耐候性粉末涂料浅谈

耐候性粉末涂料浅谈

1 粉末涂料的发展历程

20世纪40年代，聚乙烯（PE）获得工业化生产，随之产生了PE粉末，采用火焰法喷涂。50年代，欧洲开始研制并生产热固性环氧（Epoxy）粉末涂料。70年代，连续出现两次石油危机，促使人们从节能和有效利用资源的角度考虑，先后研制出环氧/聚酯型﹑聚酯型﹑聚氨酯型﹑丙烯酸型等各

类热固性粉末涂料。其间热塑性粉末涂料如聚丙烯（PP）﹑聚氯乙烯（PVC）﹑聚酰胺（尼龙）﹑乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）﹑聚苯硫醚（PPS）﹑氟树脂等也获得了一定的发展。

90年代后期，为适应新的安全或耐候性要求，欧美国家又相继开发了一些具有特殊性能的粉末涂料品种，如低分子量环氧化合物固化的聚酯，热固性氟树脂粉末，丙烯酸/聚酯粉末。

进入21世纪，新的粉末技术和品种更是层出不穷，粉末市场变得越来越大，也变得越来越复杂。中国粉末涂料经过近10年的快速发展，几乎所有的粉末品种都能在市场中找到。整个粉末涂料市场也将趋于更加细化，其中耐候性粉末增长幅度要快于其它品种。

2 为什么要考虑粉末涂料的耐候性？

无论哪一种粉末涂料都是由基料（树脂﹑固化剂）﹑颜料﹑助剂﹑填充料四部分组成的。

粉末涂料一经配方确定，并施工于工件上后，涂层即被赋予了一定的物理化学性能，这些性能在外部自然环境中，经过一段时间会发生哪些变化，涂层最终失去效用要多长时，哪些因素对涂层的破坏性最强等等，这些都是大家非常关注的。

粉末涂料由于具有明显的环保和节能优势，在许多工业领域已逐步代替了油漆，如家用电器几乎100%用粉末涂料来涂装外壳，用于家用电器的粉末约占整个粉末产量的四分之一。

自改革开放以来，我国各项事业都取得了巨大成就，现在耐候性粉末涂料有着巨大的市场和商机，主要市场有：①空调、②铝型材、③汽车工业、④高速公路建设、⑤户外用家具及灯具等。提高粉末涂料的内在质量，延长涂料的使用寿命，将为国民经济和广大用户带来切实利益。

3 耐候性粉末涂料品种介绍

3.1热塑性粉末涂料

3.1.1 聚乙烯粉末涂料（PE）

这是开发应用最早的粉末，在热塑性粉末中产量最大，用途最广, 多采用低密度聚乙烯，具有如下优点：

·涂层耐水，耐酸碱；

·涂层具有良好的隔热和电绝缘性；

·涂层拉伸强度、柔韧性及抗冲击性很好；

·原料来源丰富，价格低，无毒；

·受紫外线照射易开裂，不能长期用于户外，在户外建筑场合能用3~4年；

·抗低温性好，-30°C保持400h以上无开裂，可用于北方严寒的环境。

3.1.2 聚氯乙烯粉末涂料（PVC）

PVC粉末具有如下特点：

·颜色配制范围宽;

·涂层耐温性好，并耐酸碱和盐雾；

·耐醇类、汽油、芳烃类溶剂；

·绝缘性好；

·原料丰富。

3.1.1 聚酰胺（尼龙）

依据原料可分为：①尼龙1010（国产）、②尼龙11和12（进口）。

尼龙粉末具有独特的耐磨性和物理机械性能。户外耐久性也非常突出。

3.1.3 聚酯粉末涂料

由饱和聚酯、颜填料、流平剂及其它助剂构成，粉末软化点高，Tg也高，贮存稳定性非常好，具有很好的机械性能和耐化学药品性，但不耐热、不耐溶剂。可用于变压器外壳、马路护栏、储槽等的涂装。

3.1.5 氟树脂粉末涂料

氟树脂种类很多，能用作粉末的主要有聚偏氟乙烯（PVdF），这种涂料耐热性﹑机械性能和户外耐久性都非常突出。广泛用在耐高温﹑抗划伤﹑抗粘贴及超耐候等方面。国外已多次

报道过这种粉末在超高层建筑上的应用。

3.2 热固性粉末涂料

能够适应户外应用条件的热固性粉末涂料有以下品种：

3.2.1 聚酯/异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）

异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）作固化剂的聚酯粉末涂料是国内市场上占绝对优势的耐候性粉末。

TGIC 环氧值>0.92，熔点95°C，白色粉末。

通常TGIC与低酸值的羧基聚酯配合，两者的品种和质量对粉末涂层的耐候性有重大影响，如何选择聚酯和TGIC以满足高耐候性要求，本文作者在《铝型材用粉末涂料的研制》一文中有详细论述。

这类粉末具有如下优点：

·涂层光滑致密，无针孔等弊病。

·耐热性较好，烘烤过程不易泛黄。

·物理化学性能好。

·可配制各类颜色和花纹的粉末涂料。

但TGIC对皮肤有刺激，其毒性问题倍受关注，历来颇有争议，许多国家都在开发TGIC的替代品。

3.2.2 聚酯/羟烷基酰胺（HMMA）

常见的羟烷基酰胺（HMMA）一般商品号有：罗门哈斯（R ohm and Hass）公司的Primid XL552，台湾优美特公司的Eumate 350，宁波南海药化的T105M以及常州牛塘的NT 552等。

外观为淡黄至白色粉末，熔点110~120°C，羟值80~90mg KOH/g。

羟烷基酰胺反应活性比TGIC强，可在较低温度下固化，所配制的粉末Tg比TGIC系的略高，贮存性更好。

羟烷基酰胺在固化聚酯的过程中释放水等小分子化合物，涂层过厚即容易出现针孔。耐热性较TGIC系为差。用羟烷基酰胺配制的高光平面粉末，因表面不够致密，而影响其装饰性，多用于生产砂纹﹑锤纹等不要求平整外观的粉末。

羟烷基酰胺系列粉末可用摩擦枪喷涂。

经多年跟踪测试，羟烷基酰胺系列粉末具有与TGIC系列粉末相当的户外耐久性。

3.2.3 聚酯/低分子量环氧树脂（PT910）

PT910是瑞士汽巴（Ciba）公司推出的新型聚酯固化剂，熔点95~105°C，环氧当量141~154。与其配合的聚酯一般都

经过专门选择（尽量选用高Tg的聚酯），如比利时优西比（UCB）的CC800，CC802等。

用PT910配制的粉末除耐候性稍差外，其它各项性能很好。

3.2.4 羟基聚酯/四甲氧基甲基甘脲（Link 1174）

Link1174 由美国氰特（Cytec）公司推出。

在磺酸类催化剂的作用下，用四甲氧基甲基甘脲固化羟基聚酯，固化过程中释放甲醇，涂层过厚会出现针孔或起泡。粉末贮存性比较差，夏天易结块。

3.2.5 聚氨酯粉末涂料（PU）

PU粉末是用封闭型异氰酸酯固化羟端基聚酯而制成的。

作为固化剂的封闭型异氰酸酯主要有芳香族和脂肪族两种。芳香族的异氰酸酯耐候性较差，主要用于室内、防腐蚀、抗污染等方面，如微波炉的门，书写白板等。

PU粉末适于户外应用，最多采用的是封闭型异佛尔酮二异