節能型散熱器粉末涂料的研發及產業化

滕學芳　楊慶偉

摘要：以環保和節能為主要特征的綠色建筑及相應的供熱、采暖、凈化環境產品越來越受到人們的關注。節能型散熱器粉末涂料能較好地解決當前國內散熱器表面涂裝高污染、高能耗等問題。

關鍵詞：環保；節能；散熱器

1.立項的背景和意義

進入21世紀。以環保和節能為主要特征的綠色建筑及相應的供熱、采暖、凈化環境產品越來越受到人們的關注。中國的采暖能耗很大。約為發達國家的3倍。是供暖散熱器的生產大國和使用大國。北京、天津地區已成為我國新型散熱器生產基地。該地區有散熱器生產企業約四百家。山東也是我國新型散熱器的大省。而浙江永康市場正慢慢崛起為散熱器生產新基地。到目前已經有二十多家散熱器企業。且都為規上企業。如浙江博泰工具有限公司、金華弘揚散熱器有限公司、浙江遠達機電實業有限公司、浙江伊斯特實業有限公司等。

近年來隨著我國各種新型散熱器的不斷研發。產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、環保、節能。隨著市場發展需要各種工業與民用建筑熱水或蒸汽供暖系統外表涂裝開始采用靜電噴涂粉末涂料，這不僅因為粉末涂料比油漆環保、無污染。還比表面噴涂銀粉漆提高散熱量10%。表面更光滑細膩。多種顏色個性化訂制。與家居環境相協調。持久不褪色。且易于清掃。

據調查。現有的散熱器粉都采用環氧聚酯固化體系的戶內普通塑粉。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烘烤時會被烤老化導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。但目前市場上的低溫固化粉末涂料僅局限于純環氧型體系。是環氧加低溫固化促進劑制成。該粉末雖可實現低溫150℃/10min固化。但因環氧體系涂料儲存穩定性差、流平差、耐熱性差，在夏季常溫下易結塊。嚴重影響使用。滿足不了散熱器耐熱及高裝飾性的要求。如前面所訴，我國是一個供暖散熱器的生產大國、使用大國和出口大國。我國現有散熱器生產企業二千多家。年生產各種散熱器折合鑄鐵760標準片約4億片。總產值近100億元。約占全國建材總產值的5%。散熱器片需噴涂，用粉量相當大。如果實現開發節能型散熱器粉末。把原先的烘烤固化條件從180℃/15min的高溫長時間下降到160℃/10min或150℃/15min的相對低溫短時間來計算，煤、電能耗就節約了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、降低材質的競爭轉化為對材料或工藝上的技術科技含量的較量。根據散熱器客戶實現產品更美觀、實用、節能、環保的要求，公司技術負責人經過多次與科學院校的化工科研人員交流溝通及反復試驗選取新材料。與生產廠家多次試驗低溫固化聚酯合成。經過近半年時間的反復調試。三家單位合作研發160℃/10min或150℃/15min固化的節能型散熱器樣粉。目前小樣經客戶對散熱器噴涂及性能測試后得到了客戶的認可和肯定。

節能型散熱器粉末涂料的研發及產業化屬《浙江省十二五重大科技專項實施方案》第4項，化工新材料領域中高性能聚合物制備技術；屬于《科技型中小企業創新基金指南》中第三項、新材料技術（四）精細化學品4、精細及功能化學品（7）高性能、水性化、高耐候、功能化涂料及助劑。這充分說明本項目開發符合浙江省和國家科技發展規劃。

2.國內外研究現狀和發展趨勢

鑒于此。公司計劃立項研發一種聚酯/環氧體系的節能型散熱器粉末涂料。立項依據是針對現有散熱器涂裝問題。開發一種低溫160℃/10min或150℃/15min固化的散熱器專用聚酯，環氧體系粉末涂料，旨在通過新材料使用、合成低溫固化聚酯樹脂。對填料表面進行新工藝處理、添加功能性助劑、研究新配方新工藝等方法實現關鍵陛技術的開發。

本項目經中國科學院上海科技查新咨詢中查新（編號：201321C0710524）發現國內普遍開始重視開發粉末涂料的新品種以擴大其應用領域。國內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用途。但從查新看研究的是應用于木材、塑料等熱敏材料的環氧型粉末涂料及防腐涂料。也有環氧加低溫固化促進劑制成純環氧型體系低溫固化粉末涂料。與本項目研究的低溫固化的環氧聚酯固化體系不同。應用不同。

查新結果：本項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最優化，約45～55℃。合成的低溫固化端羧基聚酯樹脂可與環氧在160℃/10min或150℃/15min時固化完全。同時兼具流平又可避免其在高溫條件下粘結和易施工。用配位型亞磷酸酯偶聯劑對顏料、填料進行高溫處理。使偶聯劑對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。使其促進涂膜在150℃反應的創新點及工藝特點在所檢文獻中未見有具體描述和報道。故具有新穎性。

3.結語

綜上所述。節能型散熱器粉末涂料能較好地解決當前國內散熱器表面涂裝高污染、高能耗等問題，項目的實施，具有環保、節能等優勢。也可推動我市的相關產業科技水平的快速發展。提高我市在高檔涂料、功能材料、新型建材、能源、環保等高新技術方面的科技競爭力：同時促進我國粉末涂料技術的發展。增加國內高檔功能粉末涂料產品的種類。改變國內涂料行業高端產品被國外壟斷的局面。使我國傳統涂料產業的產品檔次上一個新臺階。