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在热固性粉末涂料问世初期，环氧粉末涂料是开发最早、产量大、用途广的一种产品。它的涂膜有突出的附着力、抗化学药品性、防腐性, 且涂膜外观好。
因此，被广泛应用于石油、天然气管道、建材的防锈防腐涂装、汽车底漆及家用电器、金属箱柜等的低装饰性涂装。
它的最大缺点是易粉化，同时固化温度高、固化时间长, 能耗大。丙烯酸粉末涂料以其耐候性高和耐污染，曾一度被广泛用于建材方面，目前则主要用于汽车和家用电器的涂装。
环氧聚酯粉末涂料兼顾了上述两者的优点，它既降低了涂料成本，又解决了环氧粉末涂料泛黄等问题。聚酯的高软化点确保了贮存中的抗结块性，而其低的熔融粘度又赋予了烘烤期良好的流动性。
另外，环氧聚酯粉末涂料的固化，系环氧树脂中的环氧基与聚酯中的羧基加成交联成膜，其环氧与聚酯配比可据其环氧值与酸值来调整，故其配比范围广；
因而可制造出耐候性、防腐性、机械强度和电性能等综合性能好的、高装饰性的各类涂料。本文主要研究了以改性矿粉为功能填料的环氧聚酯粉末涂料。
1 成份选择
涂料的成膜质量，液态的可通过调整溶剂来改进；但粉末的却只能靠固体粉本身。因此，粉末涂料的配方技术就比溶剂型的复杂得多。
为确保成膜质量、又不失储存稳定性，就必须逐一选择并解决影响粉末涂料性质的基料、助剂、颜填料等。
1.1 基料
通过查阅资料以及预先试验，发现树脂的分子量分布及官能团的分布，对粉末涂料粘度及涂膜的交联固化十分关键。
当树脂软化点高于120℃时，涂膜流平性变差；而软化点低于95℃时，粉末易结块。最后确定选用环氧树脂(Aradite E12，604)和聚酯树脂(Cry lcoat3005)。
1.2 固化剂
环氧聚酯要求固化剂在制造粉末及室温贮存时，能以粉末粒子形态均匀地分散在粉末涂料中；
在常温下，固化剂对温度和湿度有很好的稳定性，同时还要满足相对低温固化的要求，即它在某一温度下能挤出加工而无任何反应，而在比树脂合适流动时的温度稍高时，在相应的时间内发生反应，固化交联。
通过对双氰胺、改性双氰胺、咪唑类化合物、酸酐类的试验，最后决定选用改性异氰胺，它的固化温度小于160℃。
1.3 流平剂
粉末涂料在烘烤成膜时，易产生缩孔和针孔。为克服这种缺陷，须加入适量的流平剂。
流平机理：粉末涂层从一粗糙的表面(颗粒状的)流动成一光滑的平整表面，必须经过两个过程；
一是从熔融的单个粉末粒子，聚结成一连续的不规则的涂膜；二是从这层不规则的表面，再流平成光滑的表面。
这就要求熔融的粉末必须具有最小的表面张力，才能在底材上最大限度地湿润。据Yang′s界面平衡方程：
cosθ=(γsg -γsL)/ γLg
式中：γsg, 底材与粉末涂层蒸气相接触的表面张力；γsL，底材与涂层间界面的张力；γLg，涂层和与其接触的蒸气间的表面张力。
显然θ→0时, 熔融涂层能最大限度地润湿底材。加入流平剂降低了γLg，从而提高了铺展压力γsg -(γLgcosθ-γsL), 加速熔融粉末和底材间的润湿, 形成平整的连续膜。
另外，流平剂削弱了环氧聚酯体系分子间的作用力，使分子间距离增大，彼此缠结减少，体系粘度降低。
在粉末涂料流平过程中，总希望在达到相同的流平效果时, 流平时间越短越好。从上述关系式可看出, 要缩短流平时间, 提高流平效果, 必须控制涂料的表面张力、熔融粘度等。
一般认为, 表面张力是涂料流动的主要驱动力, 而在烘烤条件下, 阻碍流动的仅是熔融涂料的粘度。
据上述分析, 良好的流平剂应具备：玻璃化温度不太高；平均分子量不太大，且分布要窄, 这有利于形成单分子层；
与基材树脂不混溶；耐热性较好；对被涂物表面有良好的润湿性；不影响树脂其它性能。
经过对丙烯酸酯、改性丙烯酸酯、醋丁纤维素(丁酰基含量>55 %)、聚乙烯醇丁醛等进行试验, 最后确定选用改性丙烯酸酯。
该流平剂用量少，与其它如醋丁纤维素相比，达同一效果时，其用量仅为醋丁纤维素的1/3，故成本低。
1.4 颜填料
颜填料的品种和用量，对环氧聚酯粉末涂料的稳定性、涂层的耐化学药品性和物理机械性能等均有影响。合理地选择颜填料，是环氧聚酯粉末涂料配方设计的重要环节。
在预先试验的基础上，从大量非金属矿种中筛选出七种进行条件试验。表面改性采用干法工艺，即采用机械搅拌法将改性剂掺入非金属矿粉中，使非金属矿粉表面被改性剂浸润活化。
先后对甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙基酸乙酯(EA)、自制1#(异极性表面活性剂)、2#改性剂等进行了试验, 结果发现1#改性剂综合性能较好。
非金属矿粉的加入，确实能改变粉末涂料的某些性能。如高岭土、钛白粉的加入，使环氧聚酯粉末涂料有较好的耐光性，较突出的耐酸碱性并可防止沉降；
加入云母及少量石墨，可防止涂料涂层破裂，同时涂层的粉化现象消失、涂层的柔韧性提高；
石英、重晶石、硅灰石、滑石的加入，可提高涂层的抗冲击强度(由40kgcm提高到50kgcm)。
其中滑石的加入，提高了涂层与基材的附着力，这是由于滑石与涂料中的极性基团形成氢键；
单纯硅灰石的加入，在提高涂层强度的同时，使涂膜的耐酸性降低(5%HCl浸泡240h，涂膜稍有变化)；碳酸钙的加入，可减少涂层的起泡、开裂、针孔等。
试验发现，本研究用的流平剂可作为矿粉的表面改性剂，在其总用量一定的条件下，如果先用部分改性丙烯酸酯对矿粉干法改性；
而后再将其加入到环氧、聚酯中而混合，涂料涂膜的综合性能，如附着力、强度等, 比不对矿粉改性直接加入时要好。
最后，决定加入四种改性矿粉，即高岭土(-325目)、云母(-200 目)、碳酸钙(-325 目)、滑石(-200目)。
环氧聚酯粉末涂料配方(份/100 份树脂)如下：环氧树脂，40；聚酯树脂，60；改性双氰胺，2.5；改性丙烯酸酯，1.5；非金属矿粉(高岭土、云母、滑石、碳酸钙)，24～36；安息香，0.5。
2 生产工艺
本研究采用如下生产工艺：[主要原料，添加剂，流平剂，(矿粉+改性剂)搅拌] →研磨混匀→(包装→贮存或)喷涂→熔融固化→测试性能。
3 粉末涂料及涂膜性能测试
3.1 粉末涂料性能测试
外观，均匀，无色差；粒度180目(干筛)，通过；流动性(mm/200 ℃), 24.2 ～26.8；贮存稳定性，1年以上；胶化时间(s/200℃)，176。
3.2 粉末涂料涂膜性能测试
测试项目、技术指标以及采用的测试方法：固化时间，20min/180 ℃；涂膜厚度，50±5μm，GB1764-79；
附着力, 0级，GB1720-79；光泽, ≥90%, GB1743-79；柔韧性，1mm，GB1731-79；冲击强度，50kgcm，GB1732-79；
耐盐水(3 %NaCl，96h)，漆膜完好，直观；耐酸性(5%HCl，240h), 漆膜完好, 直观；耐碱性(5%NaOH，240h)，漆膜完好，直观。
4 结论
由于在环氧粉末涂料中加入了聚酯树脂，改善了纯环氧粉末涂料的光泽、平整性等。对非金属矿粉进行改性处理后，增加了无机物与有机物间的相容性，从而使填料用量大为增加，同时亦提高了环氧聚酯粉末涂料的耐候性、贮存稳定性、机械强度等。
文章来源：粉末登场、田金星、吴自强、杨华
图片来源：网络
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