節(jié)能型散熱器粉末涂料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

滕學(xué)芳　楊慶偉

摘要：以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的綠色建筑及相應(yīng)的供熱、采暖、凈化環(huán)境產(chǎn)品越來越受到人們的關(guān)注。節(jié)能型散熱器粉末涂料能較好地解決當(dāng)前國內(nèi)散熱器表面涂裝高污染、高能耗等問題。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；節(jié)能；散熱器

1.立項(xiàng)的背景和意義

進(jìn)入21世紀(jì)。以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的綠色建筑及相應(yīng)的供熱、采暖、凈化環(huán)境產(chǎn)品越來越受到人們的關(guān)注。中國的采暖能耗很大。約為發(fā)達(dá)國家的3倍。是供暖散熱器的生產(chǎn)大國和使用大國。北京、天津地區(qū)已成為我國新型散熱器生產(chǎn)基地。該地區(qū)有散熱器生產(chǎn)企業(yè)約四百家。山東也是我國新型散熱器的大省。而浙江永康市場(chǎng)正慢慢崛起為散熱器生產(chǎn)新基地。到目前已經(jīng)有二十多家散熱器企業(yè)。且都為規(guī)上企業(yè)。如浙江博泰工具有限公司、金華弘揚(yáng)散熱器有限公司、浙江遠(yuǎn)達(dá)機(jī)電實(shí)業(yè)有限公司、浙江伊斯特實(shí)業(yè)有限公司等。

近年來隨著我國各種新型散熱器的不斷研發(fā)。產(chǎn)品也開始出口到世界各國，如，美國、俄羅斯、意大利、韓國、敘利亞、黎巴嫩、阿爾及利亞、突尼斯等國家，出口量每年急速增長。出口的散熱器外觀要求表面光潔、美觀、環(huán)保、節(jié)能。隨著市場(chǎng)發(fā)展需要各種工業(yè)與民用建筑熱水或蒸汽供暖系統(tǒng)外表涂裝開始采用靜電噴涂粉末涂料，這不僅因?yàn)榉勰┩苛媳扔推岘h(huán)保、無污染。還比表面噴涂銀粉漆提高散熱量10%。表面更光滑細(xì)膩。多種顏色個(gè)性化訂制。與家居環(huán)境相協(xié)調(diào)。持久不褪色。且易于清掃。

據(jù)調(diào)查。現(xiàn)有的散熱器粉都采用環(huán)氧聚酯固化體系的戶內(nèi)普通塑粉。其烘烤固化條件一般要求180℃/15～20min。通常為了防腐要求。散熱器在噴涂粉末涂料前要先浸涂電泳漆。該電泳涂膜只能在低于165℃下烘烤。在高溫180℃/15～20min烘烤時(shí)會(huì)被烤老化導(dǎo)致外層粉末涂層泛黃和附著力變差。為此許多散熱器廠家提出要求160℃/10min固化甚至更低溫固化的要求。但目前市場(chǎng)上的低溫固化粉末涂料僅局限于純環(huán)氧型體系。是環(huán)氧加低溫固化促進(jìn)劑制成。該粉末雖可實(shí)現(xiàn)低溫150℃/10min固化。但因環(huán)氧體系涂料儲(chǔ)存穩(wěn)定性差、流平差、耐熱性差，在夏季常溫下易結(jié)塊。嚴(yán)重影響使用。滿足不了散熱器耐熱及高裝飾性的要求。如前面所訴，我國是一個(gè)供暖散熱器的生產(chǎn)大國、使用大國和出口大國。我國現(xiàn)有散熱器生產(chǎn)企業(yè)二千多家。年生產(chǎn)各種散熱器折合鑄鐵760標(biāo)準(zhǔn)片約4億片?？偖a(chǎn)值近100億元。約占全國建材總產(chǎn)值的5%。散熱器片需噴涂，用粉量相當(dāng)大。如果實(shí)現(xiàn)開發(fā)節(jié)能型散熱器粉末。把原先的烘烤固化條件從180℃/15min的高溫長時(shí)間下降到160℃/10min或150℃/15min的相對(duì)低溫短時(shí)間來計(jì)算，煤、電能耗就節(jié)約了30%以上。目前金華永康散熱器廠家有二十多家。雖然競爭激烈。但如今的競爭更趨于理陛。原先的壓價(jià)、降低材質(zhì)的競爭轉(zhuǎn)化為對(duì)材料或工藝上的技術(shù)科技含量的較量。根據(jù)散熱器客戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更美觀、實(shí)用、節(jié)能、環(huán)保的要求，公司技術(shù)負(fù)責(zé)人經(jīng)過多次與科學(xué)院校的化工科研人員交流溝通及反復(fù)試驗(yàn)選取新材料。與生產(chǎn)廠家多次試驗(yàn)低溫固化聚酯合成。經(jīng)過近半年時(shí)間的反復(fù)調(diào)試。三家單位合作研發(fā)160℃/10min或150℃/15min固化的節(jié)能型散熱器樣粉。目前小樣經(jīng)客戶對(duì)散熱器噴涂及性能測(cè)試后得到了客戶的認(rèn)可和肯定。

節(jié)能型散熱器粉末涂料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化屬《浙江省十二五重大科技專項(xiàng)實(shí)施方案》第4項(xiàng)，化工新材料領(lǐng)域中高性能聚合物制備技術(shù)；屬于《科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金指南》中第三項(xiàng)、新材料技術(shù)（四）精細(xì)化學(xué)品4、精細(xì)及功能化學(xué)品（7）高性能、水性化、高耐候、功能化涂料及助劑。這充分說明本項(xiàng)目開發(fā)符合浙江省和國家科技發(fā)展規(guī)劃。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

鑒于此。公司計(jì)劃立項(xiàng)研發(fā)一種聚酯/環(huán)氧體系的節(jié)能型散熱器粉末涂料。立項(xiàng)依據(jù)是針對(duì)現(xiàn)有散熱器涂裝問題。開發(fā)一種低溫160℃/10min或150℃/15min固化的散熱器專用聚酯，環(huán)氧體系粉末涂料，旨在通過新材料使用、合成低溫固化聚酯樹脂。對(duì)填料表面進(jìn)行新工藝處理、添加功能性助劑、研究新配方新工藝等方法實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵陛技術(shù)的開發(fā)。

本項(xiàng)目經(jīng)中國科學(xué)院上?？萍疾樾伦稍冎胁樾拢ň幪?hào)：201321C0710524）發(fā)現(xiàn)國內(nèi)普遍開始重視開發(fā)粉末涂料的新品種以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)目前研究低溫固化粉末涂料在不同的制備條件、不同的涂裝工藝下為適合不同的工業(yè)用途。但從查新看研究的是應(yīng)用于木材、塑料等熱敏材料的環(huán)氧型粉末涂料及防腐涂料。也有環(huán)氧加低溫固化促進(jìn)劑制成純環(huán)氧型體系低溫固化粉末涂料。與本項(xiàng)目研究的低溫固化的環(huán)氧聚酯固化體系不同。應(yīng)用不同。

查新結(jié)果：本項(xiàng)目低溫固化粉末涂料通過控制組成物中所含二元醇的比例，使Tg最優(yōu)化，約45～55℃。合成的低溫固化端羧基聚酯樹脂可與環(huán)氧在160℃/10min或150℃/15min時(shí)固化完全。同時(shí)兼具流平又可避免其在高溫條件下粘結(jié)和易施工。用配位型亞磷酸酯偶聯(lián)劑對(duì)顏料、填料進(jìn)行高溫處理。使偶聯(lián)劑對(duì)顏填料顆粒充分潤濕包覆，提高涂膜附著力。處理好的顏填料冷卻后加入適量乙基三苯基溴化膦催化促進(jìn)劑高速混合3分鐘。再與樹脂等其他所有材料高速充分混合5min后熔融擠出。使其促進(jìn)涂膜在150℃反應(yīng)的創(chuàng)新點(diǎn)及工藝特點(diǎn)在所檢文獻(xiàn)中未見有具體描述和報(bào)道。故具有新穎性。

3.結(jié)語

綜上所述。節(jié)能型散熱器粉末涂料能較好地解決當(dāng)前國內(nèi)散熱器表面涂裝高污染、高能耗等問題，項(xiàng)目的實(shí)施，具有環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。也可推動(dòng)我市的相關(guān)產(chǎn)業(yè)科技水平的快速發(fā)展。提高我市在高檔涂料、功能材料、新型建材、能源、環(huán)保等高新技術(shù)方面的科技競爭力：同時(shí)促進(jìn)我國粉末涂料技術(shù)的發(fā)展。增加國內(nèi)高檔功能粉末涂料產(chǎn)品的種類。改變國內(nèi)涂料行業(yè)高端產(chǎn)品被國外壟斷的局面。使我國傳統(tǒng)涂料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品檔次上一個(gè)新臺(tái)階。