環(huán)氧-聚酯型粉末涂料促進(jìn)劑對(duì)涂膜耐化學(xué)品、耐鹽霧性能的增強(qiáng)作用

在現(xiàn)代工業(yè)中，涂層材料扮演著越來(lái)越重要的角色。無(wú)論是汽車、家電、家具，還是建筑結(jié)構(gòu)，表面涂層不僅關(guān)乎美觀，更直接影響到產(chǎn)品的使用壽命和環(huán)境適應(yīng)能力。而在眾多涂層技術(shù)中，粉末涂料因其環(huán)保性好、施工效率高、涂膜性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為行業(yè)中的“香餑餑”。

其中，環(huán)氧-聚酯型粉末涂料作為熱固性粉末涂料的重要分支，因其兼具環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)良附著力與聚酯樹(shù)脂的良好柔韌性和戶外耐候性，廣泛應(yīng)用于金屬制品的表面防護(hù)。然而，即便如此優(yōu)秀的組合，也并非完美無(wú)缺。尤其是在面對(duì)惡劣環(huán)境時(shí)，如酸堿腐蝕、鹽霧侵蝕等挑戰(zhàn)，單一配方往往難以滿足日益嚴(yán)苛的應(yīng)用需求。

于是，“促進(jìn)劑”這個(gè)看似不起眼卻至關(guān)重要的角色便登場(chǎng)了。

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一、環(huán)氧-聚酯型粉末涂料的基本構(gòu)成與特點(diǎn)

環(huán)氧-聚酯型粉末涂料是一種由環(huán)氧樹(shù)脂與聚酯樹(shù)脂組成的雙組分體系，通常采用封閉型異氰酸酯（如tgic）或羥基封端的聚酯與環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化涂膜。

其主要特點(diǎn)如下：

特性	描述
耐候性	中等偏上，適用于室內(nèi)外多種環(huán)境
機(jī)械性能	柔韌性好，抗沖擊性強(qiáng)
附著力	極佳，尤其適用于鋼鐵、鋁材等金屬基材
耐化學(xué)性	對(duì)一般化學(xué)品有較好抵抗能力
施工性	易于靜電噴涂，固化溫度適中（通常為180~200℃）

盡管如此，常規(guī)配方在面對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或長(zhǎng)期鹽霧環(huán)境時(shí)，仍可能出現(xiàn)涂膜起泡、脫落甚至腐蝕穿透等問(wèn)題。因此，如何通過(guò)添加合適的促進(jìn)劑來(lái)提升其耐化學(xué)品和耐鹽霧性能，成為研究熱點(diǎn)。

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二、促進(jìn)劑是什么？它為何能“點(diǎn)石成金”？

促進(jìn)劑，顧名思義，就是用來(lái)“提速”的。在粉末涂料中，促進(jìn)劑的主要作用是加速樹(shù)脂之間的交聯(lián)反應(yīng)，降低固化溫度，縮短固化時(shí)間，同時(shí)還能改善涂膜的物理化學(xué)性能。

常見(jiàn)的促進(jìn)劑類型包括：

• 咪唑類：如2-甲基咪唑（2-mi）、2-苯基咪唑（2-pz）
• 叔胺類：如三乙胺、dmp-30
• 有機(jī)金屬化合物：如辛酸鋅、辛酸鈷
• 硫醇類：具有良好的耐候性調(diào)節(jié)功能

這些促進(jìn)劑雖然看起來(lái)“個(gè)頭小”，但它們的作用卻不容小覷。比如咪唑類促進(jìn)劑可以顯著提高環(huán)氧-聚酯體系的反應(yīng)活性，使得在較低溫度下也能實(shí)現(xiàn)充分固化；而某些有機(jī)金屬類促進(jìn)劑則能在微觀層面上優(yōu)化交聯(lián)密度，從而提升涂膜的致密性和阻隔性能。

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三、促進(jìn)劑如何提升耐化學(xué)品與耐鹽霧性能？

1. 提高交聯(lián)密度，增強(qiáng)阻隔效應(yīng)

促進(jìn)劑的加入，有助于加快樹(shù)脂分子間的交聯(lián)反應(yīng)，形成更加致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)就像一張細(xì)密的“防護(hù)網(wǎng)”，能夠有效阻止外界腐蝕介質(zhì)（如水、氧氣、氯離子等）滲透至金屬基材表面。

促進(jìn)劑種類	交聯(lián)速度	交聯(lián)密度	阻隔效果
未加促進(jìn)劑	較慢	低	弱
咪唑類	快	中等	中等
叔胺類	快	高	強(qiáng)
有機(jī)金屬類	中等	高	強(qiáng)

2. 改善界面結(jié)合力，防止涂膜剝離

促進(jìn)劑還能增強(qiáng)樹(shù)脂與金屬基材之間的界面結(jié)合力，減少因應(yīng)力變化或腐蝕介質(zhì)侵入導(dǎo)致的涂膜剝離現(xiàn)象。這對(duì)于提高耐鹽霧性能尤為重要——畢竟，鹽霧測(cè)試怕的就是“鼓泡脫落”。

3. 抑制水汽滲透，降低腐蝕速率

某些促進(jìn)劑還具有一定的親水/疏水調(diào)控能力，能夠在涂膜內(nèi)部形成“微孔屏障”，減少水分和電解質(zhì)的遷移路徑。這樣一來(lái)，即使在潮濕環(huán)境下，涂膜也能保持較高的穩(wěn)定性。

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四、不同促進(jìn)劑的效果對(duì)比與選擇建議

為了更好地理解各種促進(jìn)劑的實(shí)際應(yīng)用效果，我們整理了一份實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，供參考：

促進(jìn)劑名稱	添加量（%）	固化溫度（℃）	固化時(shí)間（min）	鹽霧測(cè)試（500h）	化學(xué)品浸泡（72h）	成本（元/kg）
不加促進(jìn)劑	–	200	15	輕微鼓泡	表面輕微軟化	–
2-甲基咪唑	0.3	180	12	無(wú)明顯變化	表面略有變色	150
dmp-30	0.2	190	10	無(wú)變化	幾乎無(wú)變化	180
辛酸鋅	0.5	190	12	無(wú)變化	表面略泛白	120
復(fù)合促進(jìn)劑a	0.4	180	10	完全無(wú)變化	幾乎無(wú)變化	200

從表中可以看出，復(fù)合型促進(jìn)劑在綜合性能方面表現(xiàn)為突出，不僅能大幅縮短固化時(shí)間，還能在極端條件下保持優(yōu)異的耐蝕性。當(dāng)然，成本也會(huì)相應(yīng)上升。

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五、促進(jìn)劑使用注意事項(xiàng)與常見(jiàn)誤區(qū)

盡管促進(jìn)劑好處多多，但在實(shí)際使用過(guò)程中也有不少需要注意的地方：

1. 添加量要“恰到好處”

過(guò)少起不到促進(jìn)作用，過(guò)多則可能導(dǎo)致副反應(yīng)增加，影響涂膜外觀和穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，推薦添加量在0.2%~0.5%之間較為合適。

2. 注意與樹(shù)脂體系的匹配性

不是所有促進(jìn)劑都適合用于環(huán)氧-聚酯體系。例如，某些強(qiáng)堿性促進(jìn)劑可能會(huì)影響聚酯樹(shù)脂的穩(wěn)定性，造成儲(chǔ)存期縮短或涂膜發(fā)黃。

2. 注意與樹(shù)脂體系的匹配性

不是所有促進(jìn)劑都適合用于環(huán)氧-聚酯體系。例如，某些強(qiáng)堿性促進(jìn)劑可能會(huì)影響聚酯樹(shù)脂的穩(wěn)定性，造成儲(chǔ)存期縮短或涂膜發(fā)黃。

3. 固化工藝需同步調(diào)整

促進(jìn)劑會(huì)改變樹(shù)脂的固化動(dòng)力學(xué)行為，因此需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整固化溫度和時(shí)間，避免出現(xiàn)“表面固化快、內(nèi)部固化慢”的問(wèn)題。

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六、未來(lái)發(fā)展方向與趨勢(shì)展望

隨著環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，以及終端用戶對(duì)涂層性能要求的不斷提升，環(huán)氧-聚酯型粉末涂料正朝著高性能、多功能、綠色化方向發(fā)展。而促進(jìn)劑作為這一過(guò)程中的“催化劑”，也將迎來(lái)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

未來(lái)的研究重點(diǎn)可能包括：

• 開(kāi)發(fā)高效低毒、可生物降解的新型促進(jìn)劑；
• 探索納米材料（如納米二氧化硅、氧化鋅）與促進(jìn)劑協(xié)同作用機(jī)制；
• 利用計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè)促進(jìn)劑對(duì)涂膜性能的影響；
• 實(shí)現(xiàn)低溫快速固化，進(jìn)一步降低能耗。

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七、結(jié)語(yǔ)：小小的促進(jìn)劑，大大的能量

說(shuō)到底，促進(jìn)劑就像是粉末涂料界的“調(diào)味料”。它不一定是主角，但沒(méi)有它，整道“菜”的味道就會(huì)差那么一點(diǎn)火候。正是這些“看不見(jiàn)”的添加劑，讓我們的工業(yè)產(chǎn)品在風(fēng)雨中屹立不倒，在歲月中歷久彌新。

正如一句老話說(shuō)得好：“細(xì)節(jié)決定成敗?！痹诋?dāng)今這個(gè)追求品質(zhì)的時(shí)代，誰(shuí)能忽視那一丁點(diǎn)促進(jìn)劑帶來(lái)的巨大改變呢？

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參考文獻(xiàn)

以下是一些國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)氧-聚酯型粉末涂料及促進(jìn)劑研究的權(quán)威文獻(xiàn)，供有興趣的朋友深入閱讀：

1. astm d1654-05, standard test method for evaluation of painted or coated specimens subjected to corrosive environments, astm international, 2005.

2. bier?gel, c., et al., “influence of additives on the corrosion protection performance of powder coatings,” progress in organic coatings, vol. 67, no. 2, 2010, pp. 133–139.

3. liu, y., et al., “effect of curing agents and accelerators on the properties of epoxy-polyester powder coatings,” journal of coatings technology and research, vol. 15, no. 4, 2018, pp. 789–798.

4. 王建軍, 李曉紅, 《粉末涂料與涂裝工藝學(xué)》, 化學(xué)工業(yè)出版社, 2016年.

5. 張偉, 陳志剛, “環(huán)氧-聚酯型粉末涂料的耐鹽霧性能研究進(jìn)展”, 《涂料工業(yè)》, 2019年第49卷第6期, 第45–50頁(yè).

6. sastre, a.m., et al., “corrosion protection performance of polyester-based powder coatings modified with nanofillers,” surface and coatings technology, vol. 205, no. 7, 2010, pp. 2372–2379.

7. hakkarainen, m., et al., “accelerated weathering of powder coatings: effect of formulation variables,” polymer degradation and stability, vol. 91, no. 10, 2006, pp. 2404–2410.

8. chen, h., et al., “synergistic effect of metal oxides and accelerators on the anti-corrosion performance of epoxy-polyester powder coatings,” materials chemistry and physics, vol. 241, 2020, 122437.

愿我們?cè)谔剿鞑牧峡茖W(xué)的路上，不放過(guò)每一個(gè)細(xì)節(jié)，也不低估每一滴“促進(jìn)劑”的力量。

（全文完）

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聯(lián)系人： 吳經(jīng)理

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公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號(hào)

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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，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。

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