目前粉末涂料呈现四化发展趋势
粉末涂料呈现“四化”发展趋势
粉末涂料呈现“四化”发展趋势
2004年02月17日
世界涂料工业进入20世纪90年代以来,以高于其它涂料的速度较快发展。由于全
球面临环境恶化的难题,因此具有无溶剂、低污染优势的粉末涂料在世界涂料市场中
所占比例越来越大(9)建筑砌块。世界工业涂料向环保型涂料方向发展的趋势已经形成,传统的低
固体分涂料由于存在大量有害溶剂挥发物,受到世界各国VOC法规严格限制,产量将
逐渐下降,最终将逐步被淘汰,其市场占有率将由2000年的30.5%下降到2010年的
7%,而无污染、环保型的粉末涂料将由2000年的12%上升至2010年的20%,仅次于水性
随着科学技术的迅速发展,粉末涂料的类型和品种与日俱增,目前正在向制造工
艺超临界流体化、色彩多样化、专用产品高端化、涂装薄膜化“四化”方向发展。
——制造工艺超临界流体化
超临界流体是一种处于特定温度和压力下的流体物质,C02就是一种最常用的超
临界流体(SCF),C02的临界温度为31.1℃、临界压力为7.476×106Pa。它不需要特殊
的高压设备,在工业上具有实用性。C02在发酵厂、合成氨厂等有大量生产,可以廉
价获得。C02超临界流体与普通有机溶剂一样具有很强的溶解力,可用于工业物质的
萃取和分离。它也能溶解涂料用的树脂,其溶解力与庚烷相似,作为溶剂与稀释剂相
近。美国Ferro公司首先开发成功VAMP新工艺——使用超临界C02流体的湿法工艺。据
称,其制造过程并不复杂,粉末涂料的原材料经料斗投入配有混合桨叶的压力容器
中,接着将C02充入该容器中,达到超临界流态,在操作条件下经过充分搅拌后,通
过常压容器出料,粉碎后得到粉末涂料。传统的熔融混合挤出工艺的主要缺点是生产
工序长、物料分散不充分,调色困难。VAMP新工艺的主要优点则是由于降低了加工温
度,避免了局部预反应现象的发生,从而提高了产品的重现性和质量。此外,由于能
用熔融粘度较低的原料来配制产品,从而提高了粉末涂料的熔融流动性,可获得比传
统粉末涂料更薄的涂层。通过应用研究发现,VAMP新工艺粉末涂料,微细粒子粉末涂
料和用于木材、塑料的低温(≤93℃)固化型粉末涂料技术已取得可喜进展。该新工艺
可彻底防止制粉过程中的胶化,产品质量稳定,特别适用于制造薄膜型粉末涂料和UV
固化型粉末涂料,对推动粉末涂料在汽车、木材家具、塑料上的应用有重大意义。
——色彩多样化
粉末涂料的配色往往存在批次之间的色差问题。为此Merck公司采用Benda-Lutz
的粘结新工艺,将片状颜料粘接于干粉粒子表面而不损伤颜料的片状结构,该工艺具
有高度的色彩一致性。Engelhard公司开发出9种适用于粉末涂料的明亮有机颜料。
Akzo Nobel公司开发出粉末涂料的配色体系,能快速配制成各种光泽、各种色调的粉
末涂料。Backer粉末涂料公司开发了一系列具有模拟木材纹理效果的粉末涂料,能显
示出涂漆木材的表面花纹。Ciba Geigy和Sun化学公司成功开发了有机颜料预分散
体,可以很好地解决浅色和深色粉末涂料存在的色饱和度问题。采用有机颜料预分散
体可减少批次之间的色差,减少称量的误差,这是由于增加了颜料制剂的用量之故。
因此,用白色颜料和少量彩色颜料调配粉末的颜色已成为一件易事,用炭黑调配颜色
尤为如此。这种预分散体的高着色力也使所用的颜料用量减少。 有机颜料预分散
体是通过将有机颜料配制成含40%~50%水的湿“滤饼”,再与树脂在捏合机中混合而
制成的。通过一系列加工工艺将水从颜料表面挤出,分散在Tg约为58 ℃的聚酯树脂
中,适用于室内装饰,具有良好的热稳定性。对常用的粉末涂料树脂和固化剂而言具
有化学稳定性,颜料颗粒均匀,在薄涂层、高光泽粉末涂料中具有良好的性能。在粉
末涂料生产中中间产品的贮存应尽可能少,基于这种思路Akzo Nobel粉末涂料公司开
发出一种独特的粉末涂料,它能快速配色,提供任意颜色的粉末涂料配方,包括 RAL
色、BS色、NCS色和非标准的各种色调,光泽度20%~90%,并采用了无TGIC的聚酯体
系。这种工艺可自动化操作,在很短的时间内生产出合格的产品。它可提供有光、缎
光、平光的各种面漆。通过使用一种独特的消光基料,可得到平光聚酯粉末涂料,其
平整度要比传统的平光聚酯粉末涂料好很多。该公司计划在欧洲和世界各地建立更多
的配色系统。
——专用产品高端化专用产品高端化主要表现在两个方面。
一是木器粉末涂料的专用化。科研人员现已研制开发出可在100 ℃以下低温固化
的粉末涂料体系,它的推广应用可将木器粉末涂料专用化,并成为传统工业木器涂料
的有力竞争对手。尽管橱房和家具行业的要求较高,必须喷涂4~5道涂层,才能达到
要求,目前液态涂料在工业木器涂料市场上仍占主导地位。水性涂料开始进入木器涂
装市场,其缺点是所含助溶剂和水的挥发速率慢,而用粉末涂料涂装木器时可避免使
用各种底漆,涂覆1道就可完成溶剂型涂料的多道工序。由于木材含水分为6%~10%,
因此它具有良好的导电性,用摩擦喷枪即可实现粉末涂料在木材上的最佳施工应用。
其中Sigma涂料公司根据粉末涂装藤木、榉木和MDF表面的经验,总结出成功涂装这些
底材的重要指标是必须具有良好的边缘覆盖性、流动性、表面硬度、耐划伤性、耐化
学品性、打磨性及在打底表面的罩光性,由此研制开发出2种粉末涂料底漆体系。虽
然这2种新产品在表面硬度和流动性方面尚不能满足家具工业的要求,但它们用作底
漆体系具有许多明显的优势。它们结合了IR和UV两种固化方式,具有施工简单、机械
性能很好、上粉率高和边缘覆盖性良好,无粉末吸入木质底材中等优点。第一种粉末
底漆是环氧型的,可在其上用液态涂料罩涂,具有优良的流动性和打磨性;第二种产
弯曲试验机的功能与使用品是环氧,聚酯混合型体系,可用作面漆。
二是汽车粉末涂料的高性能化。汽车用涂料要求高耐候性、高耐腐蚀性、高耐磨
性,以及耐热、保光、保色等高性能,目前汽车车身采用干粉态或浆液态粉末涂料涂
装已获得成功。它们或作为底漆、单层涂料,或作为罩光面漆。在美国已有11家通用
汽车(GM)和克莱斯勒(Chrysler)的生产厂工业化采用粉末涂料作为头二道合一底漆。
在德国BMW汽车厂透明粉末涂料已开始应用。比较好的透明面漆用粉末涂料是甲基丙
烯酸缩水甘油酯(GMA)型丙烯酸体系。美国Ferro公司开发的VAMP新工艺适于加工汽车
粉末涂料。它的优点是:(1)全封闭的VAMP体系避免了周围环境中的粉尘和纤维的污
杂而影响粉末涂料的洁净度;(2)粒子的形状可以控制;(3)粉末涂料具有优良的摩擦
带电性,因为摩擦带电的主要优点是粉末能渗透到难以到达的部位,所获得的涂膜厚
度分布均匀;(4)能获得较薄的涂膜;(5)加工温度低,防止GMA丙烯酸树脂的氧化,
进而防止涂膜的黄变;(6)该新工艺可使预反应减到最小,有利于粉末的流动和流
平,并且重现性能好;(7)有利看看下面的介绍我们会了解很多于低温例如SPEC的有机衬里固化粉末涂料的加工:(8)采用结晶聚合物配制
粉末涂料,提高贮存稳定性,降低熔融粘度,这对透明涂层的流动性和流平性影响很
——粉末涂料薄膜化
粉末涂料薄膜化已出现新的新趋向,主要体现在以下几个方面。
一是复合粉末涂料。复合型粉末涂料在铁基材上涂装,经180℃烘烤固化。当烘
烤温度为100℃时,丙烯酸层与环氧层开始分离,铁红色的环氧粉末涂液流向铁基材
表面,蓝色的丙烯酸涂料流向气体界面。在155℃左右分离终止,然后在20min后形成
充分固化的复合涂层。该复合涂层的优点是只需一次涂装,一次固化,在铁质基材表
面形成防腐环氧涂层,在接触大气界面即面层形成高耐候性的丙烯酸涂膜。
二是P/P型粉末涂料。利用复合粉末涂料技术,开发新型涂装体系Powder on
Powder(简称P/P型粉末涂料)。它是先涂装环氧粉末涂料,然后在其上涂装丙烯酸粉
末涂料,最后将两层粉末一次性加热固化。与前述的复合粉末涂料相比,虽然涂装工
艺增加一次,但比通用粉末涂料工艺还是节省了一次固化工序。前者适用于铁质基
材,后者则适用于其他基材。因此,复合粉末涂料与P/P型粉末涂料既可减少工艺过
程,又赋予涂膜耐久性。这制成再生粒子是一种既适应环保要求,又可节能的新型粉末涂料。
三是粉末涂料复合涂装。根据现有粉末涂料及涂装技术,采用新的表面预处理工
艺,赋予粉末涂层特定的性能,如在喷涂表面上将热喷铝与聚酯/TGIC粉末涂料相结
合,形成超耐蚀涂层体系。将阴极电泳漆与丙烯酸粉末涂层相结合形成户外耐候性和
耐蚀性俱佳的复合涂装优质涂层。(1)热喷铝,聚酯—TGIC涂层体系。在待涂表面进
行热喷镀铝处理,然后将聚酯一TGIC粉末—涂料喷涂其上,形成热喷铝,聚酯TGIC涂
层摩擦磨损试验机单片机的检测知识体系。该涂层体系中铝涂层即为阳极保护钢铁基体,聚酯一TGIC粉末涂层又有良好
的耐候性能,以便在苛刻环境中使用。该涂层体系的耐腐蚀性能已获得美国海军司令
部的认可和特许,并已应用于海上和船用设备的涂装。(2)阴极电泳漆俩烯酸粉末涂
层体系。丙烯酸粉末涂料具有优异的户外耐久性,它的优点是:涂层耐紫外光性能优
良,保光保色性优于环氧、环氧,聚酯及聚酯类粉末涂料;涂层表面硬度高,一般为
2~3H;易配成各种颜色;耐弱碱性好。缺点是:价格较贵;在海滨和酸性环境中耐
蚀性差;不易流平;磨蚀性大,加大了喷枪及回收设备的磨损,缩短设备使用寿命。
而阴极电泳漆的优点是:涂膜均匀、一致,覆盖完整,耐蚀性好。上述两种涂层的复
合,利用了各自的优点,可获得综合性能优良的涂层体系其综合优点是:耐蚀性能
好,根据美国ASTM B1 17标准进行耐盐雾试验达1500h;保光性好,该涂层经过连续
900h紫外光照射后,仍可保留90%以上的光泽。该涂层体系用于户外,已有7年的保证
期,主要用于室外照明设备、家用电器,户外设施、汽车等涂装,目前在美国已得到
工业化应用。
转载:中国环氧树脂行业
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