节能型散热器粉末涂料的研发及产业化

滕学芳　杨庆伟

摘要：以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供热、采暖、净化环境产品越来越受到人们的关注。节能型散热器粉末涂料能较好地解决当前国内散热器表面涂装高污染、高能耗等问题。

关键词：环保；节能；散热器

1.立项的背景和意义

进入21世纪。以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供热、采暖、净化环境产品越来越受到人们的关注。中国的采暖能耗很大。约为发达国家的3倍。是供暖散热器的生产大国和使用大国。北京、天津地区已成为我国新型散热器生产基地。该地区有散热器生产企业约四百家。山东也是我国新型散热器的大省。而浙江永康市场正慢慢崛起为散热器生产新基地。到目前已经有二十多家散热器企业。且都为规上企业。如浙江博泰工具有限公司、金华弘扬散热器有限公司、浙江远达机电实业有限公司、浙江伊斯特实业有限公司等。

近年来随着我国各种新型散热器的不断研发。产品也开始出口到世界各国，如，美国、俄罗斯、意大利、韩国、叙利亚、黎巴嫩、阿尔及利亚、突尼斯等国家，出口量每年急速增长。出口的散热器外观要求表面光洁、美观、环保、节能。随着市场发展需要各种工业与民用建筑热水或蒸汽供暖系统外表涂装开始采用静电喷涂粉末涂料，这不仅因为粉末涂料比油漆环保、无污染。还比表面喷涂银粉漆提高散热量10%。表面更光滑细腻。多种颜色个性化订制。与家居环境相协调。持久不褪色。且易于清扫。

据调查。现有的散热器粉都采用环氧聚酯固化体系的户内普通塑粉。其烘烤固化条件一般要求180℃/15～20min。通常为了防腐要求。散热器在喷涂粉末涂料前要先浸涂电泳漆。该电泳涂膜只能在低于165℃下烘烤。在高温180℃/15～20min烘烤时会被烤老化导致外层粉末涂层泛黄和附着力变差。为此许多散热器厂家提出要求160℃/10min固化甚至更低温固化的要求。但目前市场上的低温固化粉末涂料仅局限于纯环氧型体系。是环氧加低温固化促进剂制成。该粉末虽可实现低温150℃/10min固化。但因环氧体系涂料储存稳定性差、流平差、耐热性差，在夏季常温下易结块。严重影响使用。满足不了散热器耐热及高装饰性的要求。如前面所诉，我国是一个供暖散热器的生产大国、使用大国和出口大国。我国现有散热器生产企业二千多家。年生产各种散热器折合铸铁760标准片约4亿片。总产值近100亿元。约占全国建材总产值的5%。散热器片需喷涂，用粉量相当大。如果实现开发节能型散热器粉末。把原先的烘烤固化条件从180℃/15min的高温长时间下降到160℃/10min或150℃/15min的相对低温短时间来计算，煤、电能耗就节约了30%以上。目前金华永康散热器厂家有二十多家。虽然竞争激烈。但如今的竞争更趋于理陛。原先的压价、降低材质的竞争转化为对材料或工艺上的技术科技含量的较量。根据散热器客户实现产品更美观、实用、节能、环保的要求，公司技术负责人经过多次与科学院校的化工科研人员交流沟通及反复试验选取新材料。与生产厂家多次试验低温固化聚酯合成。经过近半年时间的反复调试。三家单位合作研发160℃/10min或150℃/15min固化的节能型散热器样粉。目前小样经客户对散热器喷涂及性能测试后得到了客户的认可和肯定。

节能型散热器粉末涂料的研发及产业化属《浙江省十二五重大科技专项实施方案》第4项，化工新材料领域中高性能聚合物制备技术；属于《科技型中小企业创新基金指南》中第三项、新材料技术（四）精细化学品4、精细及功能化学品（7）高性能、水性化、高耐候、功能化涂料及助剂。这充分说明本项目开发符合浙江省和国家科技发展规划。

2.国内外研究现状和发展趋势

鉴于此。公司计划立项研发一种聚酯/环氧体系的节能型散热器粉末涂料。立项依据是针对现有散热器涂装问题。开发一种低温160℃/10min或150℃/15min固化的散热器专用聚酯，环氧体系粉末涂料，旨在通过新材料使用、合成低温固化聚酯树脂。对填料表面进行新工艺处理、添加功能性助剂、研究新配方新工艺等方法实现关键陛技术的开发。

本项目经中国科学院上海科技查新咨询中查新（编号：201321C0710524）发现国内普遍开始重视开发粉末涂料的新品种以扩大其应用领域。国内目前研究低温固化粉末涂料在不同的制备条件、不同的涂装工艺下为适合不同的工业用途。但从查新看研究的是应用于木材、塑料等热敏材料的环氧型粉末涂料及防腐涂料。也有环氧加低温固化促进剂制成纯环氧型体系低温固化粉末涂料。与本项目研究的低温固化的环氧聚酯固化体系不同。应用不同。

查新结果：本项目低温固化粉末涂料通过控制组成物中所含二元醇的比例，使Tg最优化，约45～55℃。合成的低温固化端羧基聚酯树脂可与环氧在160℃/10min或150℃/15min时固化完全。同时兼具流平又可避免其在高温条件下粘结和易施工。用配位型亚磷酸酯偶联剂对颜料、填料进行高温处理。使偶联剂对颜填料颗粒充分润湿包覆，提高涂膜附着力。处理好的颜填料冷却后加入适量乙基三苯基溴化膦催化促进剂高速混合3分钟。再与树脂等其他所有材料高速充分混合5min后熔融挤出。使其促进涂膜在150℃反应的创新点及工艺特点在所检文献中未见有具体描述和报道。故具有新颖性。

3.结语

综上所述。节能型散热器粉末涂料能较好地解决当前国内散热器表面涂装高污染、高能耗等问题，项目的实施，具有环保、节能等优势。也可推动我市的相关产业科技水平的快速发展。提高我市在高档涂料、功能材料、新型建材、能源、环保等高新技术方面的科技竞争力：同时促进我国粉末涂料技术的发展。增加国内高档功能粉末涂料产品的种类。改变国内涂料行业高端产品被国外垄断的局面。使我国传统涂料产业的产品档次上一个新台阶。