聚酯-TGIC型粉末涂料促進(jìn)劑在農機設備與交通設施涂裝中的實(shí)踐應用

作者：李工，某大型粉末涂料企業(yè)技術(shù)部高級工程師

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一、引子：從“鐵銹斑斑”到“閃亮登場(chǎng)”

記得小時(shí)候，家里那臺老式拖拉機，每次用完之后都要拿油布蓋上，不然一場(chǎng)雨下來(lái)，第二天就能看到它“滿(mǎn)臉淚痕”——鐵銹。那時(shí)候不懂，只覺(jué)得這玩意兒太嬌氣。后來(lái)進(jìn)了涂料行業(yè)，才明白原來(lái)一臺農機設備的壽命，很多時(shí)候不是被用壞的，而是被腐蝕“吃”掉的。

如今，隨著(zhù)環(huán)保意識的增強和噴涂工藝的進(jìn)步，粉末涂料逐漸成為金屬表面防護的首選材料。而在眾多粉末涂料體系中，聚酯-TGIC型粉末涂料因其優(yōu)異的耐候性、機械性能和流平性，廣泛應用于農機設備和交通設施領(lǐng)域。不過(guò)，光有好配方還不行，要想讓涂層快速固化、提高生產(chǎn)效率，還得靠一種“催化劑”——促進(jìn)劑。

今天我就來(lái)聊聊，我們這些搞技術(shù)的人，是怎么用聚酯-TGIC型粉末涂料促進(jìn)劑，讓農機設備和交通設施“煥然一新”的。

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二、什么是聚酯-TGIC型粉末涂料？

首先，簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)拗口的名字：“聚酯-TGIC型”。

• 聚酯樹(shù)脂：是粉末涂料的主要成膜物質(zhì)，決定了涂層的基本性能，比如柔韌性、附著(zhù)力和光澤。
• TGIC（異氰尿酸三縮水甘油酯）：是一種常用的交聯(lián)劑，能與聚酯樹(shù)脂發(fā)生反應，形成三維網(wǎng)狀結構，提升涂層的耐熱性和耐候性。

兩者結合，構成了一個(gè)既耐曬又耐磨的“鐵皮外衣”，特別適合戶(hù)外使用的產(chǎn)品，比如農用機械、護欄、路燈桿等。

但問(wèn)題來(lái)了：這種體系的固化速度比較慢，尤其是在低溫或連續生產(chǎn)線(xiàn)中，容易影響效率。這時(shí)候，促進(jìn)劑就派上用場(chǎng)了。

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三、促進(jìn)劑的作用原理：給化學(xué)反應“加把火”

促進(jìn)劑就像是一群“助燃劑”，它們本身不參與終成膜，但能加速聚酯與TGIC之間的反應速度，縮短固化時(shí)間，降低固化溫度，從而節省能源、提高生產(chǎn)效率。

常見(jiàn)的促進(jìn)劑包括：

• 咪唑類(lèi)
• 季銨鹽類(lèi)
• 胺類(lèi)
• 有機錫化合物

其中，咪唑類(lèi)促進(jìn)劑因性?xún)r(jià)比高、效果穩定，成為目前常用的一類(lèi)。

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四、農機設備涂裝中的實(shí)戰表現

1. 農機設備的挑戰

農機設備常年暴露在風(fēng)吹日曬、雨水沖刷、泥土侵蝕的環(huán)境中，對涂層的要求極高：

• 要耐紫外線(xiàn)老化
• 要抗沖擊、防刮擦
• 要耐腐蝕、不怕水汽滲透
• 還得適應各種復雜結構件的噴涂

2. 使用促進(jìn)劑后的變化

我們在江蘇一家大型農機制造廠(chǎng)做過(guò)測試，使用含0.5%咪唑類(lèi)促進(jìn)劑的聚酯-TGIC粉末涂料后，固化溫度由原來(lái)的200℃降至180℃，固化時(shí)間由15分鐘縮短至10分鐘。不僅能耗降低了，而且涂層外觀(guān)更光滑，邊角覆蓋率更高。

涂層參數	未加促進(jìn)劑	加入0.5%咪唑類(lèi)促進(jìn)劑
固化溫度	200℃	180℃
固化時(shí)間	15分鐘	10分鐘
光澤度	85°	90°
邊角覆蓋率	75%	88%
硬度	HB	2H

3. 實(shí)地反饋

客戶(hù)反饋說(shuō)：“現在噴完的農機外殼像打了蠟一樣亮堂，而且不容易沾泥巴?！边€有人開(kāi)玩笑說(shuō)：“以前下雨天回來(lái)機器跟個(gè)泥猴子似的，現在跟剛出廠(chǎng)似的?！?/p>

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五、交通設施的應用：從護欄到燈桿的“美容術(shù)”

1. 交通設施的特點(diǎn)

交通設施如高速公路護欄、城市路燈桿、信號燈支架等，同樣面臨嚴酷環(huán)境：

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五、交通設施的應用：從護欄到燈桿的“美容術(shù)”

1. 交通設施的特點(diǎn)

交通設施如高速公路護欄、城市路燈桿、信號燈支架等，同樣面臨嚴酷環(huán)境：

• 長(cháng)期暴曬
• 酸雨腐蝕
• 行車(chē)尾氣污染
• 人為磕碰

所以，這些設施對涂層的耐久性要求非常高，一般要求使用壽命在10年以上。

2. 促進(jìn)劑帶來(lái)的好處

在廣東某交通設施噴涂廠(chǎng)，我們嘗試將促進(jìn)劑比例調整為0.3%，并搭配高效流平劑，結果發(fā)現不僅提高了施工效率，還顯著(zhù)提升了涂層的耐候性。

性能指標	對照組（無(wú)促進(jìn)劑）	實(shí)驗組（0.3%促進(jìn)劑）
黃變指數Δb	4.2	2.1
耐候等級（QUV測試500h）	3級	1級
附著(zhù)力（劃格法）	1級	0級
抗沖擊強度	50cm/kg	80cm/kg

3. 用戶(hù)評價(jià)

客戶(hù)說(shuō)：“自從用了你們這個(gè)配方，我們的產(chǎn)品投訴率明顯下降，尤其是沿海地區，以前一年就生銹了，現在三年都沒(méi)事?！?/p>

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六、促進(jìn)劑使用的注意事項：別“過(guò)火”

雖然促進(jìn)劑是個(gè)好東西，但也不能亂用。我見(jiàn)過(guò)有些廠(chǎng)家為了追求快干，一股腦往里加，結果適得其反。

1. 添加量控制

一般來(lái)說(shuō)，促進(jìn)劑的添加量在0.2%~0.6%之間為合適。超過(guò)這個(gè)范圍，可能會(huì )出現以下問(wèn)題：

• 涂料貯存穩定性下降
• 固化過(guò)快導致流平不好
• 出現橘皮、針孔等表面缺陷

2. 配伍性問(wèn)題

不同廠(chǎng)家的樹(shù)脂、固化劑配伍性不同，促進(jìn)劑也不是萬(wàn)能鑰匙。有時(shí)候需要做小樣試驗，才能確定佳組合。

3. 安全與環(huán)保

部分促進(jìn)劑可能含有揮發(fā)性成分，在高溫下會(huì )釋放異味，甚至影響操作人員健康。建議選擇低毒、環(huán)保型產(chǎn)品，并做好通風(fēng)措施。

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七、未來(lái)趨勢：綠色+智能=發(fā)展方向

隨著(zhù)國家“雙碳”目標的推進(jìn)，粉末涂料行業(yè)也在向綠色環(huán)保方向發(fā)展。未來(lái)的促進(jìn)劑不僅要高效，還要更環(huán)保、更低氣味、更適合低溫快速固化。

同時(shí)，智能化生產(chǎn)也成為大勢所趨。我們正在嘗試開(kāi)發(fā)“響應型促進(jìn)劑”，可以根據烘烤溫度自動(dòng)調節反應速率，實(shí)現真正的“自適應固化”。

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八、結語(yǔ)：科技改變生活，細節決定成敗

作為一名從業(yè)十余年的涂料人，我始終堅信：一個(gè)好的涂層，不僅是保護金屬的鎧甲，更是工業(yè)美學(xué)的體現。

從田間地頭的拖拉機，到城市街頭的護欄燈桿，每一處細節都在訴說(shuō)著(zhù)一個(gè)故事——關(guān)于技術(shù)、關(guān)于質(zhì)量、關(guān)于責任。

希望這篇文章能讓更多朋友了解粉末涂料背后的那些“幕后英雄”，也歡迎同行交流探討，一起推動(dòng)中國粉末涂料行業(yè)的進(jìn)步！

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參考文獻：

國內文獻：

1. 張曉東, 李明. 粉末涂料與涂裝技術(shù)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2018.
2. 王立軍, 劉志剛. 聚酯/TGIC粉末涂料的性能優(yōu)化研究[J]. 涂料工業(yè), 2020(6): 45-50.
3. 陳志強. 粉末涂料促進(jìn)劑的研究進(jìn)展[J]. 現代涂料與涂裝, 2021(4): 22-25.

國外文獻：

1. Bieleman J. Additives for Coatings[M]. Wiley-VCH, 2015.
2. Koleske J.V. Powder Coatings: Chemistry and Technology[M]. CRC Press, 2012.
3. Sch?nberger M., et al. Effect of Accelerators on the Curing Behavior of Polyester-TGIC Systems[J]. Progress in Organic Coatings, 2019, 132: 123-130.

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本文完

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聚氨酯防水涂料催化劑目錄

• NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類(lèi)有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

• NT CAT C-14 廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；

• NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時(shí)間長(cháng)；

• NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

• NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強的延遲效果，與水的穩定性較強；

• NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動(dòng)性和耐水解性；

• NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；

• NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來(lái)替代A-14，添加量為A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結構泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

• NT CAT T-125 有機錫類(lèi)強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。