粉末涂料知识概括 (1)

粉末涂料知识概括 简介 简介 粉末涂料是一种新型的不含溶剂的 100 固体粉末状涂料 具有不用溶剂 无污染 节省能源和资源 减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点 粉末涂料 的含义不仅在于粉末涂料的产品为粉末状态的 即使在涂装过程也是以粉末状 态来使用的 只有在烘烤成膜时它才有一个熔融形成液态的过程 粉末涂料是 没有挥发分的 成膜物为 100 的涂料 理论上产品的利用率近乎 100 由于 没有液态介质的挥发 没有环境污染 具有良好的生态环保性 粉末涂料一次 性就可形成较厚的涂层 具有极高的生产效率 粉末涂料的力学性能和抗化学 腐蚀性能优异 具有优异的涂膜性能 粉末涂料的使用能够节约能源 节约资 源 利用率可达 99 使用安全 具有突出的经济性 因此 人们称粉末涂料 是具有 四 性的涂料 分类 分类 粉末涂料以其主要成膜物质的性质再分成热固型和热塑型两类 组成 组成 粉末涂料没有溶剂 其组成结构比较简单 基本上可分为以下几种 1 成膜物质 树脂 它是涂料成膜的基础 又叫基料 树脂是黏结颜填料 形成坚韧连续膜的主要组分 2 助剂 用以增加粉末涂料的成模性 改善或消除涂膜的缺陷 或使涂膜 形成纹理 3 颜料 赋予粉末涂料遮盖性和颜色 4 功能组分 赋予涂膜某种特殊功能 如导电 伪装 阻燃等 粉末涂料的成膜物质的性质决定了粉末涂料的主要性质和用途 人们选用 合适的成膜物质以及相应的固化剂来满足不同环境下使用材料的涂装 1 粉末涂料助剂粉末涂料助剂 粉末涂料助剂是以增加粉末涂料的成膜性 改善或消除涂膜的缺陷 或是 涂膜形成纹理的材料 助剂是起辅助作用的材料 粉末涂料的助剂大致分为以 下几种 流平剂 粉末涂料使用的流平剂是低表面张力的丙烯酸聚合物 固化促进剂 固化促进剂是加速树脂与固化剂反应 缩短固化时间 降 低固化温度的组分 这种促进剂有酸性和碱性两类 酸性有三氟化硼络合物 氯化亚锡 辛酸亚锡等 碱性包括大多数有机叔胺 咪唑化合物等 消光剂 外光吸收剂 光稳定剂和抗氧剂 紫外线吸收剂是将日光中的紫外部分的光能吸收并转化为热能的物质 通 过这种转化消除太阳光对涂层的损坏 这类物质主要是羟苯基苯并三唑的衍生 物等 光稳定剂是能够通过捕捉高分子材料分子中产生的自由基来阻止物分子的 光化学降解作用的物质 这类物质一般是受阻胺 主要有四甲基哌啶的衍生物 等 抗氧化剂又称热稳定剂 是被用来防止在过烘烤中涂层黄变的一类物质 一般情况下它是空间位阻型抗氧化剂和抗水解的有机亚磷酸盐的混合物 紫外线吸收剂和光稳定剂在协同使用时防光泽降低 防分解 粉化 防 变色的效果比单一使用要好得多 表面划伤和增滑剂 涂膜的表面划伤包含有硬物划伤 擦伤和耐磨性等 含义 常见的增滑剂有聚乙烯蜡 改性的聚丙烯蜡和聚偏二氟乙烯与聚乙烯蜡 的混合物 理剂 能使涂膜表面形成纹理的助剂称之为纹理剂 抗粉末结块和粉体助剂 脱气剂和消泡剂 最常用的脱气剂安息香 增电剂 能够改善粉末涂料粒子的带电程度的助剂 抗静电剂和电荷控制剂 抗静电剂和电荷控制剂都是可以降低粉末涂层 离子表面电阻率的助剂 前者是用来增加涂层的导电性以增加涂层向地面传送 静电的能力 后者是用于控制粉末涂料粒子的带电性能和带电量以增加粉末粒 子的带电速率从而增加粉末的上粉率以及客服法拉第效应所产生的粉末和工件 吸附差的现象 颜料分散助剂 颜料分散剂是表面活性剂 它们在粉末涂料加工挤出和 成膜过程中起到两方面的作用 增加树脂对颜料的润湿速率和程度 降低颜料 聚集团的聚集能使脂更容易将颜料分散 2 颜填料的选用 颜填料的选用 白色颜料 粉末涂料常用白色颜料及其指标 性 能 金红石钛白 粉 锐钛型钛白 粉 氧化锌 立德 粉 化学性质极为稳定极为稳定 两性化合 物 不耐 酸 相对密度4 23 95 64 3 折射率2 712 522 111 84 吸油量 20 221414 相对不透明度 100812613 无论从化学性质还是从光学性质看 钛白粉 特别是金红石钛白粉是目 前最好的白色颜料 黑色颜料 炭黑 色素炭黑从生产方法方面分类基本上可分为槽法炭黑 炉法炭黑 和热裂法炭黑三种 从着色力和黑度方面分类可分为高色素炭黑 中色素炭黑 和低素炭黑 炭黑性质对涂料性能的影响 当粒径减小或表面积增大时 黑度增加 光的吸收更多 反射更少 使人觉得更黑 黏度增加 基料需要量较多 自由流动的基料量减少 分散性降低 粒子间引力增大 需要更多的能量破坏付聚体 光泽 降低 较高的基料需要量 涂层中共光反射的基料量减 少 当炭黑结构增大时 黑度降低 纤维状聚集体增多 相当于较粗粒子的效果 黏度增加 基料需要量较多 自由流动的基料量减少 分散性增加 由于黏度的增加 产生更大的剪切力破坏附聚体 光泽降低 基料需要量增加 涂层表面上自由基料减少 当炭黑表面酸度增加时 黑度 黏度 分散性 光泽 增 加 降 低 增 加 增 加 对于大多数基料而言 表面酸度增加 相当于 加入一种有效的分散湿润剂 颜料被基料润湿的阻 力得以降低 有助于基料渗透到颜料粒子簇中去 氧化铁黑 氧化铁黑在粉末涂料中很少使用 红色颜料 无机红色颜料 铁红 钼铬红 铁红粒子的大小与各种性能的关系 有机红色颜料 缩合偶氮类 吡咯并吡咯类 DPP 蒽醌类及喹吖啶酮 类和苝系红类 黄色和橙色颜料 无机黄色颜料 铅铬黄 氧化铁黄颜料 钒酸铋 钼酸铋黄 有机黄色和橙色颜料 偶氮类 缩合偶氮类 四氯异吲哚林酮类 蒽醌类 蓝色颜料 无机蓝色颜料 群青 有机蓝色颜料 酞菁蓝颜料 绿色颜料 无机绿色颜料 氧化铬绿 无机绿色颜料在粉末涂料中极少使用 有机绿色颜料 酞菁绿颜料 紫色颜料 永固紫 咔唑二噁嗪紫 体质颜料 填料 碳酸钙 轻质碳酸钙和重质碳酸钙 硫酸钡 沉淀硫酸钡 重晶石粉 其它体质颜料 滑石粉 高岭土 云母粉 二氧化硅 涂装工艺 涂装工艺 1 表面处理 前处理 表面处理的工作主要包括以下三个方面 从被涂工作表面去除污垢 如除油 除锈以保证涂膜的理化性能和产品 的质量 对经过清洗的工件的表面进行各种化学处理 以提高涂膜的耐腐蚀性和 涂膜与工件表面的附着力 采用机械的办法消除工件的机械加工缺陷 调整工件表面的粗糙度 以 提高产品的外观质量和附着力 钢材的表面处理 2 涂装方法 流化床法 流化床涂装工艺的方法是将空气或某种惰性气体吹入容器底 部 使粉末涂料翻动达到 流化状态 流化床的工作原理是用均匀的细散空气 流通过粉末层 使粉末微粒翻动呈流态化 气流和粉末建立平衡后 保持一定 的界面高度 将需涂覆的工件预热后 放入流化态粉末中 即可得到均匀的涂 层 最后加热固化 流平 成膜 静电喷涂法 这种方法的基本原理是依靠喷枪的压缩空气作为干粉的推 动力 粉末在喷枪中被充上静电 粉末粒子在静电喷枪向被涂工件的移动是受 带电粒子与工件形成的电场力和气流推力的共同作用形成的 火焰喷涂法 粉末火焰喷涂法又称为粉末热熔融射喷涂法 火焰喷涂 法的工作原理是用压缩空气将粉末涂料从火焰喷枪嘴中心吹出 并以高速通过 从喷嘴外围喷出的火焰区域 使其成为熔融状态喷射黏附到工件上 3 涂装生产中常见涂膜弊病和产生的原因 涂膜缺陷产生原因 1 固化时烘烤时间过长 2 温度过高 3 烘箱内混有其它有害气体 4 工件表面过于粗糙 5 前处理方法选择不妥 涂膜光泽不足或失光 6 供粉或回收系统中不同粉末的干扰 1 多次反复烘烤 2 烘箱内混有其它气体涂膜变色 3 固化时烘烤过度 1 喷涂的涂层厚薄不均 2 粉末雾化程度不好 喷枪有积粉现象涂膜表面橘皮 3 固化温度偏低 4 粉末受潮 粉末粒子太粗 5 工件接地不良 6 涂膜太薄 1 工件表面处理不当 除油不净 2 气源受污染 压缩空气除油 除水不彻底 3 工件表面不平整 涂膜产生凹孔 4 受硅尘或其他杂质污染 1 工件表面处理后 水分未彻底干燥 留有前 处理残液 2 脱脂 除锈不彻底 3 底层挥发物未去净 4 工件表面有气孔 涂膜出现气泡 5 粉末涂层太厚 1 粉末喷雾不均匀 2 喷枪与工件距离过近涂膜不均匀 3 高压输出不稳 1 磷化膜太厚 2 固化温度太低 时间过短 使固化不完全 3 金属底材处理不干净 涂膜冲击强度和附着 力差 4 涂覆工件进水后会降低附着力 1 空气中含有异物 残留油污 2 喷枪电压过高 造成涂层击穿 3 喷枪与工件距离太近 造成涂层击穿 4 涂层太厚 涂膜产生针孔 5 粉末挥发分高 1 喷枪堵塞或气流不畅 2 喷枪雾化不佳涂膜表面出现颗粒 3 喷粉室内有粉末滴落 4 有其他杂质污染工件表面 1 工件表面处理不好 除油 除锈不彻底 2 高压静电发生器输出电压不足 3 工件接地不良 4 喷粉时空气压力过高 5 粉末有吸湿现象 使用 HAA 体系的粉末 粉层脱落 6 粉末粒径太粗 喷涂太厚 1 涂膜没有充分固化 2 烘箱温度不均匀 温差大涂膜耐腐蚀性能差 3 工件前处理不当 1 烘烤温度偏低 时间过短或未达到固化条件 2 固化炉上 中 下温差大涂膜物理力学性能差 3 工件前处理不当 1 供粉管或喷粉管堵塞 粉末在喷嘴处黏附硬 化 2 空气压力不足 压力不稳定 3 空压机混有油或水 4 供粉器流化不稳定 供粉器中粉末过少 供粉不均匀 5 供粉管过长 粉末流动时阻力增大 1 静电发生器无高压产生或高压不足 2 工件接地不良 3 气压过大 4 回收装置中风道堵塞 粉末飞扬 吸附性差 5 粉末粒径过细 1 气压不足 气量不够 2 气压过高 粉末与气流的混合体中空气比例 过高 喷粉量减少 3 空气中混有水气或油污 4 喷枪头局部堵塞 1 粉末结块 2 粉末混有杂质 引起管路堵塞 3 粉末密度大 4 气压不稳定 喷分量时高时低 5 供粉管中局部堵塞 1 由于喷枪管材质缘故 粉末容易附着管壁 2 输出管受热 引起管中粉末结块 3 输粉管弯折 扭曲 4 粉末中混有较大的颗粒杂质 喷粉管堵塞 5 粉末受热或受压结块 发展情景 发展情景 我国粉末涂料行业发展迅速 2002 年产量达到 27 万吨 2003 年产量达到 34 万吨 年均增长速度达 30 左右 远高于世界粉末涂料行业 7 8 的平均 增长速度 目前产量已跃居世界首位 成为世界粉末涂料的龙头国家 粉末涂料是一种含 100 固体份涂料 具有不用溶剂 无污染 节省能源和 资源 减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点 绝大部门是纯环氧或环氧聚酯 混合型产品 据中国环氧树脂行业协会专家介绍 粉末涂料具有以下广泛的用 途 一是装饰防护涂装 用于家用电器 金属家具 汽车 仪器仪表 自行车 缝纫机 机电设备 轻工器材 农业机械 建筑五金等产品的外壳和零部件等 二是绝缘防潮涂装 应用于电机 电器 电子元件等产品的变压器 铁芯 线 圈 电阻器 蓄电池等 三是防腐涂装 用于化工池槽 石油管道 饮用水管 道和阀体 家庭用品 电镀夹具等 上世纪 90 年代家电与家具行业的崛起 使我国粉末涂料行业获得了巨大的 发展机遇 粉末涂料热不断升温 研究开发 生产工艺 涂装设备 施工应用 都取得了突破性进展 除粉末涂料产量有了大幅度增长外 产品品种也打破了 原来纯环氧粉末涂料单一品种的格局 环氧聚酯混合型粉末涂料占据主导地位 丙烯酸聚氨酯粉末涂料崭露头角 粉末涂料生产的装备水平有长足进步 国产 粉末涂料设备制造厂家生产的设备已经能够满足国内粉末涂料生产的要求 价格 仅为国外同类设备的 1 20 另外 粉末涂料原材料国内基本形成配套 各类 助剂包括流平剂 消光剂 光亮剂 浮花剂等产品已达到国外同类产品的水平 在工业涂料中 省能源 低污染的粉末涂料代表着涂料工业的发展方向 前景广阔 业内专家认为 环境效益是推动粉末涂料发展的重要动力 粉末涂 料不含大气污染成分 粉末涂料的利用率接近 100 是涂料行业的主要发展 方向 粉末涂料作为零 VOC 产品 喷涂后的粉末回收非常容易 通常比液体 涂料容易施工 形成的涂膜耐久性好 虽然有紫外光固化涂料 液体涂料及水 溶性涂料与之竞争 但粉末涂料仍以较高速度增长 其终端用途包括家用电器 交通 建筑等各个领域 未来几年粉末涂料将向 四化 方向发展 低温固化 使粉末涂料能适应于 热敏性材料的涂装 更好地与溶剂型涂料接轨 薄膜化 可用于厚度为 30 微米 的连续涂层 以占领更多的溶剂型涂料市场 功能化 主要包括重防腐型 耐 高温型 耐候型 阻燃型 导电型等对被涂物提供特殊保护和装饰功能的粉末 涂料