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国内粉末应用现状的几个问题陈富生 洪 毅安徽神剑新材料有限公司 粉末涂料在国内应用已有二十多年，二十多年来在广大的科技人员、专家、领导和各个行业的努力下，粉末涂料的应用已扩展到冶金、机电仪表、纺织、轻工、家用电器、型材、化工、石油管道、铁路、航天、航空、交通、农机、煤矿、水利、船舶等二十多个工业领域。随着粉末涂料应用领域的扩展，粉末需求量急剧增长，导致粉末涂料的原材料生产厂家、制粉厂家、喷涂应用厂家数量膨胀性增长，这些厂家中投资规模小、技术简单的占很大部分，他们在大众化的产品上形成恶性竞争，结果把涂装最基本的装饰功能和保护功能都抛弃了。据悉，有这样一则心酸事件：国内某知名农用机械厂对农机涂装大红粉，其产品在展览会期间，几天时间内，喷涂的大红色变成了灰白色，老板了解到是用粉末涂料涂装的后，说粉末涂料的性能达不到要求，就改用油漆。这类事件还有很多。本文就目前国内粉末应用现状的几个问题提出自己的一些看法和建议，欢迎广大同行的不吝斧正。一、 户内型粉末：在制备粉末涂料的树脂生产过程中，原材料的选择对树脂的一次性能和二次性能都将起到决定性的作用。在生产户内粉末用的混合型树脂中，由于原材料的涨价，一些厂家用价格低廉的次品材料代替高价的正品材料从事生产，或用化学性能差的低价材料代替化学性能好的高价材料，这就大大的影响了树脂的二次性能。 例如：乙二醇和二乙二醇有较大的亲水性，因此未反应的量会对固化膜的耐水性产生不良的影响，同时还易引起粉末涂料结块，在粉末用聚酯树脂中应少用；而新戊二醇的稳定结构则不存在上述问题，同时会赋予固化膜良好的硬度、热稳定性和抗污性；但是二者成膜的外观差异不大。由于价格的差异，有的厂家用乙二醇和二乙二醇大量取代新戊二醇进行聚酯的合成。这种情况合成的聚酯制成粉末涂膜只是有些性能稍有下降；更有甚者，干脆用纯度不够或含有其他化学成分对苯二甲酸取代精对苯二甲酸合成聚酯，这样的树脂在成膜后与用正品材料合成的树脂制成的涂膜差异有时并不明显，制粉单位和用粉单位都认为能用。对此我们分别用新戊二醇（配方A1），用乙二醇及二乙二醇取代50%的新戊二醇（配方A2），用乙二醇及二乙二醇取代100%的新戊二醇（配方A3），用纯度不够的对苯二甲酸取代精对苯二甲酸合成聚酯（配方A4），合成的树脂在相同的粉末配方的条件下，进行了二次性能的检测，水煮实验和耐中性盐雾实验的实验数据如表一： 表一：水煮前：配方代号光泽膜厚（um）冲击50kgf/cm正反附着力弯折板面情况A196.370-80无裂纹0无裂纹清晰饱满A293.670-80无裂纹0无裂纹清晰饱满A390.470-80无裂纹0少许裂纹清晰A487.770-80反冲不过0断裂稍有雾影水煮（1小时）后：配方代号光泽膜厚（um）冲击50kgf/cm正反附着力弯折板面情况A191.070-80无裂纹1少许裂纹少许起泡A275.270-80无裂纹2较多裂纹大量起泡A341.370-80少许裂纹4断裂起泡失光A412.370-80碎花5脱落严重失光结论A1A2A3A4耐中性盐雾实验：树脂代号500h/mm700h/mm1000h/mmA1-0.61.0A20.51.21.6A30.71.41.8A40.81.62.1结论A1A2A3A4由以上的实验结果我们可以清楚的看到，虽然在成膜后表面的差别不大，在装饰性作用上可以相当，但是在耐水性和耐久性方面的差异还是显而易见，在保护作用上A1树脂明显的要好于其他树脂。配方A4就是目前市场上我们见到的“黑树脂”在成膜后的样板上显示的问题并不严重，但是在氧化、水解等问题上还是存在明显的差距，这必将引起被涂件的耐久应用性能下降。二、 户外型粉末：1.冲击与耐候性的关系。经常听不少客户说粉末涂膜冲击不好，耐候性还能好吗？我在这想说的是，冲击性能的好坏与耐候性能没有直接明显的关系。我们不能一味追求涂膜的冲击性能而抛弃掉作为户外应用的第一重要因素的耐候性,当然冲击亦要兼顾,不能一碰就掉 从聚酯材料上来说，新戊二醇提供刚性链，是提高树脂成膜后的耐候性能的主要因素，但是由于原材料价格上涨的原因，不少的厂家为了降低生产成本，采用部分乙二醇和二乙二醇替代新戊二醇，乙二醇和二乙二醇柔韧的直链结构相比新戊二醇对冲击更有利的特点，替代新戊二醇合成的树脂成膜后的冲击性能没有问题，有时会更好，但耐候性能下降很多。 我们分别用B1树脂（完全有新戊二醇合成的纯聚酯）、B2树脂（用乙二醇和二乙二醇代替20%新戊二醇合成的纯聚酯）和B3树脂（用乙二醇和二乙二醇代替40%新戊二醇合成的纯聚酯）在相同的工艺控制流程的条件下合成的树脂，在完全相同的粉末配方的条件下，对起成膜样板进行了水煮和QUV人工加速老化实验，对其耐水性和耐候性进行实验检验，实验数据如下表：水煮前：配方代号光泽膜厚（um）冲击50kgf/cm正反附着力弯折板面情况B195.770-80无裂纹0无裂纹清晰饱满B295.370-80无裂纹0无裂纹清晰饱满B395.170-80无裂纹0无裂纹清晰水煮（2小时）后：配方代号光泽膜厚（um）冲击50kgf/cm正反附着力弯折板面情况E93.270-80无裂纹1少许裂纹少许起泡F81.670-80无裂纹1少许裂纹大量起泡G43.470-80无裂纹1少许裂纹起泡失光结论B1B2B3QUV人工加速老化实验（240小时）：试验条件光照温度:603冷凝温度:403光照和冷凝周期:8h光照,4h冷凝. 树脂代号实验天数B1B2B3光泽色差光泽色差光泽色差197.34.0392.74.192.54.01291.44.0888.84.0585.34.36384.34.0980.54.1573.24.23479.14.7670.24.2060.14.10573.14.2359.34.7156.24.58667.54.1547.24.536.24.61762.73.736.24.3820.54.30857.13.4524.13.747.64.01952.63.2313.53.68-1044.33.218.23.58-结论B1B2B3 由以上的实验结果我们可以看到，虽然用乙二醇和二乙二醇代替新戊二醇在成膜时差别不大，起的装饰的作用相当，但是，作为户外性的粉末，最重要的性能标志耐候性能上却存在着很大的差异，所以说冲击的好快与耐候性能没有直接明显的关系，好的耐候性不是不需要好的冲击，我们需要的是耐候性能与冲击性能都可以的户外性粉末涂料。另有一些聚酯厂用2-甲基丙二醇代替新戊二醇合成纯聚酯，2-甲基丙二醇结构相比新戊二醇少一个甲基多一个活泼氢，其聚合物成膜后有较好的韧性，更有利于冲击，据一些制粉单位应用经验，这种93：7的聚酯按95：5制粉其冲击性能亦非常优异，但其活泼氢的存在，耐候性能大打折扣。2、流平与耐候性能的关系： 国内粉末使用单位大都为满足客户的欣赏习惯非常重视涂膜的流平而忽视了户外应用要求首要的耐候性能（保护作用）,粉末涂膜的流平与耐候性能是一对相互矛盾的指标。聚酯的黏度和分子量对涂膜的流平和耐候性能起着决定的作用：黏度大、分子量大的聚酯明显有利于涂膜的耐候性能；反之则有利于涂膜的流平性能。因为黏度高的聚酯在涂膜熔融流平时流动性小不利涂膜流平，相反黏度小的聚酯有利流平。聚酯的黏度高低和分子量大小与聚酯合成选择的材料和合成的工艺有关。三官能团的三羟甲基丙烷提供聚酯网状结构，加量多少影响聚酯的黏度和分子量；合理的合成工艺可较好的控制聚酯的黏度高低和分子量分布范围。就黏度对流平与耐候性能的影响我们做以下实验。用一户外型聚酯配方中分别加1%和2%的三羟甲基丙烷合成低黏度聚酯（C1）和高黏度聚酯（C2），在相同的粉末配方和工艺的条件下，进行了分析比较，实验数据如下（膜厚60-80um）：表3：树脂代号流平耐中性盐雾500h/mm700h/mm1000h/mmC1无桔皮0.20.51.1C2轻微细波浪桔皮0.10.8结论C2流平差于C1但C2耐久性能优于C1试验条件光照温度:603冷凝温度:403光照和冷凝周期:8h光照,4h冷凝. 树脂代号实验天数C1C2光泽色差光泽色差195.74.5198.33.85291.34.3192.43.56382.54.2384.53.42475.24.3378.53.56568.54.5672.33.67662.24.2167.53.75757.44.2362.43.7850.13.7456.13.45944.33.8752.23.231035.23.9845.63.01结论C1C2由实验结果我们不难看出在追求涂膜流平的时，耐候性能的牺牲是必然的，这种牺牲必然影响被涂件的使用寿命。作为技术人员我们应在保证涂膜耐候性能的前提下，应用技术手段在流平与耐候性能之间找到平衡点，既保证被涂件经久耐用，不浪费社会资源，亦满足客户对涂膜光亮平整的欣赏习惯