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粉末涂料2
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主要树脂类型 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 粉末涂料配方中树脂组分对粉末涂料的施工工艺及涂层的最终性能起决定性的影响。以下为最常用的热固性及热塑性粉末涂料的性能及应用领域一览（点击每一种树脂可浏览相关介绍）。 热固性粉末涂料 热塑性粉末涂料 环氧树脂 聚氯乙烯 环氧―聚酯复合物 聚烯烃 聚氨酯―聚酯 尼龙 聚酯TGIC 聚酯 丙烯酸系列 聚偏二氟乙烯 本表并未包括其它已商业化应用、但应用范围不及本表所列树脂广泛的粉末涂料树脂。 粉末涂料主要分为两类：热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料。加热后，热塑性粉末涂料将熔融并发生流动，一旦冷却它们就能形成固态的涂层。受热和冷却前后，它们的化学组成仍保持不变。热固性粉末涂料在加热后也发生熔融，然而，在流动并形成连续涂膜后，进一步受热将使它们发生交联。最终的涂层与施工前粉末的化学结构已然不同。表3和表4分别是热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料的相关性质一览。 表 3 热固性粉末涂料树脂性能比较 环氧 环氧复合物 聚氨酯 ―聚酯 TGIC聚酯 丙烯酸系列 硬 度 (铅笔) HB-7H HB-2H HB-4H HB-4H H-4H 抗冲击性 (英寸-磅) 60-160 60-160 60-160 60-160 40-100 光泽度 (60度.米) 3-100+ 10-100+ 15-95 20-90 10-90 色 彩 任意色彩、透明、 纹理 任意色彩、透明、纹理 任意色彩、透明、纹理 任意色彩、透明、纹理 任意色彩、透明、纹理 盐雾试验 1000 h 1000 hrs min 1000 hrs 1000 hrs min 1000 hrs min 冷凝湿度 1000 h 1000 h min 1000 h 1000 h min 1000 h min 固化范围* 232℃3min ― 121℃25min 204℃10min ― 149℃25min 204℃10min ― 149℃25min 204℃10min ― 149℃C25min 204℃10min ― 149℃25min * 涂膜厚度为2密耳（50 µm），于熔融温度时计时。 表 4 热塑性粉末涂料的物理性能及涂层性能 乙烯基树脂 尼龙 聚酯 是否要求配套底漆 是 是 否 熔点 ℃ 130-150 186 160-170 典型预加热温度/后加热温度 ℃ 284 / 230 310 / 250 300 / 250 附着力 优秀 优秀 优秀 表面 平滑 平滑 轻微剥离 光泽度, 60 度 40-90 20-95 60-95 铅笔硬度 HB-2H B B-H 抗冲击性 优秀 优秀 良好 耐盐雾性 良好 优秀 良好 耐气候性 良好 良好 优秀 耐湿性 优秀 优秀 良好 耐酸性 优秀 较好 良好 耐碱性 优秀 优秀 良好 耐溶剂性 较好 优秀 较好 一旦固化，热固性涂层将对热稳定。与热塑性涂层不一样，即使重新加热热固性涂层也不会回到熔融状态。热固性涂层也较热塑性涂层坚韧，对基材有更好的附着力，其耐溶剂性和耐化学品性也优于热塑性涂层。在所有粉末涂料中，热固性粉末涂料约占了95%的比例。 典型地热塑性粉末涂料都是高分子量材料，一般要求较高的温度来熔融和流动。热塑性粉末涂层的最主要的优点在于它们能形成更平滑的饰面，施工中耗能较少。它们一般采用流化床工艺来施工。涂饰部件需要预加热和后加热。大部分的热塑性粉末涂料都存在边缘附着效应，因此热塑性粉末涂料在施工中，基材需预加热，有时还需配套底漆使用。 当要求涂层坚硬、电绝缘且能在较宽的温度范围内均能起保护作用时，往往使用环氧涂层。随所选用的特殊环氧树脂的不同，环氧涂层的使用温度可达150°C甚至更高。10密耳（250µm）的环氧粉末涂层厚度的介电强度可达1200伏/密耳。这样，环氧粉末涂层不但可以起到良好的保护作用，也具有突出的电绝缘功能。环氧粉末涂层对大多数溶剂、弱酸、弱碱化学稳定，涂层坚韧，具有优异的防腐性。另外，环氧粉末涂层对金属基质具有良好的附着力因而一般情况下不需要底漆。 环氧粉末涂层的主要应用限制在于当涂层的厚度超过一定值后存在脆化倾向， 在紫外光辐射下，涂层将粉化。正因为这些原因，环氧粉末涂层很少用于户外场合。 环氧粉末涂层经常用于装饰场合。不同的配方可提供它们多种不同的颜色、光泽和纹理。典型应用如金属办公家具、货架、汽车内部零件及玩具。 环氧―聚酯复合粉末涂料 环氧―聚酯复合粉末涂料是由环氧树脂和聚酯树脂配制而成的，有着许多与环氧粉末涂料相同的特性。除了在复合涂料中聚酯的百分含量特别高（一般超过一半）外，环氧―聚酯复合粉末涂料可以视为是环氧涂料家族的一个部分。 环氧―聚酯复合粉末涂料的性质与它们相对等的环氧树脂涂料的性质很相似。一般来说，环氧―聚酯复合粉末涂层坚硬、柔韧，与单纯的环氧粉末涂料相比，在价格上具有一定的竞争优势。两种树脂的复合还改善了环氧涂料的耐气候性。但是，环氧―聚酯复合粉末涂料与单纯的环氧粉末涂料的粉化速度几乎一样。然而，在起始粉化之后，环氧―聚酯复合粉末涂料的进一步粉化会较环氧粉末涂料变缓。一些环氧―聚酯复合粉末涂料的耐化学品及耐溶剂性较单纯的环氧粉末涂料有所降低。环氧―聚酯复合粉末涂料多用于与环氧粉末涂料相同的场合。 聚氨酯—聚酯粉末涂料 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 - 聚氨酯―聚酯粉末涂料 聚氨酯―聚酯粉末涂料是两种已经商业化的聚酯粉末涂料之一（另外一种是聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）粉末涂料）。聚氨酯固化的聚酯粉末涂料是聚氨酯―聚酯粉末涂料的主要型号，已经使用数年。这种粉末涂料的户外性能在化学上能与应用于飞机、公共汽车、货车等场合的聚氨酯涂料相媲美。另外，聚氨酯―聚酯粉末涂层坚韧、外观良好，并具有优异的耐气候性。 在聚氨酯―聚酯体系中，采用e-己内酰胺作为封端剂来控制交联已经是很常用的方法了。要开始交联，物料温度须超过封端剂的临界温度。e-己内酰胺的解封端温度约为182℃。 就涂层的外观而言，聚氨酯―聚酯粉末涂层可以说是那些高质量液体涂料的真正意义上的竞争者。它们的户外应用如：院落家具、汽车轮胎和配件、除草机以及其他许多要求高质量饰面的制品。 酯TGIC粉末涂料 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 - 聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）粉末涂料 聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）粉末涂料是两种已经商业化的聚酯粉末涂料之一（另外一种是聚氨酯―聚酯粉末涂料）。在这种粉末涂料中，添加了低分子量的缩水甘油基或环氧基官能团固化剂用以与聚酯起作用。这样，聚酯在粉末涂料中占了很高的比例，因而聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯粉末涂料具有氨基甲酸酯固化的聚酯粉末涂料不可比拟的耐候性和抗腐蚀性。然而，聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯粉末涂料的耐溶剂性和耐化学品性不如聚氨酯―聚酯粉末涂料。 TGIC粉末涂料具有良好的附着性、抗腐蚀性及户外耐久性。代表性地，它们的固化温度低于聚氨酯―聚酯粉末涂料，固化周期也较聚氨酯―聚酯粉末涂料短。另外，TGIC粉末涂层厚而坚韧，并具有良好的边缘覆盖率。 聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）粉末涂料典型应用于尖锐边缘或转角存在的场合，如汽车轮胎，空调，草坪家具和柜式空调。 丙烯酸系列粉末涂料 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 丙烯酸系列 丙烯酸类粉末涂料具有优异的户外耐久性。常规丙烯酸系列粉末涂料包括聚氨酯―丙烯酸系粉末涂料、丙烯酸系复合粉末涂料、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）丙烯酸树脂粉末涂料。 聚氨酯―丙烯酸系粉末涂料的固化温度为182°C，形成的薄膜涂层坚硬、外观美丽，具有良好的耐化学品性，但其抗划伤性、抗冲击性能较差。与聚氨酯―丙烯酸系粉末涂料相比，GMA丙烯酸树脂粉末涂料所要求的固化时间较短、固化温度较低。GMA丙烯酸树脂涂层具有优良的耐气候性，而且，这种涂料能在铜或铬的表面形成优异的透明涂层。与聚氨酯―丙烯酸系涂层类似，GMA丙烯酸树脂涂层的抗抗划伤性也受到一定的限制。丙烯酸系复合粉末涂料是丙烯酸树脂与环氧粘合剂的复合物，一般来说，这种复合涂料稍优于聚酯―环氧复合涂料，但它们的仍然不能应用于户外场合。与其他丙烯酸系粉末涂料相比，丙烯酸系复合涂层具有更好的机械力学性能。 由于丙烯酸类粉末涂料良好的外观、坚韧的表面，优异的耐气候性和静电性能，它们常用于高质量标准的产品生产中。例如：人们正在研发丙烯酸系粉末涂料作为汽车透明涂层的适应性。 聚氯乙烯粉末涂料 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 - 聚氯乙烯粉末涂料 聚氯乙烯（PVC）粉末涂料因其优秀的冲击强度、回弹性、抗盐雾性及耐气候性而获得应用。PVC粉末涂层还有些软而柔韧、有光泽。 PVC粉末涂料具有良好的耐化学品及耐水性，通过调整其配方可应用于美国食品及药物管理局（FDA）批准的特殊领域如冷冻食品架及洗碗机筒。PVC涂层的普通用途包括电绝缘场合。PVC粉末涂料也可用于金属防护网、户外家具及相关场合的涂饰。 为了获得最佳的附着性能，PVC粉末涂料在施工时一般需配套特殊底漆。目前，两种聚氯乙烯粉末涂料（干混合料和熔融混合料）已获得使用。干混合的PVC粉末涂料价格较熔融混合的PVC粉末涂料便宜，但其性能也不如后者。 聚烯烃粉末涂料 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 -聚烯烃粉末涂料 聚乙烯和聚丙烯粉末涂层与聚乙烯和聚丙烯塑料很相似，柔软而有蜡感。聚乙烯和聚丙烯粉末涂料获得应用主要是基于它们成本低、操作简单。然而，它们某些独特的性能也颇引人注目，因而在很多方面也获得了应用。除了与其它热塑性塑料一样具有一定的韧性外，它们的吸水性较低，并具有优异的化学稳定性和良好的电绝缘性能。对很多化学物质和洗涤剂而言，聚乙烯和聚丙烯粉末涂层都具有抵抗力和耐久性，然而，某些溶剂能使得它们迅速破坏。 由于涂层表面易清洁，聚烯烃粉末涂料常用于实验室设备。它们也用于食品加工设备和汽车工业如汽车电池固定。 尼龙粉末涂料 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 - 尼龙粉末涂料 尼龙粉末涂料一般是基于尼龙11的。尼龙6/10有些时候也使用，但其成本高于尼龙11。尼龙粉末涂层坚韧，有着优异的耐磨损性、耐磨耗性和抗冲击性，其摩擦系数也低。另外，尼龙粉末涂层还具有良好的耐化学品和耐溶剂性，其涂膜表面一般非常光滑。一般来说，为了获得较高的应用性能，尼龙粉末涂料在施工过程中需要配套使用底漆以提高其附着力。 适宜配方的尼龙粉末涂料可用于食品接触制品的涂饰。尼龙粉末涂料还能在棚架材料的表面形成优异的涂层。另外，由于尼龙粉末涂层的低摩擦系数和良好的润滑性，它们非常广泛地施用于轴承表面以防止轴承因机械磨损而破坏。一些尼龙粉末涂料还用于户外场合如轻质家具或座椅。在海运业中，尼龙粉末涂料也获得了广泛应用，如用于包覆各种零配件、螺钉螺栓及其它硬件等。 聚酯粉末涂料 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 - 聚酯粉末涂料 热塑性聚酯粉末涂料的附着性能较常规涂料有了很大的改观，它们在使用过程中无需底漆，具有良好的抗紫外线辐射和耐候性。与尼龙类材料相比，聚酯粉末涂料在施工过程中稍微显得有些困难。另外，聚酯粉末涂料的耐磨损性和耐溶剂性能较差。 由于较好的耐久性、良好的耐气候性和抗腐蚀性，聚酯粉末涂层常用于户外金属家具。 聚偏二氟乙烯 1. 环氧粉末涂料 2. 环氧—聚酯复合粉末涂料 3. 聚氨酯—聚酯粉末涂料 4. 聚酯TGIC粉末涂料 5. 丙烯酸系列粉末涂料 6. 聚氯乙烯粉末涂料 7. 聚烯烃粉末涂料 8. 尼龙粉末涂料 9. 聚酯粉末涂料 10. 聚偏二氟乙烯 - 聚偏二氟乙烯粉末涂料 聚偏二氟乙烯粉末涂料有着优秀的耐候性，耐化学品性（除某些特定的烃类溶剂外），它们常用于涂饰化工工艺管道、阀门。施用时常需配套使用铬酸盐底漆。 未来发展趋势 常规粉末涂料的成功可归功于它们优秀的性能及许多经济及环境方面较传统溶剂型涂料的优势。由于在粉末涂料配方及施工设备等方面所取得的进展，表1中所列的粉末涂料的缺点已经在不断的消失或者降到了最小。这些进展也将有利于粉末涂料市场的进一步快速拓展。 新树脂体系的研究进展使得粉末涂料能够不断地满足终端用户们的各种要求。很多粉末涂料可以在低于121℃的温度下固化。低温固化系统的出现，如可红外固化粉末涂料，已广泛应用于热敏基材如木材、塑料及对热敏感装配件等的涂饰。金属基材也得益于低温固化系统，如降低能耗，节省投资，缩短固化时间，提高生产线效率。 粉末涂料的高温应用也取得了进展。硅树脂基粉末涂料常使用于那些要求高温（达 538°C）下使用时间更长而必须仍然保持外观附着力和良好表面的场合，如煤气（或木炭）烤架、壁炉插件、引擎排气零部件及照明器具。 粉末涂料的耐气候性方面所取得的巨大进展将进一步拓展它们在汽车及建筑市场的应用。例如，聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）粉末涂料已应用于户外体育场馆的座椅及其它户外场合。而在这以前，户外应用场合都由于对紫外线辐射敏感而易降解。在某些领域一直认为有毒的TGIC，目前正被其它结合剂替代。透明、防腐、耐久的粉末涂料获得了包括汽车零部件在内的广泛应用。汽车制造商如宝马和沃尔沃目前已在汽车外部零部件的底漆上涂饰透明粉末涂层。 粉末涂装技术设备的进展也为粉末涂料的进一步发展作出了贡献。在粉末涂装工艺中，粉末涂料的利用率达到95%或更高都是很普通的现象。而对于其他喷涂工艺，涂料的利用率一般为30%-80%。另外，红外及紫外固化技术的进展提高了粉末涂装设备的生产效率。红外箱有时能在30秒内完成涂饰部件的固化；紫外辐射更快，往往在数秒内就完成固化。 薄的涂膜1-3密耳（25-75µm），可以在很宽的范围内调其色彩、光泽度及纹理。适用于超薄涂膜（0.8-1.2密耳，即 20 - 30 µm)的粉末涂料目前也正在研制。这种粉末涂料对部件表面的凹陷处有更好的穿透性，对涂膜厚度也更易控制，而且有更有效的首次传递效率。 采用不同的粉末涂料新配方，可经获得任意的涂膜色彩和表面纹理。目前，经适当设计的粉末涂料体系可在数分钟内就可以变换涂层的色彩。高生产率的粉末涂料体系可以有20种以上的色彩变化选择，甚至可以在一天内改变几次涂膜色彩。 在粉末涂料的卷材涂饰应用方面也开展了研究。卷材涂饰是在扁平金属片材或带状金属材料的两侧进行涂饰的一种工艺。涂装工艺中，绝大部分涂装设备是按垂直结构布置的，而最新设计的水平粉末涂装室却使得粉末涂料在挤出成型和拉挤成型涂饰市场中效率更高。 从根本上来说，粉末涂料不同的应用方法也将拓展其未来市场。已研发的模内粉末涂装工艺是这样一种工艺：在模塑周期开始前，粉末涂料被喷涂至已预热的模腔中，在成型阶段，粉末涂料与模塑化合物化学结合形成涂膜产品，该涂膜耐冲击、无碎裂。这种工艺要求基材干净并能适当的预热。热塑性粉末涂料在这个领域的相关工艺也已开发。模内粉末涂装工艺已成功地应用于桥梁支柱和钢制人行道。预先已在制造工厂涂饰、但在工地上又必须进行焊接的管接头，也可采用粉末涂料涂饰以形成连续的防腐涂层。 表 5 粉末涂料的性能 特征 要求 / 结果 耐气候性 耐光性，户外5年以上几乎不褐色。 薄层涂膜 10-20 µm，平滑 低温固化 低于 121℃ 固化，对性能无损伤。 高速固化 红外、近红外、紫外及其它能源固化，涂层表面装饰及其它各种性能与标准固化涂层相似。 可加工性 快速挤出，强化研磨及颜料预混合。 抗腐蚀性 附着力好，无需改变涂装处理工序。 外 观 中 / 低 光泽度聚酯 平滑, 涂膜薄 平滑, 低温 / 快速固化 与液体涂料相同的金属色料 透明，性能良好 以上所列出的粉末涂料的最新进展给我们留下了深刻的印象，但它们还不能解决粉末涂料存在的所有可能的问题。表5列出了粉末涂料工业发展过程中对粉末涂料材料提出的挑战。战胜这些挑战将为我们的粉末涂料工业开创新的涂饰领域。 |
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