环氧型粉末涂料的研究性进展

环氧型粉末涂料的研究性进展

摘要：。本文介绍了环氧型涂料的发展历程以及它的化学性质和主要性能，阐述了它在生活上、工业上的主要用途，并着重介绍它的改性与它改性后在某些方面的优良性质，讨论了它配方上的特点及它的最新研究进展

关键词：环氧树脂粉末涂料改性

前言：粉末涂料具有无溶剂性、无环境污染、粉末回收和利用率高等特点，环氧树脂涂料是人们广泛采用的防护涂料品种之一。环氧树脂涂料形成的涂膜不仅对腐蚀介质有屏蔽作用，而且能钝化被保护金属，起到缓蚀和电化学作用，环氧树脂涂料形成涂膜的优异“湿态”粘结力，使其它涂料望尘莫及。

1.环氧型涂料的发展和应用

粉末涂料是种用于对金属材料基体进行装饰和形成保护膜的技术产品。它的优点在于流动性粉末适宜干涂、加热形成连续的、经济的膜。它在安全和健康方面也提供一定的价值。它的特点是：技术方面。膜更均匀，导致性能更一致性，好的工艺技术和耐化学性能；经济方面。不耗溶剂、不需用于闪蒸的能源及空间，通常为一次涂用能够高度自动化，有非常高的使用效率，材料可以用相当简单的方法进行回收再利用；安全和健康方面。没有放出的溶剂污染空气，减少火灾或爆炸的危险，工作环境清洁。

最早作为粉末有机涂料的是基于热塑性聚合物，后来技术的发展延伸出热固性聚合物的粉末涂料，较出名的是环氧树脂。由环氧树脂制备粉末涂料具有相当大的发展范围，适合应用于技术和经济各部门，因为环氧树脂/固化剂体系性能优越。其性能主要是：固化加成作用中没有挥发物放出；不必使用底漆，有优良粘接性；可能有大范围的膜厚度；表面光泽范围可以从高光泽到无光泽进行调节；相对高的颜料填充剂可使制造更经济；高硬度的同时具有柔性好和耐冲击性；非常好地耐多种化学物品；耐热性好。

它们也存在一些缺点：精确的调色比液体颜料更困难；在产品生产线中改变颜色较困难；较多的系统需要相对高的烘房温度。由于环氧树脂粉末涂料有许多好的性能，因而用途很广：机关和学校设施、冰箱和冷柜、洗衣机、无线电、灯罩、自行车和机动车架、汽车驾驶盘、部件和车身、农机设备、管线外部涂料；

环氧树脂粉末涂料的发展，以适合工业部门各种不同发展的需要，要有新的涂料制备技术、新的粉末制备方法和新的应用技术，所有这些都与液体涂料完全不同。

目前，环氧粉末涂料研究的热点主要有用于热敏基材的涂料以及防腐涂料，其中用于热敏基材的环氧粉末涂料主要有：UV固化环氧粉末涂料、低温固化环氧粉末涂料。由于粉末的固化温度较高(180～220℃)，固化时间长(10～30min)，使其仅能应用于金属等耐热基材，而且相对能耗大、费时；且由于其熔融流平和固化开始阶段有一定重叠，控制不好，涂层就会出现平整度上的缺陷，如缩孔、桔皮等问题。为此人们重点开发了UV固化粉末涂料及低温固化粉末涂料用于热敏基材。粉末涂料还广泛应用于钢材结构的防腐，颇受欧洲人的青睐，其主要由环氧(EP)底层涂料和风化稳定的顶层涂料，主要是聚酯(SP)或EP/SP混合粉末组成；另外也开发了其它新型应用领域，粉末涂料的耐热性能、耐候性等性能都有很大提高

2.环氧树脂粉末涂料

环氧树脂粉末涂料组成：环氧树脂、固化剂、颜料和添加剂。在制备粉末涂料中，对该混合物的物理和化学性能会施加某种影响。首先，树脂系统必须有浸湿颜料和填料的能力，在温度和时间的条件下，使树脂和固化剂之间产生最小的反应。生产均匀质量的产品必须能相对容易生成要求粒径的粉末；该粉末必须保持流动性，在运输和贮藏中没有粘接或结块，并且在这个条件下不起反应。最常应用的是静电，因此粉末粒子必须有带电荷的能力。在加热时，粉末必须熔融和流动成平滑连续的膜。湿润基体，在烘烤下进行固化，在这个生产过程中得到的涂层具有要求的机械的耐化学性能。为了达到这些性能要求，混合物系统要求适合的熔融范围和熔化粘度；在这些树脂加固化剂的加成系统中必须有适合的活性范围，在粉末制备、贮藏和产出、固化烘烤阶段等每个顺序中使用适当的温度。为了使用户得到不同要求的粉末涂料，这可以由不同的环氧树脂/固化剂/添加物体系组成。

环氧树脂的分子量、环氧基含量和软化点范围对粉末涂料的若干性能起着主要的影响。最通常地讲，分子量、软化点的增长所起的作用可以总结如下：颜

料分散性，要求高温；贮藏稳定性，改善；膜流动性，降低；机械性能—柔性/抗冲击性，改善；—粘性，由于减少基体浸湿而降低；硬度，不受影响；耐化学性，降低很小。据专家介绍，性能的最好平衡应包括物理贮藏稳定性（即耐粘结或结块），当树脂的环氧基含量在1000～1400mmol/kg时，膜的流动性和机械性能得以改善。可以使用低和高分子量的固体树脂，主要用于调节特别组成中的特殊性能。

3.环氧树脂功能性粉末涂料的分类

3.1.装饰性环氧树脂粉末

装饰性环氧树脂粉末由双酚A环氧树脂﹑固化剂﹑流平剂﹑增韧﹑颜料填料﹑和其他添加剂，经混合﹑挤出﹑粉碎﹑过筛而成。这类粉末涂料与金属附着力好，物理机械能﹑三防性能和耐化学性能及电气绝缘性能优良缺点是耐候性差可用于涂装洗衣机仪器仪表机电产品外壳等。

3.2.聚醋一环氧粉末涂料

以饱和羧基聚醋树脂和环氧树脂按比例混合加入促进剂、流平剂、颜料填料和其它添加剂经混合、挤出、粉碎、过筛而成,这类粉末涂料经饱和聚醋树脂改性耐候性较好,涂膜丰满平整光滑有较高的光泽主要用于中高档的家电产品涂装如电冰箱洗衣机

3.3.环氧树脂绝缘粉末涂料

环氧树脂粉末开发得早，我国在60年代初就进行了研究试验并成功地用于变压器、微电机定转子、电阻、电容器的线圈的绝缘包封，主要有高温环氧树脂绝缘粉末涂料、弹性环氧树脂粉末和F级绝缘粉末材料。

3.4.环氧树脂防腐粉末涂料

此涂料是由双酚A环氧树脂、酚醛树脂、填料、颜料及其它添加剂组成。这类粉末涂料有较好的附着力，具有耐高温、耐化学介质的优良性能，有极好的防腐性能，还有极强的耐磨性和高的冲击强度。主要用于石油管道、化工装置、水煤气管路海洋开发等。

3.5.钢窗专用粉末涂料

这类涂料是由饱和羧基聚脂、环氧树脂、金属粉末、流平剂、颜料及其它添加剂组成其涂膜有铝金或古铜色光泽，附着力好、冲击强度高，耐磨性好，主要用在钢窗涂装上，有明显的金属外观作用，并可用于建筑上的装饰。

3.6.无光粉末涂料

无光粉末涂料是在环氧树脂粉末涂料或聚脂一环氧粉末，未配制中加入高效的消光剂而成固化后的涂膜光泽达到5%~15%，而其它性能不变。

无光粉末涂料的涂膜具有高雅幽美之感，有高的装饰效果，是今后几年重点发展的粉末涂料新品种之一。

4.环氧粉末涂料的制备流程

5.环氧粉末涂料的改性

环氧树脂是复合材料中应用最广泛的基体树脂之一。它具有上述的诸多优点，但环氧树脂的最大缺陷是固化后交联密度高，质脆、耐冲击性较差、容易开裂，即韧性不足。这一缺陷在制粉末涂料时不可避免具有这些缺点，于是为了让它合成我们需要的物质，达到我们的目的。我们就对它进行韧性改性，而改性主要有两种方法即物理改性和化学改性。