粉末涂料涂料配方

1、粉末涂料涂料配方，制作原理及專題論述3)檢測粉末涂料熔融水平流動性。按GB66584方法測定粉末涂料樣品在烘烤固化溫度下的熔融水平流動性，以便在設(shè)計成膜物化學(xué)反應(yīng)活性、填料用量和助劑品種時參考。(4)有條件的單位用溶劑萃取等方法分離樹脂和顏填料，用紅外光譜等方法分析成膜物組成，再用X射線衍射儀分析無機顏料和填料的品種及大致含量，以作為粉末涂料配方設(shè)計的最重要依據(jù)。(5)分析粉末涂料配方中顏料和填料用量。按上述方法除可以測得配方中顏填料大

2、致含量之外，取一定量樣品放在瓷坩堝里，在馬弗爐內(nèi)灼燒至有機物完全燃燒，余下無機顏料和填料，這樣可以計算出配方中顏填料的大致含量。另外，通過GB5211.485《顏料裝填體積和表觀密度的測定》方法測定粉末涂料的表觀密度，也可以大致估算配方中顏填料的含量。這些數(shù)據(jù)在配方設(shè)計、選擇填料含量時起到重要作用。4粉末涂料成膜物的選擇經(jīng)過對用戶的調(diào)查研究和粉末涂料樣品的分析檢驗或者剖析以后，可以著手粉末涂料配方的設(shè)計，其中首先考慮的是決定粉末涂料和涂

3、膜性能的成膜物的選擇，也就是樹脂和固化劑的選擇。(1)根據(jù)粉末涂料用途選擇樹脂和固化劑品種。防腐方面用的選擇環(huán)氧樹脂粉末類，一般防腐用的選擇普通環(huán)氧粉末體系；重防腐用的選擇酚醛改性環(huán)氧樹脂用酚羥基樹脂和促進劑固化體系；室內(nèi)裝飾性用的一般選擇聚酯粉末涂料體系，涂膜性能要求高的盡量選擇聚酯：環(huán)氧為50：50(質(zhì)量比，以下同)體系，當(dāng)涂膜性能要求不高，環(huán)氧樹脂價格比聚酯樹脂高很多時，從原材料成本考慮，可以選用聚酯：環(huán)氧為60：40或者70：3

4、0體系；對于戶外產(chǎn)品，從國情考慮一般只能選擇(純)聚酯粉末涂料體系；對于戶外耐久性要求高的盡量選擇超耐候性聚酯樹脂，用TGIC固化體系；如果對粉末涂料毒性要求很小，應(yīng)該選擇羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂料體系。(2)根據(jù)用戶對粉末涂料烘烤固化條件的要求，進一步縮小選擇固化劑品種的范圍。在此基礎(chǔ)上，選擇烘烤固化條件為180℃，15min時，環(huán)氧粉末涂料應(yīng)選擇取代雙氰胺或酚羥基樹脂和促進劑固化體系；聚酯環(huán)氧粉末涂料應(yīng)選擇聚酯樹脂化學(xué)反應(yīng)活性較大的

5、體系；(純)聚酯粉末涂料應(yīng)選擇羥烷基酰胺固化體系。(3)如果現(xiàn)有的樹脂品種達不到用戶對烘烤固化溫度和時間的要求，可以從樹脂生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品中選擇反應(yīng)活性合適的樹脂，也可以選擇合適的固化促進劑，在制造粉末涂料時添加，以達到用戶要求。(4)從涂膜外觀來說，要求流平性好時應(yīng)選擇樹脂的熔融黏度低，在烘烤固化溫度條件下，粉末涂料膠化時間長，熔融水平流動性大的較好；但是從涂膜物理機械性能來說，膠化時間短的性能較好，不過涂膜流平性相應(yīng)要差一些(5)對于

6、消光性粉末涂料，可根據(jù)涂膜光澤的要求選擇不同的消光方法。對于無光和半光粉末涂料，大多數(shù)采用消光固化劑固化體系，使2種以上固化劑固化體系的反應(yīng)速度和反應(yīng)產(chǎn)物之間相容性不同而產(chǎn)生消光效果。在用量較大的聚酯環(huán)氧粉末涂料體系中，利用不同酸值聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和環(huán)脒羧酸(酐)消光固化劑三元體系的不同組合達到任何不同光澤的要求。在(純)聚酯粉末涂料中，通過消光蠟、消光固化劑、消光丙烯酸樹脂和2種不同活性粉末涂料干混合等方法得到半光或無光粉末涂料。在

7、純環(huán)氧粉末涂料中，通過消光固化劑和丙烯酸消光樹脂固化等方法得到半光或無光粉末涂料。重防腐粉末涂料配方設(shè)計淺談?wù)簩χ胤栏勰┩苛吓浞皆O(shè)計中影響涂層性能的主要因素進行了分析探討，提出了配方設(shè)計的基本原則與建議。1前言重防腐涂料是一種在嚴酷的腐蝕環(huán)境下能長期有效使用的涂料，為了達到重防腐的目的一方面需要涂層的厚膜化，另一方面對涂料基體樹脂和助劑的選用、基材的表面處理與涂裝施工、維護要求也十分嚴格，這類涂料以前多采用液體涂料，通常需要多道涂

8、裝才能達到要求。近年來，粉末涂料以其安全高效、無污染等特點在重防腐領(lǐng)域特別是管道重防腐方面得到推廣應(yīng)用，從最初的石油天然氣管道防腐擴大到城市地下污水管網(wǎng)防腐，乃至小口徑的自來水管道均采用粉末涂裝。除管道外，建筑鋼筋、鋼纜的防腐涂裝也開始應(yīng)用粉末涂料：其涂裝方式有高壓靜電噴涂、流化床涂裝與真空吸涂等，從重防腐粉末涂料的原材料生產(chǎn)到粉末涂料制造、噴涂應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈正在形成。重防腐粉末涂料的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，也給原材料生產(chǎn)與粉末配方的設(shè)

9、計提出了許多新的要求，單一的粉末配方無法滿足不同應(yīng)用的需求，因此必須不斷開發(fā)新的材料與配方技術(shù)。盡管我國粉末涂料的產(chǎn)量已十分巨大，但主要還是裝飾性粉末，真正滿足重防腐性能要求的粉末配方還很少，從主要原材料環(huán)氧樹脂與固化劑的生產(chǎn)到配方技術(shù)的開發(fā)，這種上下游行業(yè)的技術(shù)交流很少，嚴重阻礙了重防腐粉末涂料的發(fā)展與提高。筆者在進行重防腐粉末涂料專用環(huán)氧樹脂與固化劑的研制和生產(chǎn)過程中，經(jīng)過反復(fù)試驗比較，并線確定固化溫度。根據(jù)粉末涂料的等速升溫固化曲

10、線獲得其固化起始溫度、最高放熱溫度、固化終止溫度與固化時間，并確定固化放熱焓值大小，由動力學(xué)分析求出反應(yīng)活化能與化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)，根據(jù)動力學(xué)方程求算出不同溫度條件下，完成固化反應(yīng)所需要的時間。還可推算在一定溫度條件下某一時間段的固化反應(yīng)速率。目前，管道重防腐粉末涂料的適中固化條件在固化溫度210～240℃，固化時間1.5～2min。4顏填料與其他助劑的選擇重防腐粉末涂料對涂膜的外觀色澤要求不高，而對顏填料的耐化學(xué)品性要求較嚴格，應(yīng)當(dāng)具

11、有化學(xué)惰性。所用顏填料多為無機物，顏料如炭黑、氧化鐵紅，填料如硫酸鋇、石英粉、硅灰石、高嶺土、碳酸鈣等。加入的填料除了能降低成本外，更多的是考慮降低涂層的固化收縮，消除內(nèi)應(yīng)力，提高涂層硬度與抗劃傷性。但填料加入過多，也可能帶來涂膜的抗沖擊性和低溫彎曲性能下降、粉末的比重增大，噴涂上粉率降低。涂膜性能的好壞不僅與填料加入量的多少有關(guān)，還與填料的品種、結(jié)構(gòu)、顆粒形狀、粒度、粒度分布以及制粉過程中擠出分散效果有很大關(guān)系。有機高分子環(huán)氧樹脂和固

12、化劑對無機填料的浸潤性較差，填科表面若經(jīng)過活化處理，可大大改善潤濕效果，增加二者的結(jié)合力。據(jù)國外專利[2]介紹，采用活化處理的二氧化硅粉作為填料的重防腐粉末涂料，其涂膜對金屬基材的附著力及耐熱水能力比用未經(jīng)處理的填料配制的涂料大大提高。涂層在80℃熱水中浸泡6天后，用表面處理的填料配制的涂料比用未處理的填料配制的涂料剝離強度提高60％；在0.5molNaCl溶液中，用未處理的填料制備的涂層侵蝕(submigration)為2mm，而用處

13、理過的填料制成的涂膜為0；用65℃的0.5molNaCI溶液浸泡2天，未處理的填料制成的涂膜侵蝕4mm，14天為7mm；而用表面處理過的填料制成的涂膜浸泡2天的侵蝕性為1mm，14天為5mm。重防腐粉末涂料對涂層表面的流平性要求不高，允許有輕微桔皮，可使用的流平劑與普通粉末的流平劑基本相同，一般控制少加，以免影響涂層的附著力。為改善抗彎曲效果還可加八聚乙烯縮丁醛等助劑。為消除填料帶來的水汽等揮發(fā)物在烘烤過程中產(chǎn)生氣泡，使涂層形成針孔，還

14、需加八少量安息香脫氣劑。此外，為調(diào)節(jié)固化速度，需要加入一定量的促進劑。5不同防腐層結(jié)構(gòu)所用粉末涂料的配方差異目前地埋管道根據(jù)埋設(shè)點的地質(zhì)條件及施工環(huán)境有三種防腐層結(jié)構(gòu)，即單層FBE，雙層FBE和三層PE結(jié)構(gòu)，單層、雙層結(jié)構(gòu)均為環(huán)氧樹脂，單層結(jié)構(gòu)的一次涂裝膜厚達350um綜合性能要求高涂層附著力、冷彎、沖擊、耐化學(xué)品等性能優(yōu)異，固化溫度較高，固化速度快，涂裝作業(yè)相對簡單，使用也最廣。在雙層FBE涂裝中噴槍的先后位置有差異，里層固化速度可稍

15、慢于外層，里層附著力要求高，防腐性能好，外層機械強度要求高，耐磨、耐沖擊、抗劃傷。三層PE結(jié)構(gòu)中只有里層是環(huán)氧樹脂，外層采用聚乙烯帶，中間層是膠粘劑，用于粘結(jié)環(huán)氧層和聚乙烯層，里層環(huán)氧層要球附著力高、防腐性能好、固化速度應(yīng)與中層膠粘劑相匹配，固化速度慢于單層與雙層結(jié)構(gòu)。根據(jù)各自要求的不同，在粉末配方設(shè)計上也有所不同，單層配方固化速度要快，能適于高溫固化，不易氧化黃變，外層無保護層，所以涂層韌性、耐冷熱沖擊性和機械沖擊性能要好，應(yīng)選擇韌性

16、稍好的環(huán)氧樹脂與固化劑；雙層粉末結(jié)構(gòu)主要是外層，要求外層有較好的抗劃傷性和耐磨性。一方面可選擇硬度較高的酚醛環(huán)氧樹脂及高硬度填料，如活性硅微粉等，另一方面涂層還應(yīng)具有彈性、韌性，抵抗變形能力等。相比之下，三層PE結(jié)構(gòu)由于有聚乙烯層保護，所以對環(huán)氧層的機械強度要求比前兩者低，應(yīng)注意固化速度及涂層附著力的適中選擇，在配方設(shè)計時可適當(dāng)增加交聯(lián)密度，提高附著力，促進劑的用量可適當(dāng)減少。6結(jié)語目前重防腐粉末涂料的市場需求量正處于快速增長階段，市場

17、競爭也越來越激烈，過分的追求低成本化與局部的經(jīng)濟效益而忽視長期的可靠性將不利于重防腐粉末涂料的發(fā)展，特別是國家重點工程是關(guān)系到子孫后代的大事，如果因為眼前的一點利益給今后的安全運行留下隱患，將是得不償失的。重防腐粉末涂料配方要求嚴格，涂層綜合性能要求高，應(yīng)精心選擇原料，不斷進行配方研究與調(diào)整，充分發(fā)揮不同材料之間的組合與協(xié)同效應(yīng)，使之處于最佳匹配組合。.3熱固性粉末涂料的組成相對于熱塑性粉末涂料，熱固性粉末涂料在加熱的作用下，樹脂與交聯(lián)

18、劑發(fā)生化學(xué)交聯(lián)固化反應(yīng)，形成不溶不熔的質(zhì)地堅硬的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的最終產(chǎn)物而成膜，因此涂膜具有優(yōu)良的綜合性能（如良好的耐熱性、機械強度、外觀、耐候性），是粉末涂料的重要品種。熱固性粉末涂料的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要由家用電器、辦公家具、汽車部件、交通設(shè)施、電器設(shè)備、各種管材、建筑材料等。我國的熱固性粉末涂料品種所占比例如下：品種質(zhì)量份%環(huán)氧粉末涂料10~15環(huán)氧聚酯粉末涂料75聚酯TGIC（Pri）10~15聚氨酯粉末涂料5其它（包括丙烯酸、