涂料助剂作业

课题:粉末涂料助剂

一．粉末涂料助剂的概念和发展

粉末涂料是一种以树脂为基料，配以固化剂、颜料、填料和一些粉末涂料助剂，而得到的配方材料，赋予被涂金属底材良好的外观和耐久性。装饰性和保护性是粉末涂料的主要功能。由于粉末涂料本身有着各种各样的缺陷，人们想充分发挥粉末涂料的优点而又要消除它的缺点，这就需要用粉末涂料助剂来帮助实现。

粉末涂料助剂是专门用于粉末涂料而使聚合物基料顺利生产，获得应用性能而添加到粉末涂料基料中的化学品。一般，粉末涂料产品质量和新品种的开发，很大程度上取决于粉末涂料助剂的开发应用。

随着粉末涂料的快速发展，我国粉末涂料助剂的普及及应用水平比过去有了很大提高，近几年来，一大批国际著名品牌助剂进入了我国粉末涂料市场，国产粉末涂料助剂应用也呈蓬勃发展之势，随着国家对涂料环保性的要求越来越高，具有环保优势的粉末涂料的快速发展是不容置疑的，相关的粉末涂料助剂的发展应用也空前繁荣，新产品、新技术层出不穷。我国的粉末涂料助剂开发起源于上世纪80年代，经过20多年来的发展，国内专业生产粉末涂料助剂的企业已达十几家，品种也由单一的品种逐渐走向系统化，有些粉末涂料助剂品种已出口并进入国际粉末涂料市场。

二．粉末涂料助剂的分类

划分粉末涂料助剂的方法有多种，一般有两种分类：一种是只改变聚合物的物理性能而不使聚合物的化学结构发生变化，如消泡剂、润湿剂；另一种是聚合物的化学结构发生了或多或少的变化，如68型的消光剂。具体更细一点的分类如表1。

表1 粉末涂料助剂分类

助剂

提高涂膜稳定性能抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂、杀菌剂、防污剂、金属钝化剂

提高涂膜力学性

能

交联剂、固化剂、润湿剂、偶联剂

改善涂膜表面性能及状态抗静电剂、表面改性剂、流平剂、消泡剂、花纹助剂

改变涂膜色光荧光增白剂、消光剂、增光剂抑制涂膜燃烧性阻燃剂、抑烟剂

其它脱漆剂、增香剂、分散剂、增泡剂、增滑剂、耐磨剂、防结块剂

据我国粉末涂料行业的现状，按涂膜外观分类粉末涂料用助剂有以下几类:

1.平纹有光和高光粉末涂料用助剂

如上所述，在粉末涂料配方中，对于平纹有光和高光（包括金属闪光和金属光泽）粉末涂料，必须要添加流平剂、光亮剂和脱气剂，尤其是流平剂是绝对不可能缺少的助剂。一般粉末涂料必须在较高温度条件下熔融流平成膜。因为粉末涂料的熔融粘度比较高，表面张力大而不均匀，所以在成膜时容易形成有许多缩孔的涂膜。

流平剂的作用是粉末涂料熔融流平时，在熔融涂料表面形成极薄的单分子层，以提供均匀的和较低的表面张力，使涂膜容易均匀地流平；同时使涂料与被涂物工件之间具有良好的湿润性，从而克服涂料表面由于局部表面张力不均而形成的针孔、缩孔等涂膜弊病。粉末涂料用流平剂主要是丙烯酸酯的均聚物和共聚物，还有用有机硅改性丙烯酸酯均聚物和共聚物。因为这些聚合物是粘稠状的液体，为了在配方中分散方便，往往分散在环氧树脂、聚酯树脂、气相二氧化硅等载体上，制作成固体颗粒或粉末状态后使用。流平剂在粉末涂料中的用量，以流平剂有效成分计算，按成膜物质的0.5%~1.5%（质量）范围内使用，随颜填料用量的增加适当可以增加，添加量与流平剂品种和配方组成有关系，添加量过多时会影响粉末涂料的贮存稳定性。

光亮剂在粉末涂料配方中，使颜料和填料在粉末涂料树脂和固化剂中的润湿性得到改进，使颜料和填料的分散性好，同时也使粉末涂料在熔融流平过程中更好地降低表面张力和表面张力均匀，也起到助流平剂的作用，使涂膜产生缩孔等弊病的几率更少。光亮剂是丙烯酸酯和甲基丙烯酸的共聚物，软化点在95~125℃的固体树脂，在使用丙烯酸均聚物流平剂的粉末涂料体系中必须添加，对于丙烯酸共聚物多功能流平剂体系中可以不加。光亮剂在粉末涂料中的添加量是成膜物总量的1%~2%，添加量多时降低涂膜耐冲击等性能。光亮剂有的也叫增光剂或者701助剂，在某些粉末涂料配方中起到增光作用，但并不完全这样。

脱气剂的作用是粉末涂料熔融流平时，粉末涂料中含有的水分、气体、粉末涂料固化反应产生的小分子化合物容易脱逸出来，避免涂膜产生小针孔或猪毛孔之类弊病的助剂。常用的脱气剂有苯偶姻，又称二苯乙醇酮（俗称安息香），是白色或淡黄色无气味晶体，熔

点133~137℃，缺点是高温下容易变色，在粉末涂料配方中的用量为成膜物的0.3%~0.5%（质量）。

2.平纹半光、亚光和无光粉末涂料用助剂

在平纹半光、亚光和无光（含金属闪光和金属光泽）粉末涂料中，除添加上面叙述的流平剂、光亮剂和脱气剂外，还必须添加消光剂或消光固化剂。

消光剂是添加到粉末涂料配方中，能够降低涂膜光泽的助剂。常用的消光剂有蜡型和树脂型，主要是通过消光剂与成膜物之间相容性不好而产生消光效果。在溶剂型涂料中常用的硬脂酸盐类气相二氧化硅等产品，在粉末涂料中不适用。消光固化剂是粉末涂料的特殊固化剂，参加化学反应。消光固化剂的消光原理是，消光固化剂与粉末涂料之间形成两种不同固化反应速度的反应体系，由于两种固化反应体系反应物之间的相容性不好，使涂膜的微观流平性不好表面粗糙，产生消光效果。这种体系的涂膜光泽比消光剂体系容易控制，光泽稳定，光泽的控制范围也比较宽。

3.美术型的纹理型粉末涂料用助剂

在美术型的纹理型粉末涂料中，一般不需要添加流平剂，但必须添加相对应的纹理助剂。在纹理剂中包括皱纹剂（桔纹剂）、砂纹剂、锤纹剂、花纹剂等助剂，根据涂膜外观要求，在配方中添加相对应的纹理剂。

三．粉末涂料助剂的性能和使用范围

1. 粉末涂料助剂与树脂的相容性

这是选用助剂时应优先注意的问题，助剂必须长期稳定存留在粉末涂料中，才能发挥其应有的效能。所以一般使用的助剂要与环氧、聚酯、丙烯酸等树脂有良好的相容性。那么通常比较粉末涂料助剂与树脂的相容性，所使用的方法是根据它们的结构的相似性。例如，选用流平剂就分为一种是有载体的，一种是无载体的。有载体的如有E-12为载体就不可以应用于纯聚酯体系的配方中。再如通常所用的B68型化学消光剂仅适用于有环氧的体系下，用于其它体系，不但失去应有的效果，还会给涂膜带来消极影响.

2. 粉末涂料助剂对生产工艺的适应性

某些粉末涂料助剂在配方设计时，由于生产工艺条件比较苛刻，可能是高温、低温、高速剪切等情况，从而引起粉末涂料助剂的分解、挥发而失效，导致配方失败。如有些花纹粉末涂料助剂，不可以与基料一同由挤出机挤出，而是后加入到成品粉中，只有这样才能显现出它应有的花纹，因为在挤出熔融过程中，花纹助剂已经预先反应完成，致使在成膜时无花纹出现。

3. 粉末涂料助剂在粉末涂料中的多功能性