光固化粉末涂料的发展
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第 １卷 第 １ ７ 期 ２１ ０ ０年 ２月
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＯＮＧＧＵＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ ＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ Ｉ ＯＦ ＴＥ
东 莞 理 ： 学 院 学 报
Ｖ ｌ７ ｏ－ Ｎｏ１ ｌ ．
Ｆｅ ２ ０ ｂ． ０ｌ
光 固 化 粉 末 涂 料 的 发 展
刘 宁 刘煜 平 蒋 欣 贾德 民 刘治猛 ’
（． １ 东莞理工学 院 材料 与环境 工程研 究中一， ｔ，广 东东莞 ５ ３ ０ ；２ 华 南 － 学 材料 科学与 工程学 院，广州 ５ ０ ４ ） Ｌ ２８ ８ ． Ｅ大 １ ６ １
ຫໍສະໝຸດ Baidu
摘 要 ：紫外 光 （ ｖ “ ）固化 粉末 涂料 综合 了传统 粉末涂料 和辐射 固化 技术 诸 多优 点 ，是 涂料工 业的前瞻 性产 品。介绍 了紫外光 固化粉 末涂料 的合成 、 固化机理 、涂装 工艺及潜在 应 用，说 明光 固化粉 末涂料具有 很 高的经济优 势和生态优 势。
键 在 ８ ℃ 即可 开 始 聚 合 ，而 ８ ℃ 以下 则 其 粘 度 太 高而 难 以 处理 。如 果 在 合 成 过 程 中使 用 溶 剂 的 话 ， ０ ０
则难 以驱 除 溶剂 使 其 在 粉 末 中 的含 量 低 于０３ ．％以 防粉 末 结 块 。 因此 ， 常规 的 热 固性 树 脂 不 符 合ｕｖ粉
用常规设备加工这类树脂时，又可能导致储备稳定性下降；另一个挑战是含颜料 （ ｉｉ ＴＳ： 等）ｕ 粉末 ｖ 涂料的成功固化 ；第三个挑战是ｌ０． ２ ℃低熔融温度时涂层表面不产生橘皮。 ０ － ｌ０ ￣
收 稿 日期 ： ０ ９ ２ ０ —０ — ０ ９ ３
基 金 项 目 ： 港 特 区 政 府 创 新 科 技 署 港 关 键 领 域 重 点 突 破 项 目（ＧＨＳ ０ ８ ０ 。 香 ／ ３ ／ ４）
作者简 介 ： 宁（Ｉ ８ 一 ） 男， 刘 ９ ４ 。 山东东 营人 ， 硕士 生， 主要从事 高分子材 料 的合成与 改性研 究。
第ｌ 期
刘
宁 等 ：光 固化 粉 末 涂料 的 发展
６ ３
１ 光 固化 树 脂
树脂 是 ｕＶ同化 粉 末 涂 料 的主 要 成 膜 物 质 ， 是 决定 涂 料 性 质 和 涂 膜 性 能 的 主 要成 分 。配 制 能实 现 低 温 ＵＶ 化 的粉 末 涂 料 ，一 方 面 要 求 树 脂 能赋 予粉 末 良好 的储 存 稳 定性 ，也 就 是 说粉 末 必 须 在 高达 ４ ℃条 件 下 能储 存 ３ ６ 月而 不 结 块 ； 一 方 面 所 用 原 材 料 必 须 在 较 低 温 度 （ １ ０ 或 更 低 ）下 具 ０ ～ 个 如 ０℃ 有 较低 的熔 融 粘度 以保 证 涂 料 在光 吲化 之前 和 光 吲化 过 程 中 具有 良好 的流 动 和 流平 质 ，随 后在 １ ０Ｃ ２ ＂
新 技术 。ｕＶ固化粉 末 涂 料 的最 大 特 征 是 艺上 分为 两 个 明显 的 阶段 ，涂 层 在熔 融流 平 阶段 不会 发 生 ［ 树脂 的早 期 固化 ，从 而 为 涂 层 充 分 流 平和 驱 除 气 泡操 作 提 供 了充 裕 的 时 间 ，这 样就 从 根 本 上 克服 了 热 固 化 粉 末 涂 料 的 顽 疾 ， 也 消 除 了 ｕＶ固 化 液 态 涂 料 的 不 足 。 被 称 为 真 正 的 “５ Ｅ” 型 涂 料
涂料所用热 固化树脂的周化温度较 高 （ ８ ￣２ ０ １０ ２ ℃），固化时间长 （０ Ｏｍ ｎ １ ～３ ｉ），在其熔融流平
和 热 固化 过程 中存 在 一 定 重叠 ，难 以有 足 够 的 时间 流平 ，所 以极 易 出现 橘 皮 、缩 孔等 外 观缺 陷…。
紫外光固化粉末涂料 （ 简称ｕ Ｖ固化粉末涂料 ）是一项将传统粉末涂 料Ｓｔ ＨＪ ｖ固化技术相结合的
（ ｏｏ Ｅｃ ｎ ｍｙ、 Ｅ ｆｃｅ ｃ ｆｉｉｎ ｙ、 Ｅｃ ｌｇ ｏｏ ｙ、 Ｅｎ ｒ ｙ、 Ｅｎ ｂｙ） 。 ｅｇ ａｌ
但 是 ，Ｕ Ｖ粉末 涂 料 也 面 临 着 许 多 技 术 挑 战 。首 先 是 在 相应 低 温 （ １０ ）下 涂 料 可 以熔 融和 ＜４ ℃
流动 ，特殊基材 需要 的温度可能更低 。为了得到低熔融温度 需要采用结 晶型、低Ｔ 值的树脂，但在 ｇ
关键词 ：粉 末涂料 ； 紫外 光 固化 ；涂装工 艺；合 成 ；进展 中图分类 号 ：Ｔ ３ ． Ｑ ６ ０７ 文献标识 码 ：Ａ 文章编号 ：ｌ ０ － ０ １ ２ １ ）０ 一０ ６ －０ ０ ９ ３ ２（ ０ ０ Ｉ ０ ２ ５
０ 引 言
粉 末涂 料 最 大优 点 是 对 环 境 的友 好 性 （ ＶＯＣ 放 ）、 良好 的 经济 性 、 高 的户 外 耐久 性及 其 它 无 排 性 能 。因此 在 上 个世 纪 的最 后 ２ 年 里 ，粉 末涂 料 的产 量 飞速 增 长 。世 界 粉末 涂 料 市场 １９ 年 的总 产 ０ ９５ 量 为４ ９０ ０ｔ ７ ０ ，年 总 体 平均 增 长 率 为 １％。据 预计 ，２ １ 年前 世 界 ： 涂 料 的构 成见 表 ｌ １ ００ ｒ业 。
以 下发 生 光 固 化 反应 。 这 就 要 求 所 选 用 树 脂 的 应 在 ５ ￣７ ℃ 以上 ，平 均 分 子 量 为 １ ０ ￣ ４ ０ ，并 ０ ０ ０ ０－ ０ ０ －
且 分 子量 分 布 要 窄 。要 得 到 这 样 的树 脂 并 非 易 事 ，
高 于 ５ ℃ 的树 脂 熔 化 难 以控 制 ，因 由＝ Ｃ 双 ０
表 １ ２ １ 年前世 界工业涂料 的构成 ０ ０ ％
粉 末涂 料 和ＵＶ 化 涂料 作 为 节 省 能源 、低 污 染 的环 保 型涂 料 ， 正 日益 受 到 人们 的 重视 ，被 认 为 是 高生 产效 率 、优 良涂 膜 性 能 、生 态 环保 型 和 经 济 型 的 “ Ｅ”型 涂 料 品种 。 然 而 ， 由于热 固性粉 末 ４
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＯＮＧＧＵＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ ＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ Ｉ ＯＦ ＴＥ
东 莞 理 ： 学 院 学 报
Ｖ ｌ７ ｏ－ Ｎｏ１ ｌ ．
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光 固 化 粉 末 涂 料 的 发 展
刘 宁 刘煜 平 蒋 欣 贾德 民 刘治猛 ’
（． １ 东莞理工学 院 材料 与环境 工程研 究中一， ｔ，广 东东莞 ５ ３ ０ ；２ 华 南 － 学 材料 科学与 工程学 院，广州 ５ ０ ４ ） Ｌ ２８ ８ ． Ｅ大 １ ６ １
ຫໍສະໝຸດ Baidu
摘 要 ：紫外 光 （ ｖ “ ）固化 粉末 涂料 综合 了传统 粉末涂料 和辐射 固化 技术 诸 多优 点 ，是 涂料工 业的前瞻 性产 品。介绍 了紫外光 固化粉 末涂料 的合成 、 固化机理 、涂装 工艺及潜在 应 用，说 明光 固化粉 末涂料具有 很 高的经济优 势和生态优 势。
键 在 ８ ℃ 即可 开 始 聚 合 ，而 ８ ℃ 以下 则 其 粘 度 太 高而 难 以 处理 。如 果 在 合 成 过 程 中使 用 溶 剂 的 话 ， ０ ０
则难 以驱 除 溶剂 使 其 在 粉 末 中 的含 量 低 于０３ ．％以 防粉 末 结 块 。 因此 ， 常规 的 热 固性 树 脂 不 符 合ｕｖ粉
用常规设备加工这类树脂时，又可能导致储备稳定性下降；另一个挑战是含颜料 （ ｉｉ ＴＳ： 等）ｕ 粉末 ｖ 涂料的成功固化 ；第三个挑战是ｌ０． ２ ℃低熔融温度时涂层表面不产生橘皮。 ０ － ｌ０ ￣
收 稿 日期 ： ０ ９ ２ ０ —０ — ０ ９ ３
基 金 项 目 ： 港 特 区 政 府 创 新 科 技 署 港 关 键 领 域 重 点 突 破 项 目（ＧＨＳ ０ ８ ０ 。 香 ／ ３ ／ ４）
作者简 介 ： 宁（Ｉ ８ 一 ） 男， 刘 ９ ４ 。 山东东 营人 ， 硕士 生， 主要从事 高分子材 料 的合成与 改性研 究。
第ｌ 期
刘
宁 等 ：光 固化 粉 末 涂料 的 发展
６ ３
１ 光 固化 树 脂
树脂 是 ｕＶ同化 粉 末 涂 料 的主 要 成 膜 物 质 ， 是 决定 涂 料 性 质 和 涂 膜 性 能 的 主 要成 分 。配 制 能实 现 低 温 ＵＶ 化 的粉 末 涂 料 ，一 方 面 要 求 树 脂 能赋 予粉 末 良好 的储 存 稳 定性 ，也 就 是 说粉 末 必 须 在 高达 ４ ℃条 件 下 能储 存 ３ ６ 月而 不 结 块 ； 一 方 面 所 用 原 材 料 必 须 在 较 低 温 度 （ １ ０ 或 更 低 ）下 具 ０ ～ 个 如 ０℃ 有 较低 的熔 融 粘度 以保 证 涂 料 在光 吲化 之前 和 光 吲化 过 程 中 具有 良好 的流 动 和 流平 质 ，随 后在 １ ０Ｃ ２ ＂
新 技术 。ｕＶ固化粉 末 涂 料 的最 大 特 征 是 艺上 分为 两 个 明显 的 阶段 ，涂 层 在熔 融流 平 阶段 不会 发 生 ［ 树脂 的早 期 固化 ，从 而 为 涂 层 充 分 流 平和 驱 除 气 泡操 作 提 供 了充 裕 的 时 间 ，这 样就 从 根 本 上 克服 了 热 固 化 粉 末 涂 料 的 顽 疾 ， 也 消 除 了 ｕＶ固 化 液 态 涂 料 的 不 足 。 被 称 为 真 正 的 “５ Ｅ” 型 涂 料
涂料所用热 固化树脂的周化温度较 高 （ ８ ￣２ ０ １０ ２ ℃），固化时间长 （０ Ｏｍ ｎ １ ～３ ｉ），在其熔融流平
和 热 固化 过程 中存 在 一 定 重叠 ，难 以有 足 够 的 时间 流平 ，所 以极 易 出现 橘 皮 、缩 孔等 外 观缺 陷…。
紫外光固化粉末涂料 （ 简称ｕ Ｖ固化粉末涂料 ）是一项将传统粉末涂 料Ｓｔ ＨＪ ｖ固化技术相结合的
（ ｏｏ Ｅｃ ｎ ｍｙ、 Ｅ ｆｃｅ ｃ ｆｉｉｎ ｙ、 Ｅｃ ｌｇ ｏｏ ｙ、 Ｅｎ ｒ ｙ、 Ｅｎ ｂｙ） 。 ｅｇ ａｌ
但 是 ，Ｕ Ｖ粉末 涂 料 也 面 临 着 许 多 技 术 挑 战 。首 先 是 在 相应 低 温 （ １０ ）下 涂 料 可 以熔 融和 ＜４ ℃
流动 ，特殊基材 需要 的温度可能更低 。为了得到低熔融温度 需要采用结 晶型、低Ｔ 值的树脂，但在 ｇ
关键词 ：粉 末涂料 ； 紫外 光 固化 ；涂装工 艺；合 成 ；进展 中图分类 号 ：Ｔ ３ ． Ｑ ６ ０７ 文献标识 码 ：Ａ 文章编号 ：ｌ ０ － ０ １ ２ １ ）０ 一０ ６ －０ ０ ９ ３ ２（ ０ ０ Ｉ ０ ２ ５
０ 引 言
粉 末涂 料 最 大优 点 是 对 环 境 的友 好 性 （ ＶＯＣ 放 ）、 良好 的 经济 性 、 高 的户 外 耐久 性及 其 它 无 排 性 能 。因此 在 上 个世 纪 的最 后 ２ 年 里 ，粉 末涂 料 的产 量 飞速 增 长 。世 界 粉末 涂 料 市场 １９ 年 的总 产 ０ ９５ 量 为４ ９０ ０ｔ ７ ０ ，年 总 体 平均 增 长 率 为 １％。据 预计 ，２ １ 年前 世 界 ： 涂 料 的构 成见 表 ｌ １ ００ ｒ业 。
以 下发 生 光 固 化 反应 。 这 就 要 求 所 选 用 树 脂 的 应 在 ５ ￣７ ℃ 以上 ，平 均 分 子 量 为 １ ０ ￣ ４ ０ ，并 ０ ０ ０ ０－ ０ ０ －
且 分 子量 分 布 要 窄 。要 得 到 这 样 的树 脂 并 非 易 事 ，
高 于 ５ ℃ 的树 脂 熔 化 难 以控 制 ，因 由＝ Ｃ 双 ０
表 １ ２ １ 年前世 界工业涂料 的构成 ０ ０ ％
粉 末涂 料 和ＵＶ 化 涂料 作 为 节 省 能源 、低 污 染 的环 保 型涂 料 ， 正 日益 受 到 人们 的 重视 ，被 认 为 是 高生 产效 率 、优 良涂 膜 性 能 、生 态 环保 型 和 经 济 型 的 “ Ｅ”型 涂 料 品种 。 然 而 ， 由于热 固性粉 末 ４