粉末涂料的配方设计

粉末涂料的配方设计

粉末涂料应用十分普及，在许多领域正在逐步替代含溶剂涂料等传统涂料，几十年的发展，粉末涂料技术已很成熟，这里简要介绍基本配方（通用型）设计和部分重点市场的配方设计（实用型）、试验过程等。

一、粉末涂料基本配方设计要点

1、环氧型粉末涂料

环氧粉末是热固性粉末最早研发和形成市场的粉末品种，一般是基于双酚A型环氧树脂，按照常见的看法。环氧粉末分为功能型和装饰型两类。、

功能型环氧粉末近年来发展迅速，主要应用在防腐（输油输气、管件和阀件、钢筋等）领域、电子（元件等）和电气领域（汇流排和母线等）。功能型环氧粉末的基础树脂除双酚A型环氧树脂，也经常采用改性环氧如酚醛环氧树脂、橡胶弹性体环氧树脂等，具体在后面“功能型环氧粉末”有较具体的叙述。

装饰性环氧粉末目前并不普及，一般应用于特殊效果如水纹（绵绵漆）和裂纹粉末、浴室把手罩光透明粉和铸铁件表面花纹（如缝纫机机头用皱纹）等。

凡是在一定温度（110～200℃）下能与环氧基反应的化合物，都可以作为环氧粉末的固化剂，而事实上适合环氧粉末的固化剂主要品种有胺类（双氰胺、改性或加速双氰胺），酸酐（芳香族酸酐、脂环族酸酐等）酰肼（葵二酸二酰肼、己二酸二酰肼等）、咪唑类（往往作促进剂）和有机酚类固化剂等几类，根据不同的技术要求而选择相应的固化剂，同时要选择合适的固化促进剂配合，满足各种实际需要和固化条件，促进剂也有很多种类，如乙酰丙酮金属盐【M (AA)n】、三苯基膦（TPP）及其鏻盐、芳基异氰酸酯的加成物(取代脲)、2-苯基咪唑啉以及二甲基咪唑等。

2、环氧/聚酯型（混合型）粉末

当前在国内还是生产量最大和使用面最宽的品种。配方设计主要从涂层各项性能要求和售价成本入手。相关技术和配方在前后有关章节中有具体说明。

二、常见配方

实用型主要以耐候性粉末、白色家用电器粉末（以微波炉为例）、基础美术型粉末、户内外高透明粉末为基本内容，针对功能型粉末再作重点介绍，这是由于功能型粉末（以环氧粉末为主）实际应用领域和市场近来扩展很快，用途和性能不断提高，是目前重要的研发方向之一，同时也是能够取得较好经济效益的重要途径。

（一）耐候性粉末（以建筑铝型材为例）

建筑型材以优异的耐久性、装饰性和加工成型性，广泛应用于建筑物的各个方面。而铝合金型材又因加工性能佳、质轻等优点，用量占金属型材的80%以上，粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长。目前，铝型材表面处理是阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式，每一种方式都各有优势，就环保方面看，粉末涂料更具优势，同时粉末涂料在色彩、花纹、光泽度等方面可选择性好，得到了各行人士的喜爱。具有代表性的粉末涂料品种有环氧型、聚酯型、丙烯酸型及有机硅树脂型等。作为实际应用，如铝框架、门窗、阳台、走廊、隔墙板等高防腐蚀性铝型材，大多数采用聚酯、丙烯酸粉末涂料；此外，由于环氧树脂粉末涂料具有优异的附着性、防腐蚀性，但耐候性较差，用于户内或者作为底漆。

建筑型材粉末涂料选用的聚酯树脂为饱和型的，按其端基分为端羧基型（—COOH）和

端羟基型（—OH）两类。低酸值（20～45mgKOH/g）的聚酯用异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）、羟基酰胺作固化剂（Primid或HAA），端羟基（—OH）聚酯采用已内酰胺封闭的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）多元醇预聚物作固化剂，制备耐候性卓越的纯聚酯粉末涂料。

根据粉末涂料耐候要求，国外通常按照佛罗里达天然曝晒测试结果分成三级：

1.标准型耐候粉末涂料（可以通过佛罗里达曝晒实验标准1～2a）

2.改进型耐候粉末涂料（可以通过佛罗里达曝晒实验标准2～3a）

3.超耐候型耐候粉末涂料（可通过佛罗里达曝晒实验标准5a以上）

国内我们一般依据GB/T 1865-1997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》（滤过的氙弧辐射），对相应的粉末涂料作耐候性评估。

设计耐候好的型材粉末涂料，第一步是原辅材料的选择，没有性能可靠的材料，就无法保证粉末的基本品质。根据国内各地气候条件，这里我们提供比较适合的原料选择，见表11-5。较典型的白色和灰色参考配方见表11-6。

表11-6 较典型的白色和灰色参考配方（高光型）

依照上述配方经标准工艺生产和严格检验，粉末具有性能如下：

1.具有十分优异的柔韧性，防腐蚀性；

2.卓越的户外耐候性（抗紫外光降解），十分优良的装饰性和经济效益；

3.该产品与铝材及镀锌底层有良好的附着力，无需底漆；

4.涂膜的物理机械性能和耐化学药品性能好。

详细性能指标如下：

外观（目测）色泽均匀疏松

密℃ 1.2～1.6g/cm3

粉末细℃（180目筛余物）<0.5%

储存稳定性（35℃以下）12个月

试验项目Qualicoat 指标

涂膜厚℃60～80um

60。光泽度>85%(高光)

抗冲击性能490N·cm

弯曲性能3mm

杯突试验≥7mm

附着力（划格法）0级

压痕硬度≥80

耐盐雾试验（1000h）在10cm划痕中有小于16mm2腐蚀

耐候试验1年，朝南倾角5。清洗样品测试保光率≥50%

人工加速老化试验（1000h）失光率≤50%（依据GB/T 1865-1997）

其涂装方法：采用认可的涂装机械，按照产品说明和技术说明在正常条件下进行施工，该产品可形成平整有光或无光的涂层，完全符合甚至超过Qualicoat标准的技术指标。

推荐固化条件：190℃/20min,200℃/15min.。