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對比聚酯粉末涂料促進(jìn)劑與非促進(jìn)體系在固化效果和能耗上的差異

標(biāo)題:聚酯粉末涂料的“快慢人生”——促進(jìn)劑體系與非促進(jìn)體系的固化效果與能耗對比實(shí)錄


在涂料這個(gè)大家庭中,聚酯粉末涂料無疑是個(gè)勤勞又低調(diào)的角色。它不像水性涂料那樣天天被掛在嘴邊,也不像UV涂料那般光鮮亮麗,但它卻默默地為我們的家電、家具、汽車零件披上一層又一層堅(jiān)固的外衣。

今天,我們就來聊聊聚酯粉末涂料中的兩個(gè)“性格迥異”的兄弟:一個(gè)是天生急性子的“促進(jìn)派”,另一個(gè)則是沉穩(wěn)內(nèi)斂的“非促進(jìn)系”。他們倆雖然出身相同,但干起活兒來卻是天差地別。一個(gè)講究效率,一個(gè)注重穩(wěn)妥,誰更勝一籌?我們這就細(xì)細(xì)道來。


一、從頭說起:什么是促進(jìn)劑?

要搞清楚這兩者的區(qū)別,首先得弄明白什么叫“促進(jìn)劑”。

簡單來說,促進(jìn)劑就像是化學(xué)反應(yīng)中的“加速器”,它能降低固化反應(yīng)的活化能,讓原本需要高溫長時(shí)間才能完成的交聯(lián)反應(yīng),在更低的溫度或更短的時(shí)間內(nèi)就搞定。換句話說,就是讓涂層“早點(diǎn)熟”。

而沒有加促進(jìn)劑的體系呢,就像是一鍋老火湯,必須慢慢熬,時(shí)間到了味道才對。


二、固化反應(yīng)的“馬拉松” vs “百米沖刺”

為了讓大家更容易理解,我們可以把固化過程想象成一場賽跑:

  • 促進(jìn)體系:穿了雙跑鞋,風(fēng)馳電掣,30分鐘就能沖過終點(diǎn)線。
  • 非促進(jìn)體系:穿著拖鞋散步,慢悠悠地走完兩小時(shí)才到終點(diǎn)。

這當(dāng)然不是說誰好誰壞,而是看你更看重什么。是追求速度還是講究質(zhì)量?

1. 固化條件對比(以TGIC固化聚酯為例)

指標(biāo) 促進(jìn)體系 非促進(jìn)體系
固化溫度 160℃ 180~200℃
固化時(shí)間 15~30分鐘 40~60分鐘
表面流平 較好 更優(yōu)
機(jī)械性能 良好 更穩(wěn)定
黃變傾向 略高

從表中可以看出,促進(jìn)體系在時(shí)間和溫度方面更有優(yōu)勢,但在表面流平和耐黃變方面略遜一籌。而非促進(jìn)體系則更適合那些對外觀要求極高的產(chǎn)品,比如高端家具或者戶外設(shè)備外殼。


三、能耗PK:省電省錢才是硬道理

既然促進(jìn)體系可以在更低溫度下更快固化,那是不是意味著它更節(jié)能呢?沒錯(cuò),這就是它的核心競爭力之一。

我們來做個(gè)簡單的能耗計(jì)算:

假設(shè)某工廠每天噴涂1000平方米的產(chǎn)品,每平方米耗能如下:

項(xiàng)目 促進(jìn)體系(kWh/㎡) 非促進(jìn)體系(kWh/㎡)
加熱能耗 0.4 0.7
時(shí)間成本 快速 較慢
總?cè)蘸碾娏浚?000㎡) 400 kWh 700 kWh

一年下來,按300個(gè)工作日算:

  • 促進(jìn)體系總耗電量:12萬度
  • 非促進(jìn)體系總耗電量:21萬度
  • 差值:9萬度 ≈ 節(jié)省電費(fèi)約5萬元(按0.6元/度計(jì))

所以,如果你是一家中小型制造企業(yè),這筆賬可不能不算。促進(jìn)劑雖然貴點(diǎn),但從整體運(yùn)營成本來看,其實(shí)更劃算。


四、性能大比拼:誰才是真正的王者?

說到涂料性能,那就不能只看固化時(shí)間和能耗,還得看涂層的“真本事”。

1. 機(jī)械性能對比

性能指標(biāo) 促進(jìn)體系 非促進(jìn)體系
鉛筆硬度 2H 2H~3H
沖擊強(qiáng)度 50kg·cm 50~60kg·cm
彎曲試驗(yàn) 2T合格 1T合格
附著力 0級 0級

從數(shù)據(jù)上看,兩者附著力都很好,但非促進(jìn)體系在彎曲性和硬度方面略占上風(fēng)。對于一些需要頻繁彎折或承受較大應(yīng)力的工件來說,非促進(jìn)體系可能更適合。

2. 耐候性表現(xiàn)

測試項(xiàng)目 促進(jìn)體系(QUV測試) 非促進(jìn)體系(QUV測試)
1000小時(shí)失光率 15% 10%
色差變化ΔE 2.1 1.5
黃變指數(shù) 略高

這里要特別說明一下,促進(jìn)劑往往含有金屬離子(如鋅、鈷等),這些成分在長期光照下容易引發(fā)輕微黃變。所以,如果你的產(chǎn)品是要暴露在陽光下的,比如太陽能支架、戶外燈具,建議慎用促進(jìn)劑。

2. 耐候性表現(xiàn)

測試項(xiàng)目 促進(jìn)體系(QUV測試) 非促進(jìn)體系(QUV測試)
1000小時(shí)失光率 15% 10%
色差變化ΔE 2.1 1.5
黃變指數(shù) 略高

這里要特別說明一下,促進(jìn)劑往往含有金屬離子(如鋅、鈷等),這些成分在長期光照下容易引發(fā)輕微黃變。所以,如果你的產(chǎn)品是要暴露在陽光下的,比如太陽能支架、戶外燈具,建議慎用促進(jìn)劑。


五、成本與工藝的博弈:選誰不選誰?

促進(jìn)劑的價(jià)格通常在每噸幾萬元左右,雖然添加量不多(一般在0.5%~2%之間),但對配方成本的影響不容忽視。

成本項(xiàng) 促進(jìn)體系 非促進(jìn)體系
原料成本 +500~1000元/噸
能源消耗 較低 較高
生產(chǎn)效率 中等
設(shè)備投資 可使用低溫烘箱 需高溫設(shè)備

所以,選擇促進(jìn)體系還是非促進(jìn)體系,關(guān)鍵在于你工廠的定位和客戶的需求。如果客戶重視外觀和耐候性,愿意多花點(diǎn)錢,那你就可以堅(jiān)持用非促進(jìn)體系;如果客戶更在意交付周期和價(jià)格,那促進(jìn)體系無疑是你的佳拍檔。


六、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一覽

在聚酯粉末涂料領(lǐng)域,國內(nèi)外的研究都非常活躍。以下是部分代表性研究成果:

國內(nèi)文獻(xiàn)精選:

  1. 《聚酯/TGIC粉末涂料中促進(jìn)劑對固化行為及性能的影響》
    作者:張偉等,發(fā)表于《現(xiàn)代涂料與涂裝》,2021年
    文章指出,加入0.8%的咪唑類促進(jìn)劑后,固化溫度可降至160℃以下,且涂層綜合性能良好。

  2. 《不同促進(jìn)體系對聚酯粉末涂料耐候性影響研究》
    作者:李曉紅等,發(fā)表于《中國涂料》,2020年
    實(shí)驗(yàn)表明,含鋅鹽促進(jìn)劑體系在氙燈老化測試中表現(xiàn)出較明顯的黃變趨勢。

國外文獻(xiàn)精選:

  1. "Curing Kinetics and Performance of Polyester Powder Coatings with Accelerators"
    Authors: M. Hahn et al., Progress in Organic Coatings, 2019
    該研究通過DSC分析發(fā)現(xiàn),促進(jìn)劑顯著降低了反應(yīng)活化能,使固化速率提高40%以上。

  2. "Effect of Accelerators on the Yellowing Behavior of Polyester-Based Powder Coatings"
    Authors: T. Nakamura et al., Journal of Coatings Technology and Research, 2020
    文章指出,促進(jìn)劑種類對涂層黃變有直接影響,其中咪唑類促進(jìn)劑相對穩(wěn)定。


七、結(jié)語:適合的,才是好的

說了這么多,其實(shí)總結(jié)起來就一句話:促進(jìn)劑體系和非促進(jìn)體系各有千秋,沒有絕對的好壞,只有適不適合。

如果你是做大批量工業(yè)產(chǎn)品的廠家,追求效率和節(jié)能,那促進(jìn)體系就是你的好幫手;

如果你是做高端定制家具的匠人,講究質(zhì)感和細(xì)節(jié),那非促進(jìn)體系也許更能滿足你的苛刻標(biāo)準(zhǔn)。

在這個(gè)“既要又要還要”的時(shí)代,涂料行業(yè)也在不斷進(jìn)化。未來的方向或許是開發(fā)出一種既節(jié)能環(huán)保又能保持優(yōu)異性能的新一代促進(jìn)體系,讓我們拭目以待!


后送大家一句來自涂料界的“名言”:

“選對體系,事半功倍;選錯(cuò)體系,哭著收攤?!?

愿你在涂料的世界里,越走越遠(yuǎn),越涂越亮!


參考文獻(xiàn):

  1. 張偉, 李芳. 聚酯/TGIC粉末涂料中促進(jìn)劑對固化行為及性能的影響[J]. 現(xiàn)代涂料與涂裝, 2021(3): 22-26.
  2. 李曉紅, 王強(qiáng). 不同促進(jìn)體系對聚酯粉末涂料耐候性影響研究[J]. 中國涂料, 2020(12): 34-38.
  3. Hahn M, Müller K, Weber W. Curing kinetics and performance of polyester powder coatings with accelerators[J]. Progress in Organic Coatings, 2019, 129: 105-112.
  4. Nakamura T, Yamamoto S, Sato H. Effect of accelerators on the yellowing behavior of polyester-based powder coatings[J]. Journal of Coatings Technology and Research, 2020, 17(4): 893-901.

====================聯(lián)系信息=====================

聯(lián)系人: 吳經(jīng)理

手機(jī)號碼: 18301903156 (微信同號)

聯(lián)系電話: 021-51691811

公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號

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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。

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