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浩羅分享粉末涂料的配方設計
粉末涂料應用十分普及，在許多領域正在逐步替代含溶劑涂料等傳統(tǒng)涂料，幾十年的發(fā)展，粉末涂料技術已很成熟，這里簡要介紹基本配方（通用型）設計和部分重點市場的配方設計（實用型）、試驗過程等。
一、 粉末涂料基本配方設計要點
1、 環(huán)氧型粉末涂料
環(huán)氧粉末是熱固性粉末最早研發(fā)和形成市場的粉末品種，一般是基于雙酚A型環(huán)氧樹脂，按照常見的看法。環(huán)氧粉末分為功能型和裝飾型兩類。、
功能型環(huán)氧粉末近年來發(fā)展迅速，主要應用在防腐（輸油輸氣、管件和閥件、鋼筋等）領域、電子（元件等）和電氣領域（匯流排和母線等）。功能型環(huán)氧粉末的基礎樹脂除雙酚A型環(huán)氧樹脂，也經常采用改性環(huán)氧如酚醛環(huán)氧樹脂、橡膠彈性體環(huán)氧樹脂等，具體在后面“功能型環(huán)氧粉末”有較具體的敘述。
裝飾性環(huán)氧粉末目前并不普及，一般應用于特殊效果如水紋（綿綿漆）和裂紋粉末、浴室把手罩光透明粉和鑄鐵件表面花紋（如縫紉機機頭用皺紋）等。
凡是在一定溫度（110～200℃）下能與環(huán)氧基反應的化合物，都可以作為環(huán)氧粉末的固化劑，而事實上適合環(huán)氧粉末的固化劑主要品種有胺類（雙氰胺、改性或加速雙氰胺），酸酐（芳香族酸酐、脂環(huán)族酸酐等）酰肼（葵二酸二酰肼、己二酸二酰肼等）、咪唑類（往往作促進劑）和有機酚類固化劑等幾類，根據不同的技術要求而選擇相應的固化劑，同時要選擇合適的固化促進劑配合，滿足各種實際需要和固化條件，促進劑也有很多種類，如乙酰丙酮金屬鹽、三苯基膦（TPP）及其鏻鹽、芳基異氰酸酯的加成物(取代脲)、2-苯基咪唑啉以及二甲基咪唑等。
2、 環(huán)氧/聚酯型（混合型）粉末
當前在國內還是生產量很大和使用面最寬的品種。配方設計主要從涂層各項性能要求和售價成本入手。相關技術和配方在前后有關章節(jié)中有具體說明。
二、常見配方
實用型主要以耐候性粉末、白色家用電器粉末（以微波爐為例）、基礎美術型粉末、戶內外高透明粉末為基本內容，針對功能型粉末再作重點介紹，這是由于功能型粉末（以環(huán)氧粉末為主）實際應用領域和市場近來擴展很快，用途和性能不斷提高，是目前重要的研發(fā)方向之一，同時也是能夠取得較好經濟效益的重要途徑。
（一） 耐候性粉末（以建筑鋁型材為例）
建筑型材以優(yōu)異的耐久性、裝飾性和加工成型性，多應用于建筑物的各個方面。而鋁合金型材又因加工性能佳、質輕等優(yōu)點，用量占金屬型材的80%以上，粉末涂料在鋁型材方面的應用得到了迅速增長。
目前，鋁型材表面處理是陽極氧化、電泳涂裝及粉末噴涂三種處理方式，每一種方式都各有優(yōu)勢，就環(huán)保方面看，粉末涂料更具優(yōu)勢，同時粉末涂料在色彩、花紋、光澤度等方面可選擇性好，得到了各行人士的喜愛。具有代表性的粉末涂料品種有環(huán)氧型、聚酯型、丙烯酸型及有機硅樹脂型等。作為實際應用，如鋁框架、門窗、陽臺、走廊、隔墻板等高防腐蝕性鋁型材，大多數(shù)采用聚酯、丙烯酸粉末涂料；此外，由于環(huán)氧樹脂粉末涂料具有優(yōu)異的附著性、防腐蝕性，但耐候性較差，用于戶內或者作為底漆。
建筑型材粉末涂料選用的聚酯樹脂為飽和型的，按其端基分為端羧基型（—COOH）和端羥基型（—OH）兩類。低酸值（20～45mgKOH/g）的聚酯用異氰脲酸三縮水甘油酯（TGIC）、羥基酰胺作固化劑（Primid或HAA），端羥基（—OH）聚酯采用已內酰胺封閉的異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）多元醇預聚物作固化劑，制備耐候性卓越的純聚酯粉末涂料。
根據粉末涂料耐候要求，國外通常按照佛羅里達天然曝曬測試結果分成三級：
1. 標準型耐候粉末涂料（可以通過佛羅里達曝曬實驗標準1～2a）
2. 改進型耐候粉末涂料（可以通過佛羅里達曝曬實驗標準2～3a）
3. 超耐候型耐候粉末涂料（可通過佛羅里達曝曬實驗標準5a以上）
國內我們一般依據GB/T 1865-1997《色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射暴露》（濾過的氙弧輻射），對相應的粉末涂料作耐候性評估。
設計耐候好的型材粉末涂料，第一步是原輔材料的選擇，沒有性能可靠的材料，就無法保證粉末的基本品質。根據國內各地氣候條件，這里我們提供比較適合的原料選擇，見表11-5。較典型的白色和灰色參考配方見表
鋁型材粉末原料選擇
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型號 |
特征簡述 |
適用范圍 |
供應商 |
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聚酯樹脂選擇 |
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P5200 |
羧基聚酯樹脂，酸值約35mgKOH/g |
通用耐候粉末，高光和平光，適于靜電噴涂，普通流平，TGIC固化 |
昆山 DSM |
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P5201 |
羧基聚酯樹脂，酸值約35mgKOH/g |
通用耐候粉末，高光和平光，適于摩擦帶電噴涂，普通流平，TGIC固化 |
昆山DSM |
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EL6600 |
羧基聚酯樹脂，酸值約35mgKOH/g |
耐候性稍低，高光和平光，適于靜電噴涂，普通流平，TGIC固化 |
廣州南方樹脂 |
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P855 |
羧基聚酯樹脂，酸值約35mgKOH/g |
通用耐候粉末，靜電摩擦都適用，多用于砂紋和皺紋粉，用烷基酰胺固化 |
昆山DSM |
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P9335 |
羧基聚酯樹脂，酸值約35mgKOH/g |
與P5200接近，價格有優(yōu)勢，TGIC固化 |
杭州中法 |
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P3005 |
羧基聚酯樹脂，酸值約35mgKOH/g |
透明粉專用，適于靜電噴涂，TGIC固化，流平稍差 |
昆山DSM |
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CE3099 |
羧基聚酯樹脂，酸值約27mgKOH/g |
耐候性稍低，靜電摩擦都適用，多用于砂紋和皺紋粉，用烷基酰胺固化 |
浙江天松 |
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BP-881 |
鈉基有機硼潤土，淺黃色粉末 |
起砂助劑，一般加入量為0.5%～3% |
浙江華特 |
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鈦白粉 |
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CR-828 |
金紅石型鈦白粉，含量93% |
白色顏料，優(yōu)良的耐候性 |
美國科美基 |
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R-706 |
金紅石型鈦白粉，含量94% |
白色顏料，優(yōu)良的耐候性 |
美國杜邦 |
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ZR-940+ |
金紅石型鈦白粉，含量94% |
白色顏料，優(yōu)良的耐候性，分散性好 |
鎮(zhèn)江太白 |
依照上述配方經標準工藝生產和嚴格檢驗，粉末具有性能如下：
1. 具有十分優(yōu)異的柔韌性，防腐蝕性；
2. 卓越的戶外耐候性（抗紫外光降解），十分優(yōu)良的裝飾性和經濟效益；
3. 該產品與鋁材及鍍鋅底層有良好的附著力，無需底漆；
4. 涂膜的物理機械性能和耐化學藥品性能好。
詳細性能指標如下：
外觀（目測） 色澤均勻疏松
密℃ 1.2～1.6g/cm3
粉末細℃（180目篩余物） <0.5%
儲存穩(wěn)定性（35℃以下） 12個月
試驗項目 Qualicoat 指標
涂膜厚℃ 60～80um
60。光澤度 >85%(高光)
抗沖擊性能 490N·cm
彎曲性能 3mm
杯突試驗 ≥7mm
附著力（劃格法） 0級
壓痕硬度 ≥80
耐鹽霧試驗（1000h） 在10cm劃痕中有小于16mm2腐蝕
耐候試驗 1年，朝南傾角5。清洗樣品測試保光率≥50%
人工加速老化試驗（1000h） 失光率≤50%（依據GB/T 1865-1997）
其涂裝方法：采用認可的涂裝機械，按照產品說明和技術說明在正常條件下進行施工，該產品可形成平整有光或無光的涂層，完全符合甚至超過Qualicoat標準的技術指標。
推薦固化條件：190℃/20min,200℃/15min.。
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