TGIC、HAA固化劑在鋁材噴涂工藝中的比較

1、媒介

中國(guó)建筑鋁型材粉末噴涂數(shù)目 不竭增年夜 ，而這類 粉末涂料的固化劑是以TGIC為主的。TGIC因?yàn)?其優(yōu)良 的物理、化學(xué)機(jī)能 迥殊是優(yōu)良 的耐候性在鋁型材粉末涂料年夜 量使用，今朝 在我國(guó)占有 了跨越 85%的固化劑市場(chǎng)。我國(guó)今朝 噴涂鋁型材量年夜 約200萬噸/年，而近幾年均以10%閣下 速度遞增。每一年 粉末損耗量在8萬噸/年閣下 。TGIC的消費(fèi)量跨越 3000噸/年。

跟著 粉末涂料廠及鋁型噴涂工場(chǎng) 在環(huán)保手藝 上正視 投入，含有TGIC固化劑的粉末涂料對(duì)操作者及情況 未造成重年夜 影響，僅偶然 有皮膚過敏的告訴。

影響情況 而致使 年夜 量污染物的環(huán)節(jié)在TGIC的合成、后處置懲罰 傍邊 ，迥殊在我國(guó)，新一屆當(dāng)局 對(duì)情況 護(hù)衛(wèi)越發(fā) 正視 ，國(guó)內(nèi)TGIC合成工場(chǎng) 越來越 常常 被環(huán)保部分 “跟進(jìn)”，乃至 有些較年夜 型工場(chǎng) 。本年 關(guān)關(guān)停停，備感壓力。

HAA- 羥烷基酰胺也是一種知足 戶外運(yùn)用 前提 的聚酯粉末固化劑，在一般工業(yè)范疇 、家用電器等也獲得 了普遍 運(yùn)用 。在鋁型材行業(yè)也有少許 運(yùn)用 。

在歐洲建筑鋁型材噴涂粉末涂料固化劑是以HAA為主，沒有使用TGIC，與我國(guó)構(gòu)成 光鮮 比較 。本文扼要 介紹TGIC、HAA合成工藝、情況 影響對(duì)兩種固化劑進(jìn)行比較 。歸納綜合 今朝 替換 TGIC的艱巨及將來 趨向 。

2、聚酯粉末涂料固化劑—TGIC

異氰尿酸三縮水甘油酯（ＴｒｉｇｌｙｃｉｄｙＩｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ，ＴＧＩＣ）是一種雜環(huán)多環(huán)氧化物,CAS號(hào)：2451-62-9，學(xué)名1,3,5－三（環(huán)氧丙基）－均三嗪－２，４，６－三酮。ＴＧＩＣ有兩種異構(gòu)體情勢(shì) ，α體構(gòu)型為（Ｒ，Ｒ，Ｓ／Ｓ，Ｓ，Ｒ），熔程為１０３～１０４．５℃；β體構(gòu)形為（Ｒ，Ｒ，Ｒ／Ｓ，Ｓ，Ｓ），熔程為１５６～１５７．５℃。工業(yè)品通常是 兩種異構(gòu)體的夾雜 型，其構(gòu)成 的比例約為３∶１。兩者 除熔點(diǎn)及消融 性外，其它理化機(jī)能 基原形 同。

TGIC外不雅 為無臭的白色結(jié)晶粉未, 理論環(huán)氧值１．０１ｇ／ｍｏl, 份子 量為2 9 7. 2 7，熔點(diǎn)1 0 2 ~ 1 0 5 ℃,無吸濕性。

2.1、TGIC工藝回響反映 道理

將定量的異氰尿酸（CA）、環(huán)氧氯丙烷( ECH) 、催化劑插足回響反映 器中, 在必然 回響反映 前提 下進(jìn)行開環(huán)回響反映 , 開環(huán)回響反映 竣事 后加NaOH 進(jìn)行閉環(huán)回響反映 ,回響反映 竣事 后將回響反映 器中夾雜 物精制后便獲得 制品 TGIC。回響反映 式以下 :

2.2、TGIC工藝流程

工藝流程框圖如圖１所示。

2.3、TGIC的環(huán)保和毒性

臨盆 一噸TGIC產(chǎn)物 約發(fā)生 30-35立方米的廢水，廢水水質(zhì)情況：COD 13490mg/L閣下 ,環(huán)氧氯丙烷2433mg/L閣下 ，氯化物1052mg/L閣下 ,懸浮固體194mg/L閣下 。

在TGIC的臨盆 進(jìn)程 中發(fā)生 了年夜 量的燒毀 物沒法 進(jìn)行使用，個(gè)中 含豐年 夜 量的對(duì)情況 有威逼 的物資 ，若是直接排放到情況 中，將會(huì)發(fā)生 沒法 估計(jì) 的風(fēng)險(xiǎn) 。跟著 TGIC工業(yè)的成長(zhǎng) ，燒毀 物的產(chǎn)量也節(jié)節(jié)升高。工藝流程可以看出在臨盆 TGIC產(chǎn)物 的進(jìn)程 中會(huì)發(fā)生 兩種廢料 ：廢鹽和TGIC提取后的燒毀 物。因?yàn)?廢鹽中含有環(huán)氧氯丙烷等雜質(zhì)不克不及 直接當(dāng)工業(yè)鹽使用，必需 經(jīng)由過程 化學(xué)和物理方式 處置懲罰 后才能獲得 工業(yè)用鹽，但處置懲罰 費(fèi)用較高。而TGIC提取后的燒毀 物至今未找到有用 的處置懲罰 方式 ，成為情況 污染的一年夜 風(fēng)險(xiǎn) 。

在TGIC臨盆 進(jìn)程 中還存在平安 問題，很多廠家發(fā)生偏激 災(zāi)，有的乃至 發(fā)生過爆炸事宜 。

TGIC毒性：用國(guó)際通用的化學(xué)藥品白鼠經(jīng)口急性毒性半致死量（LD50）的毒性劃分尺度 ，TGIC 應(yīng)劃入中等毒性一檔，但是 這僅僅是宏不雅 毒性，關(guān)頭還在于微不雅 毒性，Ames誘變實(shí)驗(yàn) （致畸性）了局TGIC有誘變感化 。TGIC 口服發(fā)生 中等的急性毒性，直接接觸眼和皮膚后發(fā)生 嚴(yán)重的眼刺激和過敏性皮膚回響反映 。最主要 的是TGIC 吸入后，致使 對(duì)測(cè)試鼠的份子 遺傳危險(xiǎn) 。這就發(fā)生 了問題：TGIC 是不是 會(huì)影響雄性的生育能力，致使 滋生 突變或其它晦氣 的懷孕后果（死胎或怪胎）。是以 提出了在工作場(chǎng)合 其濃度不得跨越 0.025 mg/m3 的平安 要求。

鑒于此，歐盟在1998 年將TGIC 定為劇福壽膏 ，作出了限用決議：劃定 在運(yùn)用 TGIC 的粉末涂料包裝袋標(biāo)上危險(xiǎn)品標(biāo)記 （骷髏），還要跟蹤記其實(shí) 案。2021年中國(guó)工信部將TGIC粉末涂料列入鐫汰 產(chǎn)物 目次 。

因環(huán)保問題，有些處所 當(dāng)局 強(qiáng)制 企業(yè)封閉 了TGIC制造工場(chǎng) ，有些工場(chǎng) 被限產(chǎn)，使我國(guó)TGIC供給 嚴(yán)重，市場(chǎng)供給 嚴(yán)重不足。

3、TGIC的替換 物—羥烷基酰胺（HAA）

HAA（Hydroxyalkylamide）是一種含多羥基官能團(tuán)的活性化合物，CAS號(hào)：6334-25-4，化學(xué)名為：N，N，N，N—四（β-羥乙基）己二酰胺，外不雅 ：白色或黃色粉末狀固體，份子 量：320,.38,熔點(diǎn)：120-126℃，羥值：620-700mgKOH/g。

3.1.HAA工藝回響反映 道理

將定量的二乙醇胺和催化劑插足回響反映 器中，在必然 回響反映 前提 下，逐步 滴加己二酸二甲酯，在回響反映 中不竭蒸出甲醇。回響反映 竣事 后插足溶劑，重結(jié)晶、過濾、干燥后便獲得 HAA，回響反映 式以下 ：

3.2 HAA 工藝流程圖

工藝流程框圖如圖2所示

3.3.HAA的環(huán)保和毒性

在HAA臨盆 進(jìn)程 中將發(fā)生 甲醇副產(chǎn)物 ，因?yàn)?甲醇的純度較高，可以直接在其他化工企業(yè)使用。溶劑可以輪回 使用。所以在全部 HAA臨盆 進(jìn)程 中根基 不發(fā)生 情況 污染。

HAA的毒性：用國(guó)際通用的化學(xué)藥品白鼠（經(jīng)口）急性毒性半致死量（LD50）的毒性劃分尺度 ，HAA劃入現(xiàn)實(shí) 無毒。

關(guān)于遺傳學(xué)及情況 影響方面，羥烷基酰胺在消極的Ames誘變實(shí)驗(yàn) 及玻璃質(zhì)細(xì)胞遺傳實(shí)驗(yàn) 了局，評(píng)釋它沒有發(fā)生 遺傳毒性的危險(xiǎn)，在生態(tài)毒性研究中，HAA對(duì)鮭魚，水蚤及水藻幾近 無毒性。這一切評(píng)釋，HAA對(duì)遺傳學(xué)及生物情況 幾近 無任何晦氣 影響。因此 2008年HAA及HAA粉末涂料已被美國(guó)FDA（食物 藥物辦理局）承認(rèn) 許可直接接觸食物。

4、TGIC與HAA的涂料和涂膜的機(jī)能

因?yàn)?TGIC含有三個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，固化回響反映 交聯(lián)慎密 ，是以 有優(yōu)秀 的耐高溫機(jī)能 ，馬丁耐熱可到達(dá) 250℃。又因?yàn)?其主體為三嗪環(huán)，所以化學(xué)不變性高，有優(yōu)秀 的耐光老化和耐候性。同時(shí)TGIC的含氮量高達(dá)14%，故具有自熄性，并有優(yōu)秀 的耐電弧性。

β-HAA與羧基間經(jīng)由過程 構(gòu)成 噁唑啉構(gòu)造 的中央 體增強(qiáng)回響反映 性，末尾 羧基聚酯和HAA的酯化回響反映 是本身 經(jīng)由過程 噁唑啉鹽中央 產(chǎn)物進(jìn)行，不需要催化劑或增進(jìn) 劑，在150℃便可 以進(jìn)行回響反映 。HAA除 固化溫度比TGIC低外，HAA型粉末涂料優(yōu)于TGIC型粉末涂料的其他機(jī)能 包孕 ，優(yōu)良 的帶電性和較好的涂料儲(chǔ)存 不變性，便涂裝本錢 和粉末涂料的使用本錢 下降 。

HAA在歐洲獲得 普遍 使用，成功代替了TGIC在羧基聚酯粉末涂估中 交聯(lián)劑的位置。

5. HAA存在問題及改良建議

HAA是水溶性的，與羧基聚酯相容性欠好 ，對(duì)制粉工藝中的夾雜 渙散 要求高。因?yàn)?回響反映 進(jìn)程 有水生成，易構(gòu)成 針孔和概況缺點(diǎn) 等涂膜弊端 。HAA份子 中含有二個(gè)袒露 的氮原子，較易氧化而掉 去不變性。

2021年入手下手國(guó)內(nèi)很多 粉末涂料臨盆 企業(yè)用HAA替換 TGIC制造戶外聚酯粉末涂料，但在2021年下半年陸續(xù)呈現(xiàn)問題。

歐洲建筑型材范疇 ，使用HAA固化劑的粉末涂料也有一些缺點(diǎn)

因?yàn)?HAA粉末涂料有一些先天不足，要比力完善 地用好HAA粉末涂料，必需 要求HAA粉末涂料原材料、配方、工藝和使用前提 等各個(gè)環(huán)節(jié)的配合 勉力，來慢慢完善HAA粉末涂料。

在HAA固化劑中國(guó)外已 有primidQM1260.它在連結(jié) 原有primidXL552長(zhǎng)處 的基材上提高了抗黃變性，改良 了抗針孔性。

我們要合成HAA專用聚酯樹脂，這類 聚酯樹脂熔融粘度低，回響反映 活性相對(duì)低點(diǎn)，也能夠 合作一些酸值相對(duì)較低的聚酯樹脂。

在HAA粉末涂料助劑方面，我們建議合成HAA專用流平劑，尋覓 抗黃變機(jī)能 好、脫氣（水汽）機(jī)能 好的脫氣劑。

HAA粉末涂料配方要公道 ，要充裕 斟酌 如何 削減 HAA粉末涂料的缺點(diǎn) 。

HAA粉末工藝要增強(qiáng) 渙散 和混煉結(jié)果 。

HAA粉末涂料運(yùn)用 方面必然 要節(jié)制 好烘箱及烘道的溫度，節(jié)制 好粉末涂料的噴涂厚度（不要跨越 110μm）等等。

6、結(jié)語

因?yàn)?聚酯粉末涂估中 的固化劑TGIC（異氰脲酸三縮水甘油脂）在合成、后處置懲罰 及粉末涂料臨盆 施工中存在毒性和環(huán)保問題，在歐洲已定為劇福壽膏 ，作出了限用決議。我國(guó)工信部在2021年也把TGIC列入鐫汰 產(chǎn)物 目次 。本文介紹了TGIC的合成工藝，對(duì)情況 及人體健康的影響。對(duì)替換 物進(jìn)行了切磋，論述 了今朝 存在的艱巨和將來 的成長(zhǎng) 趨向 。1. TGIC粉末涂料固化劑在中國(guó)、活著 界越來越遭到 限制。

2. 慢慢替換 TGIC，而選擇HAA系統(tǒng) ，是一種趨向 。

3. HAA系統(tǒng) 存在的問題需要從固化劑合成、新樹脂的研制、粉末配方工藝優(yōu)化等標(biāo)的目的不竭勉力。也需要鋁型材噴涂廠商、建筑業(yè)主、權(quán)勢(shì)巨子 機(jī)構(gòu)、尺度 擬定者的配合 撐持。

作者簡(jiǎn)介：2、張欣華，高級(jí)工程師，從事粉末涂料及粉末涂料聚酯合成研發(fā)30年。今朝 供職浙江中法新材料有限公司。