粉末涂料虽然具有四“E”(Economical-经济、Environmental-环保、Efficient-高效、Excellent performance -性能卓越)的优点,但它的一些弱点也是显而易见的。
如固化条件比较苛刻,固化温度一般在180~200℃之间。若能降低固化温度可降低能耗,是环保、节能减排的需要涂料在线coatingol.com。
固化温度高,除了导致能耗高外,对一些不能耐高温的基材,如塑料、木材等的涂装受到限制,大大影响了粉末涂料应用领域的扩大。
从进一步提高效率的角度来考虑,往往可以低温固化的粉末涂料,在保持温度不变的条件下,大大缩短固化时间,提高生产效率。因此实现粉末涂料的低温固化,已成为粉末涂料业界的发展方向之一。
长期以来,从事粉末涂料以及相关配套领域如原材料、设备的同仁们的努力下,在粉末涂料低温固化方面已取得了不小的进展。
现在纯环氧体系砂纹效果产品可以做到130℃/15分钟固化。平面高光环氧体系可以做到140℃/15分钟固化。但环氧的耐黄变和耐候性能差,不能用于户外使用。
较之环氧体系耐黄变好些的聚酯/环氧混合型体系砂纹产品也可以做135℃/15分钟,平面高光产品可以做到150℃/15分钟固化(流平稍差)。
纯聚酯体系砂纹产品可以做到140℃/15分钟固化,平面高光可以做到160℃/15分钟固化。但是纯聚酯体系平面低光产品目前还是很困难。
实现粉末涂料超低温固化在技术上有较大难度。首先,粉末涂料的固化体系是一种低温潜伏性的固化体系,如果该体系低温反应活性较高,势必影响到粉末制粉挤出与储存稳定性,另一方面粉末涂料所采用的树脂与固化剂均是较高软化点的固体,在低温下熔融粘度较高,在低温固化时,涂膜难以流平,影响表面效果。
如果采用软化点较低的树脂与固化剂虽可降低熔融粘度,但粉末的储存稳定性变差,需要低温冷藏保存,给使用带来诸多不便。因此,寻求一种能适合粉末储存既有较高的软化点又有合适的反应活性的树脂与固化剂是制备低温固化粉末涂料的关键。
低温固化粉末涂料发展方向
料浆料经雾化以后,与热空气接触使水分迅速汽化,得到雾化均匀且雾滴大小分布均匀的粉末涂料。
曾有一种超临界流体法VAMP,它的的原理是将粉末涂料的各种成份加到混合叶片的高压反应釜中,在釜中充二氧化碳至临界状态,超临界态二氧化碳使涂料的各种成份流体化并混合至均匀状态,然后经喷嘴喷雾成所要求粒度的产品,该工艺优点是不经熔融挤出混合步骤,防止胶化,扩大应用范围,可以使用过去难以使用的原材料。
助剂在粉末涂料配方中用量很小,但其作用却是不可忽视,常用的助剂有流平剂、脱气剂、消光剂、蜡粉、边角覆盖改性剂等。
这些助剂通常须稳定存留在粉末涂料中才能发挥其应有的功能,因此使用的助剂要与环氧、聚酯、丙烯酸等树脂有良好的相容性。
在制备低温固化粉末涂料时流平剂的主要作用是降低粉末涂料的熔融表面张力,使涂料在固化成膜前迅速得以流平,避免橘皮和缩孔等表面缺陷的产生,因此为使少量流平剂充分发挥作用,配方中的流平剂必须充分均匀分散,预先分散到树脂载体中的流平剂分散效果更好,更有利于其在低温熔融固化过程中发挥作用。
选用脱气剂如安息香和蜡粉目的是减少或消除气泡,在低温固化过程中能迅速将气泡从涂层中脱出,防止涂层出现如针孔表观缺陷,合理的脱气剂筛选非常重要,低熔点或低粘度脱气助剂更有利于气泡从涂层中脱出。
常规消光剂在低温固化粉末涂料配方中不起作用或消光效果不明显,且消光效果稳定性差,消光剂的合理筛选或者能在低温下消光的助剂还需进一步的开发研究。
低温固化粉末涂料助剂在配方设计时,由于生产工艺条件较苛刻如低温挤出、高速剪切等情况,助剂的选择需对生产工艺具有适应性如低温挤出胶化导致配方失败。