TGIC、HAA固化剂在铝材喷涂工艺中的比较

1、媒介

中国建筑铝型材粉末喷涂数目 不竭增年夜 ，而这类 粉末涂料的固化剂是以TGIC为主的。TGIC因为 其优良 的物理、化学机能 迥殊是优良 的耐候性在铝型材粉末涂料年夜 量使用，今朝 在我国占有 了跨越 85%的固化剂市场。我国今朝 喷涂铝型材量年夜 约200万吨/年，而近几年均以10%阁下 速度递增。每一年 粉末损耗量在8万吨/年阁下 。TGIC的消费量跨越 3000吨/年。

跟着 粉末涂料厂及铝型喷涂工场 在环保手艺 上正视 投入，含有TGIC固化剂的粉末涂料对操作者及情况 未造成重年夜 影响，仅偶然 有皮肤过敏的告诉。

影响情况 而致使 年夜 量污染物的环节在TGIC的合成、后处置惩罚 傍边 ，迥殊在我国，新一届当局 对情况 护卫越发 正视 ，国内TGIC合成工场 越来越 常常 被环保部分 “跟进”，乃至 有些较年夜 型工场 。本年 关关停停，备感压力。

HAA- 羟烷基酰胺也是一种知足 户外运用 前提 的聚酯粉末固化剂，在一般工业范畴 、家用电器等也获得 了普遍 运用 。在铝型材行业也有少许 运用 。

在欧洲建筑铝型材喷涂粉末涂料固化剂是以HAA为主，没有使用TGIC，与我国构成 光鲜 比较 。本文扼要 介绍TGIC、HAA合成工艺、情况 影响对两种固化剂进行比较 。归纳综合 今朝 替换 TGIC的艰巨及将来 趋向 。

2、聚酯粉末涂料固化剂—TGIC

异氰尿酸三缩水甘油酯（ＴｒｉｇｌｙｃｉｄｙＩｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ，ＴＧＩＣ）是一种杂环多环氧化物,CAS号：2451-62-9，学名1,3,5－三（环氧丙基）－均三嗪－２，４，６－三酮。ＴＧＩＣ有两种异构体情势 ，α体构型为（Ｒ，Ｒ，Ｓ／Ｓ，Ｓ，Ｒ），熔程为１０３～１０４．５℃；β体构形为（Ｒ，Ｒ，Ｒ／Ｓ，Ｓ，Ｓ），熔程为１５６～１５７．５℃。工业品通常是 两种异构体的夹杂 型，其构成 的比例约为３∶１。两者 除熔点及消融 性外，其它理化机能 基原形 同。

TGIC外不雅 为无臭的白色结晶粉未, 理论环氧值１．０１ｇ／ｍｏl, 份子 量为2 9 7. 2 7，熔点1 0 2 ~ 1 0 5 ℃,无吸湿性。

2.1、TGIC工艺回响反映 道理

将定量的异氰尿酸（CA）、环氧氯丙烷( ECH) 、催化剂插足回响反映 器中, 在必然 回响反映 前提 下进行开环回响反映 , 开环回响反映 竣事 后加NaOH 进行闭环回响反映 ,回响反映 竣事 后将回响反映 器中夹杂 物精制后便获得 制品 TGIC。回响反映 式以下 :

2.2、TGIC工艺流程

工艺流程框图如图１所示。

2.3、TGIC的环保和毒性

临盆 一吨TGIC产物 约发生 30-35立方米的废水，废水水质情况：COD 13490mg/L阁下 ,环氧氯丙烷2433mg/L阁下 ，氯化物1052mg/L阁下 ,悬浮固体194mg/L阁下 。

在TGIC的临盆 进程 中发生 了年夜 量的烧毁 物没法 进行使用，个中 含丰年 夜 量的对情况 有威逼 的物资 ，若是直接排放到情况 中，将会发生 没法 估计 的风险 。跟着 TGIC工业的成长 ，烧毁 物的产量也节节升高。工艺流程可以看出在临盆 TGIC产物 的进程 中会发生 两种废料 ：废盐和TGIC提取后的烧毁 物。因为 废盐中含有环氧氯丙烷等杂质不克不及 直接当工业盐使用，必需 经由过程 化学和物理方式 处置惩罚 后才能获得 工业用盐，但处置惩罚 费用较高。而TGIC提取后的烧毁 物至今未找到有用 的处置惩罚 方式 ，成为情况 污染的一年夜 风险 。

在TGIC临盆 进程 中还存在平安 问题，很多厂家发生偏激 灾，有的乃至 发生过爆炸事宜 。

TGIC毒性：用国际通用的化学药品白鼠经口急性毒性半致死量（LD50）的毒性划分尺度 ，TGIC 应划入中等毒性一档，但是 这仅仅是宏不雅 毒性，关头还在于微不雅 毒性，Ames诱变实验 （致畸性）了局TGIC有诱变感化 。TGIC 口服发生 中等的急性毒性，直接接触眼和皮肤后发生 严重的眼刺激和过敏性皮肤回响反映 。最主要 的是TGIC 吸入后，致使 对测试鼠的份子 遗传危险 。这就发生 了问题：TGIC 是不是 会影响雄性的生育能力，致使 滋生 突变或其它晦气 的怀孕后果（死胎或怪胎）。是以 提出了在工作场合 其浓度不得跨越 0.025 mg/m3 的平安 要求。

鉴于此，欧盟在1998 年将TGIC 定为剧福寿膏 ，作出了限用决议：划定 在运用 TGIC 的粉末涂料包装袋标上危险品标记 （骷髅），还要跟踪记其实 案。2021年中国工信部将TGIC粉末涂料列入镌汰 产物 目次 。

因环保问题，有些处所 当局 强制 企业封闭 了TGIC制造工场 ，有些工场 被限产，使我国TGIC供给 严重，市场供给 严重不足。

3、TGIC的替换 物—羟烷基酰胺（HAA）

HAA（Hydroxyalkylamide）是一种含多羟基官能团的活性化合物，CAS号：6334-25-4，化学名为：N，N，N，N—四（β-羟乙基）己二酰胺，外不雅 ：白色或黄色粉末状固体，份子 量：320,.38,熔点：120-126℃，羟值：620-700mgKOH/g。

3.1.HAA工艺回响反映 道理

将定量的二乙醇胺和催化剂插足回响反映 器中，在必然 回响反映 前提 下，逐步 滴加己二酸二甲酯，在回响反映 中不竭蒸出甲醇。回响反映 竣事 后插足溶剂，重结晶、过滤、干燥后便获得 HAA，回响反映 式以下 ：

3.2 HAA 工艺流程图

工艺流程框图如图2所示

3.3.HAA的环保和毒性

在HAA临盆 进程 中将发生 甲醇副产物 ，因为 甲醇的纯度较高，可以直接在其他化工企业使用。溶剂可以轮回 使用。所以在全部 HAA临盆 进程 中根基 不发生 情况 污染。

HAA的毒性：用国际通用的化学药品白鼠（经口）急性毒性半致死量（LD50）的毒性划分尺度 ，HAA划入现实 无毒。

关于遗传学及情况 影响方面，羟烷基酰胺在消极的Ames诱变实验 及玻璃质细胞遗传实验 了局，评释它没有发生 遗传毒性的危险，在生态毒性研究中，HAA对鲑鱼，水蚤及水藻几近 无毒性。这一切评释，HAA对遗传学及生物情况 几近 无任何晦气 影响。因此 2008年HAA及HAA粉末涂料已被美国FDA（食物 药物办理局）承认 许可直接接触食物。

4、TGIC与HAA的涂料和涂膜的机能

因为 TGIC含有三个环氧基团，固化回响反映 交联慎密 ，是以 有优秀 的耐高温机能 ，马丁耐热可到达 250℃。又因为 其主体为三嗪环，所以化学不变性高，有优秀 的耐光老化和耐候性。同时TGIC的含氮量高达14%，故具有自熄性，并有优秀 的耐电弧性。

β-HAA与羧基间经由过程 构成 噁唑啉构造 的中央 体增强回响反映 性，末尾 羧基聚酯和HAA的酯化回响反映 是本身 经由过程 噁唑啉盐中央 产物进行，不需要催化剂或增进 剂，在150℃便可 以进行回响反映 。HAA除 固化温度比TGIC低外，HAA型粉末涂料优于TGIC型粉末涂料的其他机能 包孕 ，优良 的带电性和较好的涂料储存 不变性，便涂装本钱 和粉末涂料的使用本钱 下降 。

HAA在欧洲获得 普遍 使用，成功代替了TGIC在羧基聚酯粉末涂估中 交联剂的位置。

5. HAA存在问题及改良建议

HAA是水溶性的，与羧基聚酯相容性欠好 ，对制粉工艺中的夹杂 涣散 要求高。因为 回响反映 进程 有水生成，易构成 针孔和概况缺点 等涂膜弊端 。HAA份子 中含有二个袒露 的氮原子，较易氧化而掉 去不变性。

2021年入手下手国内很多 粉末涂料临盆 企业用HAA替换 TGIC制造户外聚酯粉末涂料，但在2021年下半年陆续呈现问题。

欧洲建筑型材范畴 ，使用HAA固化剂的粉末涂料也有一些缺点

因为 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、工艺和使用前提 等各个环节的配合 勉力，来慢慢完善HAA粉末涂料。

在HAA固化剂中国外已 有primidQM1260.它在连结 原有primidXL552长处 的基材上提高了抗黄变性，改良 了抗针孔性。

我们要合成HAA专用聚酯树脂，这类 聚酯树脂熔融粘度低，回响反映 活性相对低点，也能够 合作一些酸值相对较低的聚酯树脂。

在HAA粉末涂料助剂方面，我们建议合成HAA专用流平剂，寻觅 抗黄变机能 好、脱气（水汽）机能 好的脱气剂。

HAA粉末涂料配方要公道 ，要充裕 斟酌 如何 削减 HAA粉末涂料的缺点 。

HAA粉末工艺要增强 涣散 和混炼结果 。

HAA粉末涂料运用 方面必然 要节制 好烘箱及烘道的温度，节制 好粉末涂料的喷涂厚度（不要跨越 110μm）等等。

6、结语

因为 聚酯粉末涂估中 的固化剂TGIC（异氰脲酸三缩水甘油脂）在合成、后处置惩罚 及粉末涂料临盆 施工中存在毒性和环保问题，在欧洲已定为剧福寿膏 ，作出了限用决议。我国工信部在2021年也把TGIC列入镌汰 产物 目次 。本文介绍了TGIC的合成工艺，对情况 及人体健康的影响。对替换 物进行了切磋，论述 了今朝 存在的艰巨和将来 的成长 趋向 。1. TGIC粉末涂料固化剂在中国、活着 界越来越遭到 限制。

2. 慢慢替换 TGIC，而选择HAA系统 ，是一种趋向 。

3. HAA系统 存在的问题需要从固化剂合成、新树脂的研制、粉末配方工艺优化等标的目的不竭勉力。也需要铝型材喷涂厂商、建筑业主、权势巨子 机构、尺度 拟定者的配合 撑持。

作者简介：2、张欣华，高级工程师，从事粉末涂料及粉末涂料聚酯合成研发30年。今朝 供职浙江中法新材料有限公司。