摘要：基于網(wǎng)紋粉的形成機(jī)理研究了不同種類固化劑（TMMGU）和填料、催化劑的用量、助劑的用量對紋理效果的影響。
最終得到了耐溶劑性優(yōu)良、防腐性能優(yōu)異和耐候性極佳的高檔SUV汽車保險杠專用粉末涂料。
保險杠是汽車必不可少的零部件，隨著轎車逐步走向家庭，人們對汽車質(zhì)量、外觀精美度的要求越來越高。高檔SUV 汽車保險杠保護(hù)涂料要求具有層網(wǎng)紋(綿綿漆)效果，粉末涂料不僅耐候性極佳，而且網(wǎng)紋美觀，具有觸感強(qiáng)烈的特點。它不僅彌補(bǔ)了工件表面粗糙、凹凸不平的缺陷，經(jīng)烘烤后，還可得到立體感很強(qiáng)的表面涂層，具有極佳的裝飾性。這種SUV 汽車保險杠專用粉末涂料具有優(yōu)良的耐溶劑性、優(yōu)異的防腐性能和極佳的耐候性。由于影響涂層紋路大小、立體感、紋路形態(tài)、機(jī)械性能、光澤等的因素較多，在為研發(fā)工作帶來困難的同時，也提供了廣闊的研究空間，對高裝飾性粉末涂料的選擇提供了更多的可能性。
本研究針對高檔SUV汽車保險杠的使用環(huán)境、特性，選擇采用聚酯/四甲氧基甲基甘脲（TMMGU）這一特殊的固化體系來制備具有特殊紋理涂層的粉末涂料。網(wǎng)紋粉末涂料基礎(chǔ)配方見表1。配料、預(yù)混、擠出、壓片、粉碎、過150目篩、成品。靜電噴涂后，在200℃下烘烤15min。圖1、圖2分別為效果圖和現(xiàn)場應(yīng)用圖。選用酸值在30～40mgKOH/g的飽和羥基聚酯樹脂（國產(chǎn)樹脂B）、顏填料、催化劑、固化劑等，根據(jù)SUV汽車保險桿專用粉末涂料設(shè)計配方，對比了TMMGU用量對涂層相關(guān)性能的影響。實驗方案如表2所示，實驗結(jié)果如表3所示。由表3可以看出，當(dāng)固化劑用量較少時，涂層的耐鹽霧性能和物理性能相對較差，這是由于體系固化不完全造成的。但是，當(dāng)固化劑用量超過一定程度時，不但會增加配方成本，還會因為膠化速度加快而影響涂層紋路的效果。另外，不同樹脂生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的聚酯樹脂羥值范圍各有差異，所以在設(shè)計配方時，應(yīng)根據(jù)所選用聚酯樹脂羥值的具體情況，首先計算出固化劑的理論用量，然后在此基礎(chǔ)上通過具體試驗進(jìn)行驗證，并最終確定實際固化劑用量。本試驗選取羥值為30～40 mgKOH/g 的聚酯樹脂，綜合性能和成本的考慮，選用了聚酯B與TMMGU 的比例為93∶7（配方3）或94∶6（配方2）。選擇國產(chǎn)聚酯B 和TMMGU 的比例為93∶7，并固定其他條件，考察填料硫酸鋇（8000BA）用量對紋理效果的影響。實驗方案如表4所示，實驗結(jié)果如表5所示。從表5可看出，隨著填料硫酸鋇加量的增加，板面網(wǎng)紋立體(凹凸)感越強(qiáng)，但網(wǎng)紋路越小，通過硫酸鋇加量可以達(dá)到來調(diào)節(jié)網(wǎng)紋粉的紋路大小與形態(tài)效果。加入填料的量越多，相對應(yīng)的吸油量也就越大，涂層凸凹程度就越強(qiáng)。
通常，網(wǎng)紋涂料的顏填料加量相對其他涂料品種要減少很多，否則網(wǎng)紋效果會模糊不清，填料硫酸鋇的加量需客戶對涂層紋路的特點、波紋的效果（如立體感、大小），涂層性能和配方成本等綜合考慮確定。
2.3 催化劑用量對紋路的影響胺封閉磺酸催化劑能明顯地降低涂料成膜溫度或縮短固化時間，獲得極好的涂層表面性能及優(yōu)異的耐候性和室外穩(wěn)定性。在粉末涂料中可以大幅降低粉末涂料的交聯(lián)反應(yīng)溫度。與未封閉的催化劑相比，有極好的貯存穩(wěn)定性。實驗方案見表6，實驗結(jié)果見表7。由表7可以看出，隨著催化劑用量的增加，反應(yīng)速度逐漸加快，交聯(lián)密度逐漸增大。涂層的耐候性逐漸變好。綜合性能和客戶對紋路的特征、大小、現(xiàn)場的使用要求，胺封閉磺酸的推薦用量為0.3%～1.2%。
2.4 多功能官能團(tuán)助劑A對紋路的影響實驗方案見表8，實驗結(jié)果見表9。按照表8配方制板的紋路效果見圖3�？梢钥闯�，隨著多功能官能團(tuán)助劑A用量的增加，紋路先變大后變小，立體感由強(qiáng)到弱再到一般。在此反應(yīng)過程中，達(dá)到一定溫度時，胺封閉磺酸催化劑分解并在整個反應(yīng)過程中起催化作用。多功能官能團(tuán)助劑消耗了胺封閉磺酸催化劑分解過程中產(chǎn)生的胺，體系酸性增強(qiáng)，從而也促進(jìn)了整個反應(yīng)過程。過多的多功能官能團(tuán)助劑加入反而不利于整個反應(yīng)過程，所以紋路稍平，整個反應(yīng)極其復(fù)雜。配方中多功能官能團(tuán)助劑A的用量應(yīng)根據(jù)客戶的要求和紋路特性來具體調(diào)整。
2.5 不同廠家固化劑對紋路的影響在端羥基聚酯/TMMGU固化體系中，當(dāng)達(dá)到一定溫度時，胺封閉磺酸解封，固化劑TMMGU在多功能官能團(tuán)助劑的協(xié)同作用下，與端羥基聚酯產(chǎn)生復(fù)雜的交聯(lián)固化反應(yīng)，從而產(chǎn)生這一特殊效果的紋理涂層。采用不同廠家的固化劑配方見表10，試板性能見表11。由圖4可見，不同廠家生產(chǎn)的固化劑TMMGU產(chǎn)生的紋路有明顯的差異，同時其效果還受到多功能官能團(tuán)助劑A 的規(guī)律性影響。對于廠家a生產(chǎn)的固化劑TMMGU，當(dāng)多功能官能團(tuán)助劑A加量不超過6%時，紋路隨著加量變大后變小；當(dāng)加量超過6%時，基本沒有紋路。對于廠家b生產(chǎn)的固化劑TMMGU，當(dāng)多功能官能團(tuán)助劑A加量不超過4%時，紋路隨之逐漸變大，光澤逐漸變��；當(dāng)加量為4%～6%時，紋路光澤逐漸變高，紋路繼續(xù)變大，沖擊變差；當(dāng)加量超過6%后，基本沒有紋路。
不同廠家生產(chǎn)的TMMGU 在合成工藝，原料選擇方面有所不同，所得到的TMMGU 產(chǎn)品性能有所差異，導(dǎo)致對涂料固化反應(yīng)影響差異很大，從而影響板面的紋路。
4、結(jié)語
聚酯/TMMGU型網(wǎng)紋粉末涂料是建立在不相容的原理上，在這一固化體系中，當(dāng)達(dá)到一定溫度時，胺封閉磺酸分解開環(huán)，與交聯(lián)劑TMMGU 產(chǎn)生協(xié)同作用。并在各種助劑和多功能官能團(tuán)助劑的作用下，與端羥基聚酯產(chǎn)生復(fù)雜的交聯(lián)固化反應(yīng)，從而產(chǎn)生特殊的網(wǎng)紋效果。配方設(shè)計要根據(jù)客戶要求、標(biāo)準(zhǔn)來確定。為獲得耐溶劑性優(yōu)良、防腐性能優(yōu)異和耐候性極佳的網(wǎng)紋粉末涂料，主要有以下幾點建議：
（1）端羥基聚酯羥值不能過高，選擇30～40mgKOH/g范圍內(nèi)的飽和羥基聚酯樹脂；
（2）填料用量推薦為10%～30%，具體用量依據(jù)紋路的特點和配方成本來使用；
（3）固化劑選擇合適的比例，同時選擇合適廠家生產(chǎn)的固化劑TMMGU，否則影響涂層的綜合性能；
（4）胺封閉磺酸的推薦用量0.3%～1.2%，綜合性能和成本考慮，還有客戶紋路大小和客戶現(xiàn)場爐溫的來調(diào)節(jié)；
（5）多功能官能團(tuán)助劑A 的加入對整個反應(yīng)有推動作用，在加入量<4%時，對整個反應(yīng)體系的紋路影響逐漸加強(qiáng)；加入量>4%時，反而不利于整個反應(yīng)的進(jìn)程。
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