纯聚酯粉末涂料配方设计的选材

纯聚酯粉末涂料配方设计的选材

章傅杰

聚酯粉末涂料是由聚酯树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成的热固性粉末涂料。在热固性粉末涂料中，聚酯粉末涂料是耐候性粉末涂料的主要品种之一，为了区别于聚酯环氧粉末涂料，习惯上叫做纯聚酯粉末涂料。

聚酯粉末涂料的品种也较多，主要品种包括羧基聚酯树脂用异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）固化体系；羧基聚酯树脂用羟烷基酰胺（HAA，商品名PrimidXL522或T105）固化体系；羧基聚酯树脂用环氧化合物（PT910）固化体系；羟基聚酯树脂用四甲氧甲基甘脲（Powderlink1174）固化体系等。羟基聚酯树脂用封闭型多异氰酸酯固化的体系，在我国分类为聚氨酯粉末涂料。

在聚酯粉末涂料配方中，对于聚酯树脂的选择方面，根据用户对涂膜外观及性能要求，对于高光泽、高性能的粉末涂料，一般选择聚酯树脂酸值在28～35mgKOH/g，玻璃化温度在60℃以上的羧基聚酯树脂；对于干混合法制造消光聚酯粉末涂料时，一种聚酯树脂选择酸值在20mgKOH/g左右的，另一种选酸值在50mgKOH/g左右的羧基聚酯树脂；对于皱纹（网纹）型聚酯粉末涂料，选择羟值在35～45mgKOH/g的羟基聚酯；消光固化剂消光的聚酯粉末涂料，可以选择常用的羧基聚酯树脂。

在选择了聚酯树脂的基础上，选择相应的固化剂品种和确定用量。在耐候性聚酯粉末涂料中，目前主要使用的固化剂为TGIC和HAA。一般来说，TGIC固化聚酯粉末涂料的涂膜外观，涂膜各种性能都比较好，缺点是烘烤温度高一点，比HAA毒性大一点，HAA固化聚酯粉末涂料的缺点是涂膜过厚时容易出现猪毛孔现象，在烘烤固化时涂膜耐泛黄性不如TGIC体系。

根据用户要求选择更合适的固化体系，对于固化剂的用量可以参考生产厂的推荐用量，也可以进行理论计算：

100g聚酯树脂需要的TGIC量WTGIC=APE/（ETGIC×561）

100g聚酯树脂需要的HAA（羟烷基酰胺）WHAA＝APE×HHAA/56

在HAA体系中，安息香应适当少加，流平剂应选择以耐候性好的聚酯或化合物为载体的，光亮剂对涂膜外观的影响不大，但对提高颜填料分散性和降低涂膜弊病有一定好处。

理论计算的结果与实际试验结果之间的差异是难免的，必须以理论为基础，再与实践相结合确定最终配方。

聚酯粉末涂料是由聚酯树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成的热固性粉末涂料。在热固性粉末涂料中，聚酯粉末涂料是耐候性粉末涂料的主要品种之一，为了区别于聚酯环氧粉末涂料，习惯上叫做纯聚酯粉末涂料。

聚酯粉末涂料的品种也较多，主要品种包括羧基聚酯树脂用异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）固化体系；羧基聚酯树脂用羟烷基酰胺（HAA，商品名PrimidXL522或T105）固化体系；羧基聚酯树脂用环氧化合物（PT910）固化体系；羟基聚酯树脂用四甲氧甲基甘脲（Powderlink1174）固化体系等。羟基聚酯树脂用封闭型多异氰酸酯固化的体系，在我国分类为聚氨酯粉末涂料。

在聚酯粉末涂料配方中，对于聚酯树脂的选择方面，根据用户对涂膜外观及性能要求，对于高光泽、高性能的粉末涂料，一般选择聚酯树脂酸值在28～35mgKOH/g，玻璃化温度在60℃以上的羧基聚酯树脂；对于干混合法制造消光聚酯粉末涂料时，一种聚酯树脂选择酸值在20mgKOH/g左右的，另一种选酸值在50mgKOH/g左右的羧基聚酯树脂；对于皱纹（网纹）型聚酯粉末涂料，选择羟值在35～45mgKOH/g的羟基聚酯；消光固化剂消光的聚酯粉末涂料，可以选择常用的羧基聚酯树脂。

在选择了聚酯树脂的基础上，选择相应的固化剂品种和确定用量。在耐候性聚酯粉末涂料中，目前主要使用的固化剂为TGIC和HAA。一般来说，TGIC固化聚酯粉末涂料的涂膜外观，涂膜各种性能都比较好，缺点是烘烤温度高一点，比HAA毒性大一点，HAA固化聚酯粉末涂料的缺点是涂膜过厚时容易出现猪毛孔现象，在烘烤固化时涂膜耐泛黄性不如TGIC体系。

根据用户要求选择更合适的固化体系，对于固化剂的用量可以参考生产厂的推荐用量，也可以进行理论计算：

100g聚酯树脂需要的TGIC量WTGIC=APE/（ETGIC×561）

100g聚酯树脂需要的HAA（羟烷基酰胺）WHAA＝APE×HHAA/56

在HAA体系中，安息香应适当少加，流平剂应选择以耐候性好的聚酯或化合物为载体的，光亮剂对涂膜外观的影响不大，但对提高颜填料分散性和降低涂膜弊病有一定好处。

理论计算的结果与实际试验结果之间的差异是难免的，必须以理论为基础，再与实践相结合确定最终配方。

粉末涂料不是液态的，而是一种粉末状涂料，粉末涂料的制造与传统的溶剂型涂料或水性涂料完全不同，生产工艺和设备在某种程度上有些类似塑料加工，在应用中也不需要溶剂参与。因此和传统涂料相比，对颜料也有不同的要求。

易于分散是粉末涂料对颜料的一项重要要求，粉末涂料中颜料的分散无论在技术上或在分散物料状态上与液态涂料根本不同，完全没有可比性。经预分散的物料在熔融混合设备中滞留时间很短，颜料湿润非常困难，所以颜料的易分散性变得尤为重要。

一般在聚烯烃塑料粒子中表现出良好可分散性的颜料都较符合粉末涂料的要求。粉末涂料对颜料的耐热性主要基于以下二点的考虑，一方面颜料必须能耐受至少210℃，持续大约12到15分钟的涂层加热熔融流平干燥过程；另一方面在某些终端消费品表面（烤肉架，炉具等）的粉末涂料也要耐受极高的温度。粉末涂料流变体系要求颜料不能削弱熔融后的涂料的流动性能。只有保证粉末涂料在低剪切力下保持良好的流动性，才能在涂装以后加热熔融流平固化过程形成的致密，平滑持续的涂层。

粉末涂料的涂层厚度一般在40到70微米范围内，只有颜料具备优异的遮盖性能才能确保粉末涂料涂层近似完美的外观。在户外装饰性涂装领域，粉末涂料最少要经过一年的佛罗里达曝晒实验，涂膜要保持良好的颜色稳定性和保光性。这对颜料耐光，耐候性提出了很高的要求。粉末涂料的耐化学品性要求主要依据它的使用场合，例如涂装在洗衣机外壳的粉末涂料就必须具备耐碱性。

适用于粉末涂料的颜料有以下几大类：金属氧化物混相颜料（复合无机颜料）中的颜料黄53,棕24,蓝28,蓝36和铋钒钼黄（颜料黄184）。含铅颜料中的颜料黄34和红104。以及有机合成颜料颜料黄110；颜料红112,202,254,255和264；颜料紫19和23；颜料蓝60和15:1。

目前，经过表面处理的颜料制剂（例如经过脲醛树脂包裹）也进入了粉末涂料领域。