1前言
粉末涂料以固態(tài)粉末狀存在。粉末一般是指直徑小于1毫米的固體顆粒。粉末涂料的生產(chǎn)是將合成樹脂、顏料填料、助劑等原材料進(jìn)行預(yù)混合，熔融擠出，壓片傳送，粉碎過篩等工藝過程，其涂裝以靜電噴涂為主。因粉末涂料節(jié)能環(huán)保性能優(yōu)等特點(diǎn)，是近年來國內(nèi)外發(fā)料品種。有資料表明，若按純固體分比較，2010年粉末涂料用量將排到涂料的前三位。與此同時(shí)，粉末涂料相關(guān)的原材料、制粉設(shè)備等都有了長足的進(jìn)步。下面我們主要論述粉末涂料原材料中的助劑部分。
2 粉末涂料助劑的分類
助劑是粉末成膜的輔助材料，不能單獨(dú)成膜，在涂料中的用量較少，助劑總量一般在5%以內(nèi)，但能有針對(duì)性的改變涂料或涂膜的性能。用于粉末涂料的助劑多為固態(tài)，或通過載體吸收成為固態(tài)，具有性能較穩(wěn)定，能耐高溫等特點(diǎn)。因此粉末助劑有別于同類的油漆助劑，而自成體系。隨著粉末涂料的快速發(fā)展,粉末助劑品種也不斷增多。根據(jù)助劑的生產(chǎn)和應(yīng)用情況,我們將助劑分為以下三大類。
2.1常規(guī)助劑
常規(guī)助劑是生產(chǎn)普通平面型粉末涂料必備的助劑品種，主要包括流平劑、增光劑、安息香、消光劑、干粉流動(dòng)劑等。這些助劑有的可改變涂膜的流平性，有的可改變涂膜的光澤，有的可改變粉末在施工時(shí)的流動(dòng)性能，有的可改善粉末的貯存穩(wěn)定性。常用的流平劑多是聚丙烯酸酯，也有用清華蓖麻油、聚乙烯醇縮丁醛、醋丁纖維素來做輔助流平劑的。增光劑是用來改善顏料填料分散的偶聯(lián)劑、分散劑等。粉末消光劑品種很多，有參與反應(yīng)的化學(xué)型，如常用的型號(hào)B68、208；不參與反應(yīng)的物理型，如消光蠟823、3329等。干粉流動(dòng)劑用得較多的微細(xì)粉末，外加到做好的成品粉中，如氣相白炭黑M-5,氧化鋁C。
2.2紋理助劑:
紋理助劑是為掩蓋工件表面粗糙度或者取得美觀的涂膜效果而發(fā)展起來的粉末添加劑，它優(yōu)化了以前那些繁瑣的配方，使粉末達(dá)到了較為穩(wěn)定的美術(shù)裝飾效果。主要品種有皺紋劑、錘紋劑、砂紋劑、綿綿劑、發(fā)泡劑、龜紋劑、點(diǎn)花擴(kuò)散劑、立體花紋劑等。紋理助劑的用量較小，都在千分之幾，一般經(jīng)過擠出再分散。并且這些助劑對(duì)樹脂的性能都有較為嚴(yán)格的要求，如粘度、反應(yīng)活性、玻璃化溫度、雜質(zhì)的含量等。普通皺紋粉，如果樹脂中催化劑的含量高，紋路細(xì)小或者不出紋。做綿綿紋粉末，要求環(huán)氧樹脂的有機(jī)氯含量不超過0.1%。
2.3功能助劑:
功能助劑是改善和擴(kuò)展涂膜功能的添加劑，此類助劑是幾大類助劑中發(fā)展速度種類，如抗黃變劑、紫外線吸收劑、增電劑、消泡劑、光穩(wěn)定劑、防粘連劑、增硬劑、偶聯(lián)劑、附著力促進(jìn)劑、抗靜電劑、導(dǎo)電劑、分散劑、防霉劑、催化劑、熱穩(wěn)定劑、阻燃劑、耐磨劑等。應(yīng)用在粉末涂料中的這些助劑，只要不太影響粉末性能，可以從涂料或塑料中借鑒。
3粉末助劑的應(yīng)用
常規(guī)助劑的效果大同小異,配方也基本一樣。如環(huán)氧樹脂吸收的流平劑用量為4%～5%，二氧化硅吸收的稱作通流的流平劑用量在0.8%～1.6%。樹脂、固化劑的用量，先確定基料的在配方中的含量，再按推薦配比計(jì)算即可，一般固化劑過量5-10%。所以接下來我們只對(duì)紋理助劑和功能助劑中的重點(diǎn)產(chǎn)品加以說明。
3.1砂紋劑的應(yīng)用
制作砂紋粉末有多種方法，多加填料或氣相白炭黑的方法，擠出困難，上粉率不高。我們用的砂紋劑為改性PTTE，與國外各大公司的效果相似，但其價(jià)格僅為進(jìn)口產(chǎn)品的一半左右，這類助劑用量在千分之一左右，加入粉末涂料中可起到物理分隔、消光起砂等作用，光澤可降到2度。與以前的填料法相比，擠出效率高，對(duì)設(shè)備的磨損較小，樹脂份可多可少，且板面效果細(xì)膩均勻，手感好，與有機(jī)膨潤土配合使用可調(diào)整砂粒的大小，若在配方中加入適量的醋丁纖維素可做出絲狀紋路效果。目前因?yàn)槿毡镜卣鸬挠绊?，氟類產(chǎn)品價(jià)格飛漲，來斯公司開發(fā)出不含氟砂紋劑812，加量與825、207類似，效果等同三葉的tex-61的牌號(hào)。目前已經(jīng)應(yīng)用到型材粉末中，其耐老化效果與原815類似。
3.2點(diǎn)花擴(kuò)散劑的應(yīng)用:
類似用水彩筆點(diǎn)出的不同花點(diǎn)的紋路，點(diǎn)花擴(kuò)散劑在融化時(shí)帶動(dòng)顏料擴(kuò)散，我們稱之為點(diǎn)花紋粉末。生產(chǎn)點(diǎn)花粉末需要二步法，即先將點(diǎn)花劑與要擴(kuò)散的顏料混合擠出，粉碎，保留100-150目中的粉末，稱作點(diǎn)粉。所用底粉與常規(guī)粉末類似，但可不加流動(dòng)助劑，按百分之一左右的比例外加點(diǎn)粉即可制成點(diǎn)花粉末。有的粉末中外加幾種不同的點(diǎn)粉。此類粉末有一定的污染性，涂裝后要稍作清理。
3.3皺紋劑的應(yīng)用:
皺紋也稱作橘紋，我公司的皺紋劑有一步法的品種皺紋劑805和二步法的品種浮化劑K-30。其主要成分分別是醋丁纖維素和聚丙烯酸酯，對(duì)應(yīng)的進(jìn)口牌號(hào)是CAB-551、2874。這兩種助劑的使用配方大體相似,其中805使用方便，生產(chǎn)的粉末皺紋較為均勻，但立體感和抗干擾能力稍差。用浮花劑K-30生產(chǎn)的皺紋粉則立體感和抗干擾能力很強(qiáng)，固化溫度變化時(shí)紋路效果影響不在，但需兩次混合過篩。粉末生產(chǎn)廠家可根據(jù)本廠的實(shí)際情況自行選擇。
3.4錘紋劑的應(yīng)用
制作錘紋粉也有二種方法。采用錘紋劑856可制備出具有樹枝狀、淺碟狀及不同立體感錘紋效果的粉末涂料，較用聚乙烯醇和浮花劑的二次工藝更為簡便，所制得的錘紋透明感強(qiáng)，紋理清晰。因配方中樹脂份高，需加有機(jī)膨潤土或二甲基咪唑防流掛。配方中需要添加1%左右的浮型鋁粉，可用的國產(chǎn)哈爾濱和章丘，進(jìn)口PC150,2081,80000A等牌號(hào)。也有廠家外加浮花劑，減少工件出現(xiàn)露底的縮孔。
3.5綿綿劑的應(yīng)用
綿綿劑主要用于生產(chǎn)綿綿紋(又稱水紋或布紋)和網(wǎng)紋粉末。此類粉末的表面效果較為美觀，被較多的防盜門廠家使用。但此類粉末有一定的毒性，刺激眼睛，工人在接觸該類粉末后易得紅眼病。另外該粉末對(duì)涂膜的厚度和烘烤溫度的要求較為嚴(yán)格，配方中加少量聚酯可調(diào)節(jié)紋路和改進(jìn)柔韌性。目前有用于環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂，聚氨酯樹脂的3類綿綿劑。
3.6抗黃變劑的應(yīng)用
粉末涂料在生產(chǎn)或使用過程中需經(jīng)過高溫?cái)D出和烘烤處理，而部分有機(jī)聚合物在高溫下發(fā)生氧化變性, 顏色變黃。粉末抗黃變劑的作用就在于阻止高分子聚合物在高溫下發(fā)生黃變，阻止涂膜在室溫下使用時(shí)間過長發(fā)生黃變?？裹S變劑除了有抗黃基團(tuán)外，還有與粉末樹脂相容的接枝基團(tuán)，同時(shí)也增加了涂膜的相容性和外觀。一般加入量1%，220℃可保持30分鐘不變色。
3.7紫外線吸收劑的應(yīng)用:
本品屬于預(yù)防性穩(wěn)定助劑，能強(qiáng)烈吸收270～380nm的紫外光波，突出特點(diǎn)是對(duì)熱、光穩(wěn)定性較好,揮發(fā)性低，與酚類抗氧劑、受阻胺光穩(wěn)定劑具有協(xié)同作用，可在紫外線危及聚合物分子之前將其吸收，保護(hù)聚合物不受紫外線的傷害，從而不同程度地提高涂膜的耐候性。
3.8粉末增電劑的應(yīng)用:
上粉率與粉末的粒徑、粒子的帶電量、粉末的含水量、噴涂氣壓、電壓等有關(guān)。粉末粒子的帶電量可通過助劑來改善，我們稱之為粉末增電劑。其主要成份為帶電基團(tuán)的有機(jī)鹽,在粉末配料時(shí)加入，混合擠出，，能有效地提高噴涂時(shí)粉末粒子的帶電量，從而提高上粉率，同時(shí)還可克服靜電屏蔽效應(yīng)，使邊角或內(nèi)表面易于上粉。我們測算其用量在千分之二時(shí)，一次上粉率可提高26%。目前應(yīng)用的品種有兩類：有機(jī)銨鹽類的EDI,用于皺紋砂紋等樹脂含量低的品種中；有機(jī)酯類的N308，應(yīng)用于高光粉末中。
3.9粉末消泡劑的應(yīng)用:
粉末消泡問題越來越被引起重視。粉末涂層在固化時(shí)，工件或涂層本身所夾帶的空氣到達(dá)表面的時(shí)間較長，而涂料成膜的時(shí)間則相對(duì)較短，因此形成氣泡或針孔。消泡劑應(yīng)用較多的是微細(xì)蠟粉類，典型代表是BYK961;國內(nèi)應(yīng)用效號(hào)是4430；經(jīng)乙二醇處理的碳酸鹽，可應(yīng)用于各類粉末中。消泡劑4430既能消除粉末本身因含水而形成的氣孔，亦能消除鑄鐵件和鋁件因板材造成的氣孔，改善粉末粒子的流動(dòng)性和粉末涂層的流平性，還能替代安息香消除因安息香造成的黃變現(xiàn)象。但若粉末涂層的一次噴涂厚度超過200μm，弊病就不能根除針孔。
3.10干粉流動(dòng)劑的應(yīng)用
要實(shí)現(xiàn)粉末薄涂化，粉末粒徑必須細(xì)小。而粉末粒徑偏細(xì)，粉末粒子易結(jié)團(tuán)，噴涂時(shí)易堵槍，固化后有疤痕。干粉流動(dòng)劑的主要功能是用于降低粉末顆粒之間的摩擦力，從而使安息角降低，改善在噴涂過程中的粉末流化性，延長粉末的貯存期。我們生產(chǎn)的這一品種已得到臺(tái)灣，新加坡等地廠商的認(rèn)可。
3.11防粘增硬系列助劑的應(yīng)用
涂膜的表面硬度也備受粉末生產(chǎn)廠家觀注，具備優(yōu)良涂膜的產(chǎn)品往往在包裝運(yùn)輸過程中因磨擦劃傷，使產(chǎn)品質(zhì)量大打折扣，我公司的防粘連劑和增硬劑，是一種惰性聚酰胺類材料，能完解決上述問題，而且有好的防污染性能。也有廠家在做熱轉(zhuǎn)印粉末時(shí)，加入小于0.5%的防粘連劑。
