1、前言
      近年来，粉末涂料（下简称粉末）以4E（环保、经济、高效和性能卓越）优点，成为溶剂型油漆的逐步主力替代品，也成为家用电器最大的应用领域。
但随着人们对环保和健康认识深入，家电用粉末涂料逐步推动向环境友好型方向发展，本文重点对家电用环保型聚酯/primid（HAA）( 也称HAA型) 粉末体系进行说明。

2、家用电器用耐候粉末种类

       家电用粉末主要有三个体系：环氧/聚酯混合型体系、耐候聚酯/TGIC 体系、耐候聚酯/Primid体系，还有少量的耐候聚氨酯及丙烯酸体系。
《日用电器》2010年第8期“家用电器用粉末涂料”详细介绍了各粉末体系在家用电器上的应用情况。

       其中环境友好型的耐候聚酯/primid体系HAA型一直成为全球关注的替代非环境友好型的耐候聚酯/TGIC体系的热点问题。
根据粉末涂料行业2010年统计，我国及全球粉末涂料品种分布情况。   

2、在耐候体系中，我国及全球聚酯/TGIC体系比例相差不大，且都有下降趋势；我国HAA 型耐候粉末与世界还有较大差距，且增长幅度也有较大差距。
据行业统计数据分析，中国和北美（美国）市场以TGIC型为主，2009年TGIC型粉末在中国和北美各占23%及37%，而HAA型中国仅占7%。

北美市场基本无HAA型（主要是聚氨酯粉末），而欧洲市场以HAA型为主，为29%，TGIC型粉末非常少。同样在日本，TGIC基本禁用，主要是聚氨酯型粉末。

3、HAA 型替代的推动力
    异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）是最早用于户外粉末的固化剂之一，它的三个环氧基具有很高的活性，交联密度高，且分子架上的刚性三嗪杂环结构，使涂层具有很好的耐候性、耐热性和硬度。
但TGIC 对人体皮肤、眼睛有刺激性和过敏性，能使动物细胞产生诱变，改变基因的某些结构，且这种改变具有遗传性。

1998年欧盟根据对TGIC深入的毒理学研究成果，决定对含TGIC的粉末进行管制并贴上有毒标签，这样为其他体系发展提供空间。
       因此，2000年在基本解决了新替代物交联剂β- 羟烷基酰胺（HAA）的一些关键应用技术问题，尤其是量身定做了一系列与其配套的聚酯后，聚酯/TGIC 才首次在欧洲出现大幅下降。

但在新兴的一些国家，TGIC 仍是首选的固化剂。原因在于HAA 尽管取得了长足的进步，但仍有许多问题没有得到较好地解决。

       但是，在我国粉末发展尽管是大国，但因为技术、资金和管理的差距暂未能成为粉末强国，在HAA型耐候粉末的应用研究和上下游链条对其替代聚酯/TGIC体系的重要性和紧迫性认识还远不充分，导致HAA型大量应用还处于初级阶段。因此，HAA型在中国的发展任重道远。
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4、随着全球对化学品安全健康问题的关注度的提高，符合REACH法规、德国的GS认证，美国的CPISA法案等的要求，TGIC的毒性和取代技术的开发需要引起足够重视。
       
同时，随着我国《清洁生产促进法》的颁布，要求广大生产企业不断采取改进设计、使用清洁能源和原料，采用先进的生产工艺技术与设备，改善管理，从源头消减污染，最终需要减轻或消除对人类健康和环境的危害。

       在多种耐候粉末品种中，聚氨酯粉末由于其优异的综合性能在北美、日本广为使用，占其粉末总量的40％～ 50％。
但其因为在我国价格高昂（比TGIC型和HAA 型高3～5倍价格），原料需要进口，固化剂技术难度和生产时产生气味等基本难以成为我国TGIC型的主流替代品。

因此，我国HAA型替代技术、价格比较适应我国粉末国情，笔者认为其将成为必须和必然的选择，但需要粉末用户、粉末企业和原料厂家配合共同推动HAA型的尽快和大量的产业化应用。

4、我国HAA的产量情况

    表2为近年来我国粉末涂料耐候型聚酯固化剂（TGIC及HAA）市场情况。
5、表2（不包括进口量）可见，我国HAA固化剂绝对量还较少，但呈现比较稳定的增长，平均增长率比TGIC 固化剂增长率高10%。
       另外，我国TGIC 进口量为零，而HAA进口（主要是台湾）200吨/年，用于稳定高端HAA型粉末的生产。

5、HAA介绍

    β- 羟烷基酰胺是一种含多羟基官能团的化合物，其毒性极低（老鼠口服LD50 仅为TGIC的1/20）、无刺激、无诱变，因而体现出对环境和人类健康相对明显友好。
因其羟基处于β位，受N原子影响，并具有四官能团，活性很高，固化温度明显降低。

合成β- 羟烷基酰胺的方法主要有：

（1）采用二元酸与羟醇胺直接反应，该方法得到的是酰胺及酯的混合物；
（2）采用羟醇胺与环氧乙烷或氯化醇反应，该方法可得到纯度较高的产品。但环氧乙烷沸点低，不安全；
（3）采用烷基酯与羟醇胺在碱催化下反应，这是国内外合成β- 羟烷基酰胺的主要方法，最初产率不高，副产物多，经过工艺改进，产率和纯度得到较好提高。

      经合成产品外观呈浅黄—白色粉末或颗粒，羟当量82±2g/eq，不挥发份≥ 99.0%，熔程120～130℃。HAA固化剂最早是美国Rohm and Hass 公司推出，其产品牌号XL552，国内牌号T105或T105M。其分子结构

6、TGIC型和HAA型耐候聚酯性能对比

       表3为TGIC和HAA及其耐候粉末性能对比。表3为家电空调用粉末配方的试验结果对比，表中可见，HAA型粉末的反应活性比TGIC强，可低温固化（160℃/15min），粉末贮层稳定性比TGIC好，耐候性与TGIC相当，可用于摩擦枪喷涂，固化剂用量比TGIC少。
但HAA型粉末固化时释放低分子化合物，涂层过厚易出现针孔，过烘烤耐热性比TGIC差，涂膜黄变，焚烧挂具不彻底，耐蚀性较差。但是，随着国内与HAA配套的聚酯的逐步完善、改善性固化剂T105M、脱气剂及其它助剂的出现，HAA型耐化学性、耐热性、涂膜等性能都得到较好提升，全面综合性能完全可以与TGIC型媲美。

7、HAA型粉末替代的意义

    TGIC型粉末除了本身毒性逐步严格限制之外，其较致命的性能之一是粉末储存稳定性衰减大和快，在夏季、长途和长时间运输（特别是出口）中极易结团，造成粉末无法喷涂，性能也衰减；
较长时间储放后性能衰减快，机械性能下降快；再者，在节能降耗碳排放的要求下，TGIC型粉末固化温度过高，也逐步被粉末客户认识到其综合成本的价值限制。

      而HAA型粉末恰恰解决了粉末的储存性这一使用运输难题，同时实施HAA 型替代TGIC型无需改变任何施工设施只需降低施工烘道温度即可，从而大大降低能耗，降低碳排放。
其长期综合成本和社会效益非常明显，一个具有5条中型规模的喷涂线工厂仅节约电耗200万元，其生产效率提高也不言而喻。

      随着国外对TGIC的限制逐步严格，TGIC可预见将越来越成为非主流产品，而我国发展HAA 型替代品种符合我国国情。
特别是人身健康、节能降耗和降低碳排放的意义，许多粉末用户已经在关注HAA型粉末的价值，我国HAA型粉末的快速发展指日可待。

8、HAA型环保粉末涂料在家电应用情况

    我国HAA型环保型粉末涂料主要在家电领域起步，并成为主流的家电粉末替代品种。


9、结语

     HAA环保型耐候粉末涂料替代TGIC型粉末涂料成为我国的必然趋势，不仅是环保和人类健康的要求，而且节能降耗和降低碳排放都是必然要求。

    当然，尽管我国许多粉体企业由于技术创新、资金等问题，在解决HAA型粉末涂层耐蚀、耐黄变及涂膜针孔等关键问题时还存在较大难度。

    但只要行业链条（原料、制造企业及粉末用户）的有志之士充分认识到HAA环保型耐候粉末涂料替代的重要性和紧迫性。

    欲在行业竞争中领先，引领行业环保、节能降耗的大旗，促进行业更好的发展，为人类环保、健康尽到自己的责任，就需要付出实际行动，上下游共同努力，技术问题将完全不成为问题，国内已有非常成功的企业就是明证。