摘要：基于网纹粉的形成机理研究了不同种类固化剂（TMMGU）和填料、催化剂的用量、助剂的用量对纹理效果的影响。
最终得到了耐溶剂性优良、防腐性能优异和耐候性极佳的高档SUV汽车保险杠专用粉末涂料。
保险杠是汽车必不可少的零部件，随着轿车逐步走向家庭，人们对汽车质量、外观精美度的要求越来越高。高档SUV 汽车保险杠保护涂料要求具有层网纹(绵绵漆)效果，粉末涂料不仅耐候性极佳，而且网纹美观，具有触感强烈的特点。它不仅弥补了工件表面粗糙、凹凸不平的缺陷，经烘烤后，还可得到立体感很强的表面涂层，具有极佳的装饰性。这种SUV 汽车保险杠专用粉末涂料具有优良的耐溶剂性、优异的防腐性能和极佳的耐候性。由于影响涂层纹路大小、立体感、纹路形态、机械性能、光泽等的因素较多，在为研发工作带来困难的同时，也提供了广阔的研究空间，对高装饰性粉末涂料的选择提供了更多的可能性。
本研究针对高档SUV汽车保险杠的使用环境、特性，选择采用聚酯/四甲氧基甲基甘脲（TMMGU）这一特殊的固化体系来制备具有特殊纹理涂层的粉末涂料。配料、预混、挤出、压片、粉碎、过150目筛、成品。静电喷涂后，在200℃下烘烤15min。图1、图2分别为效果图和现场应用图。选用酸值在30～40mgKOH/g的饱和羟基聚酯树脂（国产树脂B）、颜填料、催化剂、固化剂等，根据SUV汽车保险杆专用粉末涂料设计配方，对比了TMMGU用量对涂层相关性能的影响。实验方案如表2所示，实验结果如表3所示。由表3可以看出，当固化剂用量较少时，涂层的耐盐雾性能和物理性能相对较差，这是由于体系固化不完全造成的。但是，当固化剂用量超过一定程度时，不但会增加配方成本，还会因为胶化速度加快而影响涂层纹路的效果。另外，不同树脂生产厂商生产的聚酯树脂羟值范围各有差异，所以在设计配方时，应根据所选用聚酯树脂羟值的具体情况，首先计算出固化剂的理论用量，然后在此基础上通过具体试验进行验证，并最终确定实际固化剂用量。本试验选取羟值为30～40 mgKOH/g 的聚酯树脂，综合性能和成本的考虑，选用了聚酯B与TMMGU 的比例为93∶7（配方3）或94∶6（配方2）。选择国产聚酯B 和TMMGU 的比例为93∶7，并固定其他条件，考察填料硫酸钡（8000BA）用量对纹理效果的影响。实验方案如表4所示，实验结果如表5所示。从表5可看出，随着填料硫酸钡加量的增加，板面网纹立体(凹凸)感越强，但网纹路越小，通过硫酸钡加量可以达到来调节网纹粉的纹路大小与形态效果。加入填料的量越多，相对应的吸油量也就越大，涂层凸凹程度就越强。
通常，网纹涂料的颜填料加量相对其他涂料品种要减少很多，否则网纹效果会模糊不清，填料硫酸钡的加量需客户对涂层纹路的特点、波纹的效果（如立体感、大小），涂层性能和配方成本等综合考虑确定。
2.3 催化剂用量对纹路的影响胺封闭磺酸催化剂能明显地降低涂料成膜温度或缩短固化时间，获得极好的涂层表面性能及优异的耐候性和室外稳定性。在粉末涂料中可以大幅降低粉末涂料的交联反应温度。与未封闭的催化剂相比，有极好的贮存稳定性。实验方案见表6，实验结果见表7。由表7可以看出，随着催化剂用量的增加，反应速度逐渐加快，交联密度逐渐增大。涂层的耐候性逐渐变好。综合性能和客户对纹路的特征、大小、现场的使用要求，胺封闭磺酸的推荐用量为0.3%～1.2%。
2.4 多功能官能团助剂A对纹路的影响实验方案见表8，实验结果见表9。按照表8配方制板的纹路效果见图3。可以看出，随着多功能官能团助剂A用量的增加，纹路先变大后变小，立体感由强到弱再到一般。在此反应过程中，达到一定温度时，胺封闭磺酸催化剂分解并在整个反应过程中起催化作用。多功能官能团助剂消耗了胺封闭磺酸催化剂分解过程中产生的胺，体系酸性增强，从而也促进了整个反应过程。过多的多功能官能团助剂加入反而不利于整个反应过程，所以纹路稍平，整个反应极其复杂。配方中多功能官能团助剂A的用量应根据客户的要求和纹路特性来具体调整。
2.5 不同厂家固化剂对纹路的影响在端羟基聚酯/TMMGU固化体系中，当达到一定温度时，胺封闭磺酸解封，固化剂TMMGU在多功能官能团助剂的协同作用下，与端羟基聚酯产生复杂的交联固化反应，从而产生这一特殊效果的纹理涂层。采用不同厂家的固化剂配方见表10，试板性能见表11。由图4可见，不同厂家生产的固化剂TMMGU产生的纹路有明显的差异，同时其效果还受到多功能官能团助剂A 的规律性影响。对于厂家a生产的固化剂TMMGU，当多功能官能团助剂A加量不超过6%时，纹路随着加量变大后变小；当加量超过6%时，基本没有纹路。对于厂家b生产的固化剂TMMGU，当多功能官能团助剂A加量不超过4%时，纹路随之逐渐变大，光泽逐渐变小；当加量为4%～6%时，纹路光泽逐渐变高，纹路继续变大，冲击变差；当加量超过6%后，基本没有纹路。
不同厂家生产的TMMGU 在合成工艺，原料选择方面有所不同，所得到的TMMGU 产品性能有所差异，导致对涂料固化反应影响差异很大，从而影响板面的纹路。
4、结语
聚酯/TMMGU型网纹粉末涂料是建立在不相容的原理上，在这一固化体系中，当达到一定温度时，胺封闭磺酸分解开环，与交联剂TMMGU 产生协同作用。并在各种助剂和多功能官能团助剂的作用下，与端羟基聚酯产生复杂的交联固化反应，从而产生特殊的网纹效果。配方设计要根据客户要求、标准来确定。为获得耐溶剂性优良、防腐性能优异和耐候性极佳的网纹粉末涂料，主要有以下几点建议：
（1）端羟基聚酯羟值不能过高，选择30～40mgKOH/g范围内的饱和羟基聚酯树脂；
（2）填料用量推荐为10%～30%，具体用量依据纹路的特点和配方成本来使用；
（3）固化剂选择合适的比例，同时选择合适厂家生产的固化剂TMMGU，否则影响涂层的综合性能；
（4）胺封闭磺酸的推荐用量0.3%～1.2%，综合性能和成本考虑，还有客户纹路大小和客户现场炉温的来调节；
（5）多功能官能团助剂A 的加入对整个反应有推动作用，在加入量<4%时，对整个反应体系的纹路影响逐渐加强；加入量>4%时，反而不利于整个反应的进程。
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