data-full-width-responsive="true"> 南方公路护栏粉末涂料用聚酯树脂的合成研究曾定1,2，李勇1,2，林锡恩1,2，罗逸1,2，陈观文1（1广州擎天材料科技有限公司，广州510860；2中国电器科学研究院有限公司，广州510300）0 引言近年来我国经济飞速发展，高速公路的建设速度较快，至2017 年底，我国高速公路总里程达到135 万km，按照十三五规划，未来3 年还将新建高速公路4万km。新建高速和既有高速公路的维护对护栏的需求量也越来越大。由于公路护栏常年暴露于户外，多处于无遮挡状态，须经受长时间光照、雨水冲刷、砂石的撞击和马路清扫车的反复清刷，护栏的涂层不但要耐蚀、耐候，还要有足够的机械强度[1]。选择合适的涂料与涂装工艺对延长护栏的使用寿命起着关键作用。高速公路护栏板的传统涂装方式一直是热镀锌或镀锌后附加涂层。采用镀锌或镀锌后喷醇酸漆或喷塑的方式，防护层或多或少存在耐蚀、耐冲击、附着力或耐老化性能不理想的问题，影响护栏板的使用寿命。粉末涂料因其4E优势以及优良的防护性能、丰富的色彩、较高的装饰性能而备受欢迎，在我国高速公路的护栏领域已逐步推广采用静电粉末喷涂工艺。各类粉末涂料中，聚酯型粉末涂料因优异的机械性能、附着力、涂膜饱满度和良好的耐候性等优点而被广泛应用。已有研究表明，聚酯粉末涂层的老化是在紫外光、氧气、水分和温度的共同作用下发生的光氧化反应。而我国南方地区以热带、亚热带季风气候为主，夏季日照强烈、高温高湿，经常出现高温晴天突然暴雨后又转晴的情况，温度高、辐照强的同时湿度极大，普通耐候型聚酯粉末涂料无法满足我国南方地区高速公路严酷环境下护栏的长效防护要求。因此，有必要针对性地开发可用于南方环境下的耐候、耐湿热综合性能优异的高速护栏粉末涂料用聚酯树脂。1 试验部分11 原材料对苯二甲酸（PTA），工业级，BP；新戊二醇（NPG），工业级，Basf；三羟甲基丙烷（TMP），工业级，Perstorp；2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇（BEPD），工业级，Perstorp；间苯二甲酸（IPA），工业级，KP；己二酸（ADA），工业级，辽化；单丁基氧化锡、抗氧剂等助剂、TGIC、钛白粉、硫酸钡（8000 Ba）、流平剂、安息香、701 等，均为市售工业品。12 主要试验设备100 L 反应釜、30 双螺杆挤出机、静电喷枪等小型制粉设备，色差仪，光泽仪，胶化试验仪，高压锅。13 试验方法131 聚酯树脂合成方法将多元醇加入通N2、带电加热和搅拌的100 L反应釜中，加热至物料熔化，加入多元酸和催化剂，逐步升温至245 ℃酯化反应，保温3 h，测定酸值达到9 ~18 mgKOH/g 后降温至240 ℃，加入酸解剂，测定酸值达到42 ~ 48 mgKOH/g 后抽真空2 ~ 3 h，酸值、黏度达到设定值后，降温加入助剂，出料得到目标聚酯树脂。132 粉末涂料及涂层制备方法将制备的聚酯树脂与固化剂TGIC、钛白粉、硫酸钡、流平剂、安息香、增光剂等按表1 比例称好后混匀，用双螺杆挤出机熔融挤出、压片、破碎，然后将片料粉碎过筛制成粉末涂料。采用静电喷枪喷涂在经表面处理的金属板上，控制膜厚为60 ~ 90 m，经200 ℃烘烤固化10 min，得到粉末涂层。
14 涂料及涂层性能检测按GB/T 67432008 测定酸值；按ASTM D4287测定树脂200 ℃熔体黏度；根据GB/T 1946622004测试Tg，升温速率为10 ℃/min；按GB/T 17321993测试涂膜耐冲击性；按GB/T 145222008，采用美国Q-LAB 公司QUV/spray 荧光紫外老化试验箱测试耐老化性，循环条件为QUVA（340 nm）60 ℃8 h 光照/50 ℃4 h 冷凝，辐照度为089 W/m2nm；根据GB523742017，将喷涂有粉末涂料的铁板放进高压锅中，在01 MPa/120 ℃条件下水煮1 h 测试耐水煮性；根据GB/T 97542007 测试涂层60光泽；根据GB/T79212008 测试涂层色差；按GB/T 169951997 测试粉末涂料180 ℃时的胶化时间；按GB/T 65541986 测试水平流动性。2 结果与讨论21 IPA 用量对树脂及涂料性能的影响以PTA、NPG 和IPA 为单体，将不同比例的PTA替换为IPA，考察性能，试验结果见表2。
我国南方地区日光辐照度较强，为保证公路护栏的正常使用寿命，涂层必须具备较好的耐候性。使用IPA 较PTA 能减少聚酯对日光中紫外线的吸收，且从分子结构上看，使用间位结构的IPA 合成的聚酯分子较对位结构的PTA 合成的聚酯分子酯键具有更大的位阻屏蔽效应，可减少酯键与水分子发生有效碰撞而导致的降解，因此在聚酯树脂合成配方中引入适量IPA 是提高涂层耐候性且成本较低的有效方法。从表2 可以看出，当IPA 用量达到15% ~ 25%时，涂层人工加速老化结果较好，已经可以满足公路护栏长效防护对耐候性的要求。由于IPA 价格较高，继续加大用量将造成涂料成本增加，不利于推广应用，且使用大量IPA 后，聚酯树脂黏度下降，涂膜硬脆，涂层耐冲击性能变差。
