【中國涂料采購網(wǎng)】近些年，粉末涂料在涂料行業(yè)中的地位越來越重要。粉末涂料的研發(fā)、生產(chǎn)工藝、涂裝設(shè)備、施工應(yīng)用都取得了突破性進展。目前不僅產(chǎn)量有了大幅度增長，而且品種也在不斷增加，原來只停留在環(huán)氧樹脂粉末涂料單一品種上，現(xiàn)在環(huán)氧聚酯混合型粉末涂料已占據(jù)了主導(dǎo)地位，聚酯TG1G粉末涂料、聚氨酯粉末涂料已經(jīng)在國內(nèi)普及，大量聚氨酯粉末涂料投入生產(chǎn)，丙烯酸聚氨酯粉末涂料嶄露頭角。在粉末涂料原材料的配套上，國內(nèi)也已基本完成配套，各類助劑包括樹脂、流平劑、消光劑、光亮劑、浮花劑等產(chǎn)品已達(dá)到國外的水平。

　　1·應(yīng)用領(lǐng)域

　　1.1金屬家具和交通機具

　　金屬家具涂料工業(yè)是粉末涂料最先進入的領(lǐng)域之一。混合型粉末涂料體系是主要產(chǎn)品類型，而聚酯/TGIC(或其替代物)體系或聚氨酯體系一般主要應(yīng)用于戶外家具領(lǐng)域;普通金屬表面涂裝工業(yè)是粉末涂料最大的市場，約占整個市場份額的50%。由于聚氨酯粉末涂料具有優(yōu)良的耐候性、優(yōu)良的物理力學(xué)性能和防腐蝕性，涂膜光亮豐滿、耐磨、耐劃傷、耐溶劑，流平性好、附著力強，正發(fā)展成為粉末涂料的主流，在粉末涂料中所占的比例越來越大。聚氨酯-聚酯粉末涂料是兩種已經(jīng)商業(yè)化的聚酯粉末涂料之一(另外一種是聚酯-異氰脲酸三縮水甘油酯(TGIC)粉末涂料)。聚氨酯固化的聚酯粉末涂料是聚氨酯-聚酯粉末涂料的主要型號，已經(jīng)使用數(shù)年。這種粉末涂料的戶外性能在化學(xué)上能與應(yīng)用于飛機、公共汽車、貨車等場合的聚氨酯涂料相媲美。另外，聚氨酯-聚酯粉末涂層堅韌、外觀良好，并具有優(yōu)異的耐氣候性。就涂層的外觀而言，聚氨酯-聚酯粉末涂層可以說是那些高質(zhì)量液體涂料的真正意義上的競爭者。它們的戶外應(yīng)用如：院落家具、汽車輪胎和配件、除草機以及其他許多要求高質(zhì)量飾面的制品。目前被廣泛應(yīng)用于高級家具、汽車、摩托車等產(chǎn)業(yè)。

　　1.2家電

　　家電工業(yè)也是粉末涂料重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在美國，在家用電器方面的應(yīng)用占據(jù)整個粉末涂料市場的17%。自從人們接受稍微的橘皮效果以來，混合型粉末涂料體系在歐洲也被用作這種用途的主要產(chǎn)品。在美國，由于優(yōu)先考慮光滑的涂飾效果，所以聚氨酯體系在家用設(shè)備方面的應(yīng)用更為普遍。作為家電設(shè)備的保護性涂料，粉末涂料主要應(yīng)用于以下典型產(chǎn)品：食品冷凍機、電冰箱、熱水器、烤面包機、洗碗機蓋、家用廚具，電和煤氣加熱器等。

　　1.3涂裝與建筑

　　隨著歐洲對聚酯/TGIC體系和美國對聚氨酯體系的廣泛接受，戶外應(yīng)用粉末涂料市場份額正不斷得以擴大。在歐洲，許多建筑上的鋁合金材料是采用聚酯/TGIC體系粉末涂料進行涂裝，未來5～7年，保光率為65%～85%，在10年后保光率為50%～65%。10年后涂膜厚度僅僅減少2～3μm。

　　雖然已經(jīng)找到了TGIC的替代品，例如羥基烷基酰氨或二縮水甘油酯體系的粉末涂料已占據(jù)了一定的市場，許多人使用這樣的體系的粉末涂料可獲得滿足的結(jié)果，但聚酯/TGIC體系涂料仍保有足夠的市場份額。

　　粉末涂料其它的市場還包括應(yīng)用于管道方面和用于增強螺紋鋼筋的防腐蝕性粉末涂料。該類粉末涂料主要以純的環(huán)氧體系(熔結(jié)型)為主。從技術(shù)的角度來看，這個領(lǐng)域被認(rèn)為具有很大的增長空間。在涂裝設(shè)備方面的最新發(fā)展是制造了更輕易被清洗、換色更快的涂裝生產(chǎn)線;開發(fā)低溫固化和高反應(yīng)活性粉末涂料的趨勢能提高生產(chǎn)線速度、節(jié)省能量、使粉末涂料在經(jīng)濟方面的優(yōu)勢更具吸引力。MDF采用粉末靜電噴涂具有涂膜性能優(yōu)良、施工效率高、能耗低等優(yōu)點，固體分100%的粉末涂膜將木制品包封后可防止木材內(nèi)部有害物質(zhì)的揮發(fā)，使其成為名副其實的綠色產(chǎn)品。當(dāng)然，需要改善的，比如粉末的化學(xué)貯存穩(wěn)定性：潛催化劑、或能阻止基料在貯存溫度時反應(yīng)，而不影響固化條件的助劑。物理貯存穩(wěn)定性：提高體系的玻璃溫度，而不影響體系反應(yīng)速度和體系粘度。

　　紙張、塑料、木材及家具制造業(yè)也是涂料的最大用戶之一。粉末涂料已成功地應(yīng)用于熱敏材質(zhì)的涂裝，并且真正實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。作為一支新興的具有廣闊前景的涂料品種，粉末涂料將進一步擠占液體涂料市場。UV固化粉末涂料和低溫固化粉末涂料制造工藝的完善，使粉末涂料應(yīng)用于熱敏材質(zhì)成為可能。卷鋼涂裝是一種預(yù)涂裝，與傳統(tǒng)的“后涂裝”工藝有所不同，由于具有簡化生產(chǎn)工藝、高效施工、節(jié)省投資和運轉(zhuǎn)費用、符合環(huán)保法規(guī)要求、涂膜性能優(yōu)于傳統(tǒng)方法等一系列優(yōu)勢，卷鋼涂料成為當(dāng)今涂料行業(yè)的發(fā)展方向之一。

　　2·聚氨酯粉末涂料的分類和結(jié)構(gòu)特點

　　2.1分類

　　聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，由多異氰酸酯和多元醇(包括含羥基的低聚物)反應(yīng)生成。聚氨酯粉末涂料主要由固化劑、封閉劑和多元醇樹脂組成，其中固化劑多采用內(nèi)封閉型多異氰酸酯，而多元醇樹脂絕大多數(shù)選用聚酯樹脂。聚氨酯粉末涂料是由粉末聚氨酯樹脂、固化劑(含羥基等官能團的聚合物)、顏料、填料以及助劑等組成彩色粉狀混合物，其平均粒徑為40～60μm。通常是將各物料高速混合后，于100～120℃擠出、冷卻、粉碎、篩分而制得。聚氨酯粉末涂料有封閉性聚氨酯粉末涂料(聚酯-氨基甲酸酯型粉末涂料、丙烯酸-氨基甲酸酯粉末涂料)和紫外光固化粉末涂料。常見的聚氨酯粉末涂料有如下三大系列。

　　2.1.1封閉型聚氨酯粉末涂料系列

　　這類粉末涂料的配制和應(yīng)用原理與封閉型聚氨酯涂料相同，常用適當(dāng)?shù)姆忾]劑和二異氰酸酯及其加成物或預(yù)聚體進行反應(yīng)，進而形成不含NCO基的封閉型聚氨酯，在制粉工藝的溫度(100～120℃)下是穩(wěn)定的，可與含活性氫的固化劑、顏料及助劑一起制粉。當(dāng)溫度高于130℃時，這種封閉型聚氨酯會解封，而解封后的NCO基會立即和固化劑反應(yīng)，形成穩(wěn)定性更高的聚氨酯涂層。使用被封閉的IPDI或HDI縮二脲，可制得耐候性很好的高裝飾性粉末涂料。甲苯二異氰酸酯及其加成物的價格較低，因此也常采用。為了提高其耐熱性和改善其耐候性，常將TDI三聚后再封閉，以保證利用活性較大的對位NCO來進行固化成膜。三聚后的叔氮原子被異氰脲酸酯環(huán)所穩(wěn)定，不易受紫外光的作用重排成醌式助色基團，因此聚氨酯粉末涂層的耐候性得以改善。

　　2.1.2帶羧基、羥基、環(huán)氧基、氨基的聚氨酯粉末涂料系列

　　封閉型聚氨酯粉末涂料在固化時有封閉劑釋放出來，往往會污染大氣和有損涂膜外觀。為克服其缺陷，選用合適的原料，采用分步反應(yīng)的方法，制備含有大量氨基甲酸酯鍵產(chǎn)帶有羧基(COOH)、羥基(OH)、環(huán)氧基及氨基(NH2)的各類聚氨酯樹脂，然后以含有環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂、異氰脲酸三縮水甘油酯、聚丙烯酸環(huán)氧酯、環(huán)氧聚氨酯、含羧基酸酐、羧基型聚酯樹脂、羧基型丙烯酸酯、含羥基的脲醛樹脂、聚酯樹脂、N-酰基酰亞胺樹脂以及N-酰基內(nèi)酰胺樹脂為固化劑，視聚氨酯樹脂上所帶官能基的不同選擇合適的固化劑品種。

　　采用此法制備聚氨酯粉末涂料時，因可供選擇的原料品種很多，配方挑選余地大，故可按不同的使用要求進行配方設(shè)計，以制備出具有各種優(yōu)異性能的一系列聚氨酯粉末涂料。

　　2.1.3含NCO基的聚氨酯粉末涂料

　　該涂料制備原理是環(huán)氧傾倒物中的環(huán)氧基，在高溫下并有堿性催化劑的作用下開環(huán)，立即與含NCO基的聚氨酯樹脂形成二噁唑酮環(huán)而制成的：以含有NCO基的聚氨基樹脂和作固化劑的特制環(huán)氧化合物及其催化劑、顏料、助劑等，按常規(guī)制法即可得到含NCO基的聚氨酯粉末涂料。其關(guān)鍵是特制環(huán)氧傾倒物及其催化劑的制備與選擇，要求它在制粉的擠出溫度下不開環(huán)，只在固化溫度下開環(huán)并聯(lián)成膜。這類聚氨酯粉末涂料不僅流平性好，涂膜光亮平整，而且耐高溫性能、各項物理機械性能和耐候性優(yōu)異。在制造過程中，因使用了含NCO基的聚氨酯樹脂，所以應(yīng)盡量避免與濕氣接觸，通常采用密閉式聯(lián)動流水線生產(chǎn)。

　　2.2結(jié)構(gòu)特點

　　粉末涂料具有如下特點：涂膜的耐候性好，適用于戶外用產(chǎn)品的涂裝;涂膜的耐熱性好，在烘烤固化時涂膜不易泛黃;涂膜耐沖擊強度、柔韌性、硬度等物理性能優(yōu)異，耐化學(xué)藥品和耐水等性能良好;涂料的涂裝性能好，可以用空氣噴涂法和靜電粉末涂裝法等方法涂裝;固化聚酯粉末涂料烘烤固化過程中，基本不產(chǎn)生反應(yīng)副產(chǎn)物，涂膜不易產(chǎn)生縮孔、針孔等弊病。同時，粉末涂料的利用率接近100%，噴涂后的粉末可以回收利用;通常比液體涂料較易施工，形成的涂膜耐久性好，產(chǎn)品上風(fēng)明顯。和其它類型的粉末涂料相比，聚氨酯粉末涂料具有以下特點：熔融流平時，熔融黏度低，特別是封閉劑在解封之前不起任何化學(xué)反應(yīng)，使粉末涂料有足夠的流平時間，涂膜流平性好。新的內(nèi)封閉型脲二酮固化劑技術(shù)的實現(xiàn)，使得這種粉末涂料對空氣的污染幾乎為零;對被涂物的附著力好，不需要底涂;涂料的配制范圍寬，可配制不同性能要求和固化速度的涂料;涂膜的物理力學(xué)性能和耐化學(xué)品性能好。但是聚氨酯粉末涂料烘烤時，會釋放出封閉劑，產(chǎn)生異味。