1.前言
粉末涂料是一种新型的、不含溶剂，100%固体粉末状涂料,具有无污染、省能源、环保、优质等特点。而聚酯粉末涂料由于其具有优良的耐侯性能，通常也称为耐侯性粉末涂料，可用于门窗型材、户外家具、道路防护栏、广告牌、汽车配件、空调外壳、机械设备等涂装，可谓应用广泛。
聚酯粉末涂料从固化类型上可分为两种，热塑性聚酯粉末涂料与热固性聚酯粉末涂料，热塑性粉末涂料是指在加热过程中，只有熔融成膜没有固化反应的粉末涂料，主要有聚乙烯（PE）粉末涂料、聚氯乙烯（PVC）粉末涂料、聚酰胺（尼龙）粉末涂料、聚偏氟乙烯（PVDF）粉末涂料、热塑性聚酯粉末涂料、聚苯硫醚粉末涂料等。热塑性粉末涂料，由于其熔点较高，难于实现低温涂装。热固性粉末涂料，在加热成膜过程中，有交联反应的粉末涂料，主要有环氧型粉末涂料、环氧/聚酯粉末涂料、热固性聚酯粉末涂料、热固性聚氨酯粉末涂料、热固性丙烯酸粉末涂料、FEVE粉末涂料等。热固性聚酯粉末涂料主要有两种类型，聚酯/TGIC型粉末涂料、聚酯/HAA型粉末涂料。
根据中国化工协会涂料与涂装专业委员会2012年行业统计发布的数据显示，中国2012年热固性粉末涂料使用总量1271.8万吨，而热固性聚酯粉末涂料占了近半壁江山，且每年使用比例都在增加。虽然聚酯粉末涂料用量惊人，可在低温固化方面我们走的并不顺畅，应用也很少。
2.低温固化聚酯粉末涂料
2.1 聚酯粉末涂料的发展
聚酯粉末涂料的发展与应用是从20世纪60年代末开始的，在Hoechst AG的专利里，是将端羧基的聚酯与端羟基的聚酯粉碎后机械混合而成的粉末涂料，在220℃固化15分钟。聚酯含有两种反应关能团，最常见的有含端—COOH的聚酯，还有含端—OH的聚酯，而含端羟基聚酯与异氰酸酯或四甲氧基甘脲交联固化的粉末涂料通常习惯叫聚氨酯粉末涂料。在市场应用中，含端—COOH的聚酯可与TGIC及HAA固化，均可以制得聚酯粉末涂料。聚酯/TGIC型粉末涂料，常用固化温度180～200℃，固化时间10～15分钟；聚酯/HAA型粉末涂料，通常固化温度160～180℃，固化时间10～25分钟。总的来说，常规配方的聚酯/TGIC与聚酯/HAA型粉末涂料，最低也只能做到160℃固化，很难实现更低温度固化。
2.2 聚酯粉末涂料低温固化的实现
对于聚酯/TGIC体系要实现低温固化，可以借助催化促进剂，通常加入一定量的促进剂，可以实现140℃15分钟完全固化，固化机理如图1；而对于聚酯/HAA体系，使用促进剂并不起作用，由于其β位置的—OH与聚酯树脂—COOH反应速率只与聚酯结构与组成相关。
3.低温固化聚酯粉末涂料的制备
制备低温固化聚酯/TGIC粉末涂料，与常规的热固性粉末涂料制备工艺完全一样，制备工艺流程见图2。
聚酯/TGIC低温固化粉末涂料，其主要特点是其在常规固化条件（200℃）下，反应速度特别快，胶化时间仅10s左右，比起不加催化剂的聚酯/TGIC粉末涂料固化速度快了近20倍。生产低温固化聚酯/TGIC粉末涂料，在挤出工艺中，挤出温度应控制在100～115℃之间，同时挤出完成后，快速用树脂清机，防止挤出机螺套内发生胶化。
图1 羧基聚酯树脂与TGIC固化机理
图2 粉末涂料生产工艺流程
4.聚酯/TGIC体系粉末涂料性能实验配方及测试结果如下表：
由实验结果可知：
聚酯/TGIC低温固化粉末涂料反应条件较低，同进也可以得到很好的性能。生产平面粉末涂料，低温固化聚酯/TGIC粉末流平性稍差一点，其他性能均很好；做砂纹产品，涂层表观与涂膜性能则常规固化聚酯/TGIC粉末涂料基本一致。
使用催化促进剂，对聚酯树脂选择性低，对聚酯/TGIC体系均可以起到很好的催化作用，达到较好的涂膜性能。
低温固化（140℃*15min）粉末涂料与常规固化（200℃*10min或180℃*15min）粉末涂料相比较，具有省能源的优势，同时可以减少VOC的排放量。
5.低温固化聚酯/TGIC粉末涂料应用
传统固化聚酯/TGIC粉末涂料大多应用在有一定耐侯要求的场合，如户外金属家具、铝合金门窗、广告牌、工程设备、防护栏等。在这些领域低温固化聚酯/TGIC粉末涂料可以部分代替常规固化的粉末涂料，同时低温固化粉末在一些领域也有其独特之处，如在塑料与中密度板（MDF）上，常规固化粉末涂料则不能应用，在热敏基材上，也只能应用低温固化粉末涂料。
6.结语
聚酯/TGIC低温固化粉末涂料，有很好的性能，可取代部分现有的常规固化聚酯/TGIC粉末涂料，具有更低的VOC排放量，更加节约能源，是粉末涂料重要发展的方向之一。聚酯/TGIC低温固化粉末涂料与传统聚酯/TGIC粉末涂料相比，具有更加环保，更加节约能源，值得我们推广使用。然而也有不足之处，如平面产品流平性不佳，也不能做亚光或无光平面涂层，在一定程度上阻碍了低温固化粉末涂料的应用。但在砂纹产品上，聚酯/TGIC低温固化粉末涂料也表现出了异常的优越性，表面纹理与常规固化聚酯/TGIC一样，涂膜性能也非常好，能够在应用上完全取代现用的粉末涂料。总之，低温固化的粉末涂料，是将来粉末涂料发展的方向之一，其涂膜缺点，也需要我们不断开发突破。
