? ? ? ?粉末涂料作為無溶劑涂料的代表，與水性涂料一起成為了近年來涂料行業發展的主流。粉末涂料用于汽車涂裝的研究已進行了20多年，應用領域最初僅限于汽車零部件、汽車底漆、抗石擊底漆等，直到20世紀90年代末期才批量用于轎車面漆和罩光面漆，成為真正意義上的車用涂料。

? ? ? 丙烯酸透明粉末具有良好的外觀和耐候性能，所以目前鋁輪轂罩光大都用丙烯酸透明粉末。但是丙烯酸透明粉末因黏度低、流動大等原因對鋁輪轂邊角的覆蓋性較差，致使鋁輪轂的耐腐蝕性能較差，這一直是一個鋁輪轂罩光亟待改善的問題。而聚酯透明粉末涂料相對于丙烯酸透明粉末涂料來說，邊角覆蓋性更好，從而具有更好的耐腐蝕性能。

? ? ? 但是聚酯樹脂相對于丙烯酸樹脂具有折光系數高的特性和特點，由其制得的透明粉末涂料涂膜的透明性稍差，同時透明涂膜的流平性能也較差，所以目前聚酯透明粉末沒有批量使用在鋁輪轂罩光。本研究針對上述現有技術不足研究了聚酯樹脂、固化劑和助劑對透明粉末的外觀和性能的影響。

? ? ? 1、試驗部分

? ? ? 1.1 原材料

? ? ? 端羧基聚酯樹脂（A、B、C、D、E、F）：工業級，進口；固化劑（a、b、c、d）：工業級，市售；粉末通用助劑（安息香、流平劑、增硬劑、紫外線吸收劑）：工業級，市售。

? ? ? 1.2 主要設備

? ? ? 雙螺桿擠出機（SLJ-30）：東輝；萬能中藥粉碎機（DFY-500）：溫嶺市林大機械；型磨粉系統（ACM-02）：煙臺東源化工設備有限公司；靜電噴槍（GPH-30）：諾信；高溫烘箱：愛斯佩克環境儀器（上海）有限公司；氙燈人工加速老化試驗儀(Q-SUN Xe-3-HS):美國Q-lab公司；鹽霧試驗箱(SH-90): 東莞昌鴻檢測設備有限公司。

? ? ? ?1.3 粉末涂料及涂層制備

? ? ? ?按設計配方稱取各組分，用萬能中藥粉碎機充分預混合完畢后，通過雙螺桿擠出機在設定溫度下進行熔融擠出，擠出片料經冷卻、粉碎、過篩、靜電噴涂、熱固化成膜，最后對涂膜進行性能測試。

? ? ? 2、結果與討論

? ? ? 2.1不同聚酯樹脂對透明粉末外觀和性能的影響

? ? ? 因汽車鋁輪轂罩光用粉末涂料有超耐候、高流平、高透明性的特性，故選擇的聚酯樹脂需要具備超高的耐候性、高流平性、高透明度，且不帶色相。表1考察了幾種端羧基聚酯樹脂對純聚酯透明粉末涂料涂層性能的影響。

? ? ? 由表1可以知道，若樹脂反應活性過大，如聚酯樹脂A和聚酯樹脂E，涂層易出現橘皮；若樹脂反應活性過小，如聚酯樹脂B和聚酯樹脂D，涂層的機械性能差。因此選擇中等活性（膠化時間300~360s）的端羧基聚酯樹脂。所選的幾種聚酯樹脂中，聚酯樹脂C和聚酯樹脂F在流平和機械性能上符合要求。但鋁輪轂涂裝要求罩光透明粉具有高透明度、高耐候性（一般要求氙燈老化1 800 h后保光率60%以上）和高耐腐蝕性（一般要求Cass鹽霧試驗240 h單邊水泡直徑少于2 mm），最后選擇了中等活性的超耐候端羧基聚酯樹脂F。

? ? ? ?2.2 固化劑的種類對透明粉末外觀和性能的影響

? ? ? ?聚酯粉末涂料中常用的固化劑主要是異氰脲酸三縮水甘油酯（TGIC)、羥烷基酰胺（HAA），表2考察了幾種固化劑對純聚酯透明粉末涂料涂層性能的影響。

? ? ? ?由表2可以看出，HAA相對于TGIC，在耐黃變性和耐候性上要相對較差，不適合用于透明粉末涂料。固化劑a和固化劑b在外觀、耐候性和耐腐蝕性能上符合要求。但是固化劑a在耐沖擊性能上相對于固化劑b差，最后選擇了TGIC型的固化劑b。

? ? ? ?2.3 流平劑對透明粉末外觀和性能的影響

? ? ? ?鋁輪轂罩光用透明粉要求涂膜具有高流平性和高透明性，且不能帶有色相，所以需要選擇一種合適的流平劑，本研究選擇幾種國內外的流平劑進行試驗，不同流平劑制備的粉末涂層性能結果見表3。

? ? ? 由表3可以看出，流平劑會影響涂層的外觀和性能，分別添加這3種流平劑時，物化性能均符合要求。但添加流平劑2和流平劑3會使涂膜色相偏黃，且添加流平劑3時，外觀產生輕微橘皮，不宜采用。所以最后選擇了流平劑1。

? ? ? 在此基礎上，對流平劑在配方體系中的合理用量進行了研究，具體性能結果見表4。

? ? ? 由表4可以看出，流平劑用量對涂層的外觀及粉體的抗結團性能產生重要影響，控制流平劑用量為1.0%～1.5%情況下，能得到綜合性能最佳的涂層，且此時粉體的抗結團性能比較好。而當流平劑用量低于1.0%時,則涂膜容易產生縮孔或者橘皮；而當流平劑用量超出這一范圍，雖然不會影響涂層的外觀及物化性能，但使得涂層的透明度下降和粉體的抗結團性能變差。

? ? ? ?2.4 紫外線吸收劑對透明粉末耐候性能的影響

? ? ? ?粉末涂料配方中，紫外線吸收劑的作用是選擇性吸收紫外線，將其轉變成無害的熱能或其他低能輻射消耗能量，從而使有害的紫外線能量代謝，不再破壞成膜物質高分子鍵。本研究選擇幾種紫外線吸收劑進行試驗，具體性能見表5。

? ? ? ?從表5可以看出，添加紫外線吸收劑對涂膜的物化性能無影響。添加紫外線吸收劑Ⅰ和Ⅲ時，可以明顯提高耐候性能，但添加紫外線吸收劑Ⅲ會使涂層色相偏黃，不宜采用。所以最后選擇紫外線吸收劑Ⅰ。通過一系列試驗得出，紫外線吸收劑用量為配方總量的0.2%~0.5%較為合適。另外同時添加0.3%~0.5%的抗氧劑可以更好地提高耐候性能和耐黃變性。

? ? ? 2.5 技術要求

? ? ? 通過對聚酯樹脂、固化劑、助劑等的研究，已經成功制備出一種鋁輪轂用超耐候純聚酯透明粉末涂料。鋁輪轂罩光用透明粉末涂裝技術要求及結果見表6。

? ? ? ?從表6和圖1可以看出，本研究制備的鋁輪轂用超耐候純聚酯透明粉末涂料已經符合鋁輪轂涂裝技術要求，在耐腐蝕性能上更具優勢，并且解決了丙烯酸透明粉末涂料邊角腐蝕差的問題。

? ? ? ?3、結語

? ? ? 根據汽車鋁輪轂的使用條件和相關技術標準，考察了聚酯樹脂、固化劑和助劑對罩光用透明粉涂層外觀和性能的影響。

? ? ? 本研究成功制備出一種鋁輪轂用超耐候純聚酯透明粉末涂料，解決了丙烯酸透明粉因邊角覆蓋性差導致耐腐蝕性能差的問題，促進了國內汽車鋁輪轂涂裝行業涂料制造與涂裝技術的進步，降低了國內在汽車零部件制造領域的生產成本。

?（注：文章摘自《涂層與防護》2020年第1期）