粉末涂料作為一種無溶劑環(huán)保型涂料有著巨大的市場需求，而越來越苛刻的使用條件對粉末涂料的耐高溫性能提出了更高的要求。

一、概述

       近年來，隨著我國環(huán)保政策的不斷加強和深入，對涂料行業(yè)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保要求，國內(nèi)油漆行業(yè)紛紛向水性化、高固含、無溶劑化等方向轉(zhuǎn)型升級，粉末涂料得到了迅速發(fā)展。

       粉末涂料與傳統(tǒng)工業(yè)用溶劑涂料相比，更具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，而且具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、耐腐蝕性以及機(jī)械強度高等性質(zhì)。

       粉末涂料在其加工和固化的過程中，要經(jīng)受混合熱加工和高溫的烘烤，如果在生產(chǎn)過程中對分子鏈的保護(hù)不足，則易發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的熱氧老化分解進(jìn)而影響性能和涂料的色澤。

       并且更多的粉末涂料也越來越多地被應(yīng)用到高溫環(huán)境中，如電飯煲、微波爐等小家電的涂層，這些因素對粉末涂料的耐高溫穩(wěn)定性提出更高的要求。

       抗氧劑作為一種常見的抗老化助劑對高分子聚合物材料提供優(yōu)異的抗熱氧老化保護(hù)和長期的穩(wěn)定性，是粉末涂料方案體系中不可缺少的組份，且越來越多的應(yīng)用需求開發(fā)期望通過抗氧劑體系的優(yōu)化來改善粉末涂料的耐高溫穩(wěn)定性。

抗氧劑168

      目前，傳統(tǒng)的應(yīng)用在粉末涂料中的抗氧劑主要有受阻酚類抗氧劑1010、抗氧劑1076等，亞磷酸酯類抗氧劑168、抗氧劑626等，基本都無法滿足粉末涂料在高溫條件下的熱穩(wěn)定性。

　   本文開發(fā)了一種專門針對粉末涂料的復(fù)合抗氧化劑體系，可以有效阻止粉末涂料在高溫下的熱氧老化降解，并對涂層顏色提供優(yōu)異的保護(hù)，可拓展粉末涂料在高溫家電領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用。

二、試驗部分

　2.1試樣的制備

       將聚酯樹脂、固化劑、抗氧劑、硫酸鋇、二氧化鈦等其他添加劑按照一定比例配料，進(jìn)行預(yù)混合后，將混合料熔融擠出，壓片后破碎，將碎粉過篩后得到一定粒徑對的粉末涂料產(chǎn)品。

　2.2試驗設(shè)備

      高溫烘箱，雙螺桿擠出機(jī)，色差儀。

　2.3試驗方法

　2.3.1抗氧劑熱穩(wěn)定性測試將ABCD四組配方中用到的抗氧劑置于230℃烘箱中0.5h，測試其色差及失重率。

　2.3.2粉末涂料熱穩(wěn)定性測試將2.1中粉末涂料樣品經(jīng)過靜電噴涂后，在200℃下固化10min得粉末涂層。為評價抗氧劑對粉末涂料的耐熱性影響，將粉末涂層至于高溫老化烘箱中，熱老化條件為230℃，2h。測試涂層的保光率和色差。

　三、結(jié)果與討論

　3.1抗氧劑的作用機(jī)理

　涂料中涂層的網(wǎng)狀聚合物是由無數(shù)分子鏈段通過化學(xué)鍵連接在一起，這些化學(xué)鍵上含有氫、氧、雙鍵等；

　它們?nèi)菀资艿綗帷⒁约把醯墓?，產(chǎn)生大量的自由基和氫過氧化物，致使聚合物鏈段遭受破壞，最終導(dǎo)致涂層開始老化，出現(xiàn)光澤度降低、表面粉化以及變色等現(xiàn)象。在粉末涂料中添加抗氧劑可以有效抑制聚合物的熱氧老化行為。

　抗氧劑主要分為兩大類：主抗氧劑和輔助抗氧劑。主抗氧劑主要包含芳香胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑，其作用機(jī)理為捕獲鏈反應(yīng)階段形成的自由基R?和ROO?，終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

　輔助抗氧劑主要包含亞磷酸酯抗氧劑和硫代酯類抗氧劑，其作用機(jī)理是分解ROOH，使其產(chǎn)生穩(wěn)定物質(zhì)。主、輔助抗氧劑復(fù)合使用可以起到一定的協(xié)同作用，達(dá)到更優(yōu)異的抗氧化效果。

　3.2抗氧劑熱穩(wěn)定性研究

　表2抗氧劑在230℃下高溫老化0.5h的色差及失重率

　抗氧劑自身的熱穩(wěn)定性決定了其對樹脂在高溫加工和使用過程中能否提供良好的保護(hù)。

　如果抗氧劑自身的熱穩(wěn)定性差，高溫下發(fā)生分解，就喪失了抗氧化劑的性能，無法為樹脂提供良好的熱氧老化保護(hù)。

　由表2中可知，四種抗氧劑在高溫老化下的顏色變化及失重率都不算嚴(yán)重，說明四種抗氧劑的熱穩(wěn)定性都表現(xiàn)良好。

　其中，A配方為單一受阻酚類抗氧劑。B配方為單一亞磷酸酯類抗氧劑，失重率較高，說明B發(fā)生了一定程度的分解。

　C配方為市面常用復(fù)合抗氧劑體系。D配方為針對粉末涂料開發(fā)的專用復(fù)合抗氧劑體系，實驗表明D配方的高溫顏色變化以及熱損失率都表現(xiàn)優(yōu)異。

　抗氧劑1076

　3.3不同抗氧劑對粉末涂料耐熱性能影響

　230℃下不同抗氧劑配方涂層保光率和黃色指數(shù)變化

　從表3中數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過230℃高溫老化2h后，粉末涂層遭到了不同程度的破壞，A、B配方均為單一抗氧劑體系，對粉末涂層的保護(hù)效果略差，C配方對涂層的熱氧老化保護(hù)明顯優(yōu)于A和B。

　其中，D配方作為專門針對粉末涂料研發(fā)的抗氧劑配方，對涂層的粉化以及顏色保護(hù)都表現(xiàn)最為優(yōu)異，使粉末涂層的耐高溫性能得到顯著改善。

　四、結(jié)語

　本文主要探究了不同抗氧劑體系對粉末涂料的耐高溫老化性能的改善效果，結(jié)果表明：

　1、不同抗氧劑在高溫老化時熱穩(wěn)定性存在差異，其中B配方（亞磷酸酯類抗氧劑）的熱穩(wěn)定性較差，A、C、D配方均表現(xiàn)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。

　2、研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合抗氧劑體系對粉末涂料的熱氧老化保護(hù)優(yōu)于單一組份的受阻酚類或亞磷酸酯類抗氧劑，且針對粉末涂料開發(fā)的復(fù)合抗氧劑體系D配方，對涂層在高溫條件下的熱氧老化保護(hù)更優(yōu)異。

來源：凱茵化工