高;固化流程较短,节省施工操作面积和涂料贮存空间;化学原料选择面宽,可选择不同的组分设计不同的配方。
辐射固化涂料所用的光固化能源是电子束和紫外线。
1984年Pincus[1]指出,当时有四个电子束设备供应商和四十多个紫外线设备供应商。
第九版《Radiation Curing Buyer`s Guide》(1987)列出了相同数目电子束设备供应商和五十个紫外线设备供应商。
1983-1984年间美国大约有100套电子束装置和25,000套紫外光装置投用[1],这些装置包括实验室、中间工厂和生产单位。
随着每年该工业增长10%-15%[2-4],可以预期十年后该数目已有了很大增长。
电子束固化设备比紫外线设备价格高很多,这就是前述的辐射固化优点中投资少的例外情况。
即使是实验室规模的一套电子束设备价格也要达6位数,而一套易搬运的紫外线设备仅几千美元。
此外,电子束设备能量消耗很高,而紫外线设备能耗低。
1980年美国辐射固化产品产量达80,000,000镑,1985年增长到127,000,000镑,1990年预期达216,000,000镑[4]。
1985年该产品中有88%用紫外线固化,其余的是电子束固化。
很明显,虽然辐射固化涂料是个专门的领域,但它的增长明显比涂料总量增长快。
最近的研究[5]表明1995辐射固化产品将达336,000,000镑,与1990的产量相比年增长率为9.2%。
辐射固化涂料包括两项基本技术。
传统的且为大家熟知的是自由基化学和含不饱和键的聚合物(如丙烯酸酯、苯乙烯不饱和聚酯等)的固化技术。
辐射固化涂料

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2 1 - 02 2国际专利 申请公开 , / 国 : MIn vtv 0 8 0 [ O 英] 美 3 n oa ie
2 1 0 0 9 一种 光固化阴极涂料 :C 1 20 38 3 [ 0 17 4 N 9 0 A  ̄国 2 1 0 0 3 吸音用含陶瓷粉 和丙 烯酸粉末 的粉 末涂料组 0 0 17 5
发 明 专 利 申 请 公 开 ]中 国 : 胥 建 中 ( 建 中 ) 2 1 . / 胥 . 0 一 1
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题 述组合物包含丙烯酸基料 l %质量分数 ,下 同) ( O 、 有机硅 基料 l 名 、分 散剂 l 、消泡剂 1 、碳酸钙 2 % 0 老 名 0、
题 述粉 末涂料含有() A环氧树脂、 B07 12当量( ().~ . 按羧 份 有 限 公 司 ( 丽 娟 等 ) 2 1 0 . 5-2 1 O 5 5 张 . 0 61 . 0 l ~ 1 0 6
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2 0份和其他添加 剂混合 、捏 合、冷却并粉 碎 ,得到一种 8
粉 末涂料 ,其固化性和耐热循环性好。 2 1 0 0 6 一种耐折弯粉末涂料 0 1 75 :C 1 21 82 9 [ ] N 4 A m[ 0 0
发明专利 申请公开]中国 :浙江超浪新材 料有限公司( / 杨庆 2 1 0 0 1 厚膜氟聚 合物粉末涂料 组合物及其 工艺 :W 伟等) 2 1.62 . 0 l100 0 6 1.(0 0 .3:I C 0 7 5 1 O Ol 0 .9~2 1 7 2 32 11.32 ) P
低温固化消光级聚氨酯粉末涂料

低温固化 /消光级聚氨酯粉末涂料摘要:本文概述了聚氨酯粉末涂料的特性、反应原理及研究进展,同时介绍了本公司在聚氨酯粉末涂料生产过程中所做的一些实验工作。
1 前言从 20 世纪 70 年代以来,随着工业的发展,溶剂性涂料的涂装施工对大气造成的污染成为了国际社会关注的焦点,具有“省资源、省能源、低污染、高效能”特点的粉末涂料受到业界的高度重视,在涂料工业中所占比例迅速提升,广泛应用于家电、汽车、铝型材等领域。
聚氨酯粉末涂料不仅具有高装饰性和优良的物理力学性能,而且具有较全面的耐化学药品性,特别是不易黄变、耐候性和耐光性突出。
它兼顾了环氧涂料和丙烯酸涂料的优点,与 TGIC固化的纯聚酯粉末涂料体系相比,更具有无毒无害的巨大优势。
随着聚氨酯粉末涂料生产工艺的日益成熟,其在粉末涂料中所占的比例将越来越大。
2聚氨酯粉末涂料的特性物理性能优异耐化学品性优良耐候性突出固化过程中熔融黏度较小,润湿流平性良好挤出过程中不会有反应发生,生产工艺容易控制施工性能良好3聚氨酯粉末涂料反应原理聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,由多异氰酸酯和多元醇(包括含羟基的低聚物)反应生成。
聚氨酯涂料中并不一定要有聚氨酯树脂存在,聚氨酯粉末涂料就是由羟基树脂和封闭型多异氰酸酯为原料制成的,二异氰酸酯在常温下大部分是具有挥发性的有毒液体,与羟基聚酯树脂有很高的反应活性,为降低其挥发性及毒性,并制造成固体以便于使用,人们通常用二元醇或三元醇与之反应。
为了避免烘烤前二异氰酸酯与羟基发生发应,还需要使用封闭剂封闭异氰酸基团,以提高其稳定性。
目前常用的聚氨酯粉末涂料交联剂的主要架构便是以己内酰胺封闭的IPDI (异佛尔酮二异氰酸酯),IPDI的分子结构和常见的己内酰胺封闭的 IPDI 分子结构如下:IPDI点击此处查看全部新闻图片己内酰胺封闭的IPDI点击此处查看全部新闻图片己内酰胺封闭的IPDI点击此处查看全部新闻图片涂料固化过程中,当烘烤温度升高到封闭IPDI 的解封闭温度(目前大多数产品的解封闭温度高于170℃)时,封闭的异氰酸酯先解封闭,己内酰胺释放出来,留下异氰酸根与羟基发生反应形成氨酯键,反应式如下:反应式点击此处查看全部新闻图片己内酰胺的放出将会造成涂层针孔、气泡等缺陷,并对环境产生污染。
《辐射固化》PPT课件

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特点:固化速度快、涂膜质量高、环境污染 少、能量消耗低等。
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光固化涂料现状
1968年Bayer研发了第一代光固化木器涂料 (UVCC) ,全球年增长率保持10~15%。
欧、美、日三地UVCC产量占全球UVCC 市场95%的份额。
全球涂料市场,UVCC占其它涂料产品份 额为15%,预计到2015年达到30%。
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我国于70年代开始研发UVCC; 80年代,发展缓慢; 90年代,得到快速的发展;
UV-V:390 nm 以上
汞蒸气灯可分为三种,即低压汞灯、中压 汞灯和高压汞灯。
低压汞灯主要用于医疗消毒领域。 中压汞灯光谱中365nm占较大份额,因为 很多光引发剂体系在此光区内都有很强的吸收, 中压汞灯是油墨、涂料UV固化中使用最广泛的 灯类。 高压汞灯适用于照相平版印刷 。
紫外光源:缺点是穿透力差。
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辐射固化是针对不饱和低聚物,所用 助溶剂也带有活性基团,引发化学反应固 化的辐射源是紫外线(UV)或电子束 (EB)等,这一固化新技术是以光化学、 辐射化学和高分子科学为基础,一般在室 温下就可快速完成,优于热固化。
采用辐射固化技术后,油漆、油墨通 过紫外光或电子束照射在几分之一秒的时 间里被迅速固化,由于没有溶剂挥发,节 省了原料又减少了环境的污染。
使在溶剂中形成可溶性分子间的络合物、 缔合物或复盐等,以增加物质在溶剂中的 溶解度,称为助溶剂。
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不含颜料的透明涂料称为清漆; 含有颜料的不透明涂料称为色漆(如 磁漆、调和漆、底漆);加有大量体 质颜料的稠厚浆状涂料称为腻子。无 挥发性稀释剂的涂料称为无溶剂涂料; 呈粉末状的称粉末涂料;以有机溶剂 作为稀释剂的称溶剂型涂料;以水作 为稀释剂的则称为水性涂料。
低温固化粉末涂料的研究进展

第51卷第3期 202丨年3月涂料工业PAINT &COAT1NGS INDUSTRYVol. 51 No. 3Mar. 2021低温固化粉末涂料的研究进展许伟坤1,王慧丽2,董亿政2,袁辉强2,范萍”(1.浙江工业大学材料科学与工程学院,杭州310014;2.浙江中法新材料有限公司,杭州310006)摘要:低温固化粉末涂料可节约能源、降低成本、并可将粉末涂料的应用领域拓展至热敏性底材,因此其研究与开发具有十分重要的意义。
然而低温固化粉末涂料自身存在着低温固化与其室温贮存稳定性及其制粉过程化学稳定性的矛盾。
针对低温固化粉末涂料现存的上述问题,着重从三个方面,即降低固化反应活化能、提高树脂基体低温流动性及防止制备过程中的预固化进行了分析,综 述了低温固化粉末涂料在配方设计、专用树脂设计的进展、固化促进剂微胶囊化以及超临界流体技术在低温固化粉末涂料中的应用情况。
并对今后低温固化粉末涂料的研发方向进行了展望。
关键词:粉末涂料;低温固化;反应活化能;低温流动性;预固化中图分类号:TQ637. 82 文献标识码:A文章编号:0253-4312(2021 )03-0076-07doi:10. 12020/j.issn.0253-4312. 2021. 3.76Research Progress in Low-Temperature Curing Powder CoatingsXu Weikun',Wang Huili:,Dong Yizheng2,Yuan Huiqiang2,Fan Ping1(1. Z h e jia n g U n iv e rs ity o f T e c h n o lo g y, C o lle g e o f M a te r ia ls S c ie n c e a n d E n g in e e r i n g, H a n g z h o u310014, C/iina;2.N e w S in o-F r e n c h P o ly m e r M a te r ia h C o., L td., H a n g z h o u310006.C h i n a)A bstract:Low-temperature curing powder coatings can not only save energy and reducecosts,but also expand the application of powder coatings to heat-sensitive substrates.Therefore,the research and development of it have great significance.However,the low- temperature curing powder coatings itself has the contradiction between the low-temperature curing,the storage stability at room temperature and the chemical stability during processing.Regarding to the above-mentioned problems existing in low-temperature curing powder coatings,three aspects were focused on for discussion in this paper,including reduction of the activation energy of the curing reaction,improvement of the fluidity of low-temperature of the resin matrix,and prevention of pre-curing during the process of powder preparation.The development of low-temperature curing powder coatings in design of foiTnulation and resin preparation,as well as the application of curing accelerator microencapsulation and supercritical fluid technology in low- temperature curing powder coatings were reviewed.Finally,the future development trend of low- temperature curing powder coatings was prospected.Key w ords:powder coatings;low-temperature curing;activation energy;fluidity at low- temperature;pre-curing **通信联系人许伟坤等:低温固化粉末涂料的研究进展粉末涂料是以树脂基料和固化剂为成膜物质,并辅以填料、颜料和功能性助剂的100%固体分的粉 末形态涂料。
辐射固化涂料

主要用途
还有眼镜片、镜头的增硬耐磨涂料,该涂层不 但要考虑到涂层的耐划伤性,还要兼顾到涂膜 的折射率指标。 市场有待挖掘的UV金属涂料,如易拉罐罩光, 彩钢板等。 还有现已小规模应用的石材、混凝土的表面处 理等领域。
有前景的应用领域
UV粉末涂料 除了技术和环保优势外,UV粉末涂料还有经 济方面的优势。 这种技术不需要有机溶剂是,是真正意义上的 环保涂料 应用于木材、纸张、金属、塑料等涂
有前景的应用领域
5)可得到极薄的涂层; )可得到极薄的涂层; 6)设备、容器等易于清洗; )设备、容器等易于清洗; 7)光固化前已可指触,可堆放和修理; )光固化前已可指触,可堆放和修理; 8)大大减少火灾危害。 大大减少火灾危害。 水性光固化涂料除了上述优点外, 水性光固化涂料除了上述优点外,还有一 个很突出的优点就是解决了传统固化涂料的硬 度和柔韧性之间的矛盾。 度和柔韧性之间的矛盾。
特性
4.环境污染小,UV涂料VOC含量很低,是公认 的绿色环保产品 5.涂层性能优异,UV涂料固化后的交联密度大 大高于热烘型涂料,故涂层在硬度、耐磨、耐 酸碱、耐盐雾、耐汽油等溶剂各方面的性能指 针均很高;特别是其漆膜丰满、光泽尤为突出
特性
6.涂装设备故障低,由于UV涂料没有紫外线辐 射不会固化,因而不会堵塞和腐蚀设备,涂覆 工具和管路清洗方便,设备故障率低 7.固化装置简单,易维修,加上与之相关的设备 总体比传统涂料设备占用空间小,设备投资低。
分类
根据涂料成膜物即光 固化树脂的不同,光 固化涂料可分为两大 类: 自由基光固化涂料 阳离子光固化涂料 自由基光固化涂料也 有两大类, 一是不饱和聚酯型,它 由线型不饱和聚酯与 活性稀释剂(主要是 苯乙烯)组成。 二是丙烯酸成。
特性
粉末涂料固化温度

粉末涂料固化温度粉末涂料固化温度是指将粉末涂料施加在物体表面后,通过加热使其固化的温度。
粉末涂料是一种粉末状的涂料,其主要成分包括树脂、颜料和助剂等。
在涂装过程中,通过静电吸附或电泳等方式将粉末涂料均匀地附着在被涂物体表面上,然后经过烘烤或热固化等过程使其固化成为一层坚硬、耐久的涂层。
粉末涂料固化温度是影响涂层质量的一个重要参数。
过低的固化温度会导致涂层未能完全固化,从而影响其附着力和耐候性;而过高的固化温度则可能引起涂层发黄、起皮等问题。
因此,合适的固化温度对于保证涂层的质量至关重要。
一般而言,粉末涂料的固化温度取决于其所使用的树脂类型、配方和应用要求等因素。
不同的树脂具有不同的固化温度范围。
常见的树脂类型包括环氧树脂、聚酯树脂、酯醇树脂等。
其中,环氧树脂是最常用的树脂类型之一,其固化温度一般在150℃至200℃之间。
除了树脂类型外,粉末涂料的配方也会对固化温度产生影响。
配方中的助剂和填料等成分会改变涂料的流动性和固化特性。
一些助剂具有催化作用,可以降低粉末涂料的固化温度,提高固化速度。
而填料的添加则可能导致涂料的固化温度升高。
涂装对象的要求也会对固化温度产生影响。
不同的物体材质和形状可能对固化温度有不同的要求。
一些金属材料具有较高的热传导性,固化温度可以相对较低;而一些塑料材料则需要较高的固化温度才能达到理想的固化效果。
在实际应用中,通常会通过试验和调整来确定合适的固化温度。
首先,需要根据涂料的树脂类型和配方确定一个初步的固化温度范围。
然后,通过涂装试验,在不同的温度下进行涂装,观察涂层的固化效果和性能,选择最佳的固化温度。
总的来说,粉末涂料固化温度是一个关键的参数,对于保证涂层的质量和性能至关重要。
根据涂料的树脂类型、配方和应用要求等因素,确定合适的固化温度是确保涂层质量的关键步骤。
通过试验和调整,选择最佳的固化温度可以提高涂层的附着力、耐候性和装饰性,延长被涂物体的使用寿命,从而满足不同行业和领域的需求。
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近几年来,粉末涂料辐射固化技术的发展使粉末涂料已进入家具行 业的MDF(中密度板)、热敏感的木材和塑料、复合基材等新的应用领 域。比传统粉末涂料具有更高交联密度的新颖交联体系所制造的涂料涂 层的外观能满足甚至超出家具最高的要求。辐射固化粉末涂料体系主要 包括紫外线(UV)固化和电子束(EB)固化两类,其中UV固化粉末涂料很 5 容易达到世界上最严格的DIN68861和FIRA6250厨浴室家具标准。
1低温固化粉末涂料
传统热固性粉末涂料须经过(180~210)℃/(20~5)min高温固
化后才能交联形成聚合物网络。在快速固化基础上改性形成(160~
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180)℃×(20~10)min固化的粉末涂料,为快速固化粉末涂料,而
不高于160℃的温固化进行固化的粉末涂料称为低温固化粉末涂料,对
于固化温度在120℃以下的粉末涂料通常为超低温固化粉末涂料。
低温与辐射固化粉末涂料
知识源于不断 探索、创新、积累 与自我否定的过程, 这个过程是缓慢的, 但随着时间的推移 与自我满足意识的 膨胀,这个过程也 将随之逐渐结束!
知识始终处于 不断更新换代之中, 今天的知识对于明 天不一定能再适用! 因此,对于粉末涂 料产品设计师、生 产工艺师 以及相关 的技术工作者、管 理者,不要拿昨天 否定今天,也不要 拿今天否定明天, 具有自我发展、创 新与否定意识才能 不断进步,否则将 会有固步自封的危 险!
目前,在研制低温固化粉末涂料时,往往可采用的有几种方法,
பைடு நூலகம்
它们是:⑴低温交联固化剂,如ESTRON公司的环氧树脂固化剂G-91
等;⑵催化剂,如用于与含氧基交联固化的三苯基磷类、鎓盐类等;⑶
特殊有树脂,如结晶树脂、光固化树脂;⑷特殊的交联固化方式,如紫
外光(UV)固化,电子束固化(EB)等。
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低温固化(LTC)或低温烘烤(LB)固化是粉末涂料发展中 的一个老话题,随着新材料、新工艺的不断涌现,近年来这一技 术已经获得显著地突破。目前,低温固化粉末涂料的固化条件在 160℃@15~30分钟。现今低温固化混合型粉末涂料工艺技术经 120℃固化后,即可交联形成良好的聚合物网络,获得具有优良性 能的从高光到无光的粉末涂料层。目前低温固化粉末涂料技术已 发展相当成熟,粉末涂料品种几乎已涵盖了整个粉末涂料品种。
功能性涂料是各种特殊用途涂料的总称。所谓特殊用途,是指除 了装饰、保护等的基本功能之外,这类涂料还兼有某些特别的功能, 以满足被涂覆产品设计上的需要。可以说,正是一些在特殊环境里应 用的产品功能方面的需要,促进了功能性涂料的研制和开发。功能型 粉末涂料根据其功能表现形式的不同,可分为物理、化学、生物及其 综合性能粉末涂料,每侧重功能仍可继续向下细分。
2UV固化粉末涂料----------------------------52
2.1UV光固化粉末涂料的组成-----------------------------53 2.2UV固化粉末涂料配方设计-----------------------------59
3电子束固化粉末涂料------------------------86 4辐-热双重固化粉末涂料---------------------86
功能型粉末涂料渗透到粉末涂料应用的各个领域,家具、五金、 电器、建材、汽车、卷材等等,功能型粉末涂料的广泛应用。为粉末 涂料的市场应用打开了许多潜在的市场。功能型粉末涂料很多,由于 培训时间与篇幅的限制,我们下只讨论部分功能型粉末涂料。
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低温固化与辐射固化粉末涂料
粉末涂料与涂装技术已应用了几十年,传统粉末涂料所用热固化树 2019-0 脂的固化温度较高(160~210℃),固化时间长(5~30min),这限 制其只能用于金属等耐热基材,并且相对耗能、费时。并且热固化粉末 涂料的熔融流平和固化开始阶段有不同程度的重叠,涂层就会出现平整 度上的缺陷,如缩孔、桔皮等问题。
“热点”粉末涂料开发与设计 (六)
对产 耐 低 多 皱 木 消 粉
策品 久 温 色 纹 纹 光 末
开型与花粉粉型涂
发粉辐粉末末粉料
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设涂固涂料料涂计
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功能性粉末涂料(Functional Powder Coatings)是一类具有特 殊功能或特殊用途的、有针对性解决或达到某些特殊性问题或要求的 功能性粉末涂料,供给特种用途的涂装,满足各种特殊技术要求。功 能性粉末涂料不仅可以起到传统的保护和装饰等作用,还赋予材料各 种特殊功能,主要包括绝缘、导电、防污、耐热、阻燃,防辐射等多 种功能。功能性粉末涂料在科技、国防、工农业等许多领域发挥着越 来越重要的作用,它的发展是国家经济和军事科学水平的反映,对当 代科学技术、国防、工家业的迅速发展起着重要作用。
传统粉末涂料固化温度通常高达160~210℃,使粉末涂料在某些 热敏材料上的应用受到限制。将固化温度降至130℃,许多粉末涂料虽 然可以固化,但与常用的溶剂型和水性涂料相比仍然偏高。为了将粉末 涂料的应用领域扩大到塑料、木材和某些金属合金行业,必须进一步降 低固化温度。这种改进应用于工业涂装线上还能节约能源,提高生产率。 但是要在低温下获得高反应活性、转化率以及涂料的流动流平性,对于 粉末涂料来说还有很多障碍。
1.1纯环氧低温固化粉末涂料------------------------------7 1.2环氧-聚酯低温固化粉末涂料--------------------------16 1.3聚酯-TGIC低温固化粉末涂料--------------------------33 1.4聚酯-异氰酸酯低温固化粉末涂料----------------------34 1.5丙烯酸低温固化粉末涂料-----------------------------51