粉末知识

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粉末涂料知识和应用
时间:2019-08-16 点击:


一、粉末涂料基础知识

粉末涂料是涂料的一种特殊品种,它与传统的溶剂型涂料不同,不含有机溶剂,也不含水的固体粉末状的涂料,并以粉末状喷涂到备涂物上面,经烘烤熔融流平,固化成膜的涂料。

粉末涂料的成分一般由树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成。其中树脂对粉末涂料及涂膜性能起到决定性的影响。

粉末涂料常用的树脂有:聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂和氟树脂等。


二、粉末涂料的分类

粉末涂料偶可以按树脂品种、涂装方法、涂料功能和涂膜外观进行分类。

1.按树脂特性可分为:

1)热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料;

2)按涂装方法和存在的状态可分为:静电粉末喷涂粉末涂料、流化床浸涂粉末涂料、电泳粉末涂料、紫外光固化粉末涂料和水分散粉末涂料等品种;
3)按涂膜外观可分为:高光粉涂料、有光粉末涂料、半光粉末涂料、亚光粉末涂料、无光粉末涂料和皱纹粉粉末涂料等;
4)按特殊功能和用途分类可分为:装饰性粉末涂料、防腐粉末涂料、耐候性粉末涂料、绝缘粉末涂料、抗菌粉末涂料和耐高温粉末涂料等品种。


其中按树脂特性进行分类是目前较为通用的分类方法:

热塑性粉末涂料按树脂可分为:聚乙烯粉末涂料、聚丙烯粉末涂料、聚氯乙烯粉末涂料和聚酰胺(尼龙)粉末涂料等;

热固性粉末涂料按树脂类型可分为:环氧树脂粉末涂料、聚酯环氧粉末涂料、纯聚酯粉末涂料、聚氨酯粉末涂料、丙烯酸粉末涂料、聚酯丙烯酸粉末涂料和氟树脂粉末涂料等。


三、粉末涂料的应用领域

粉末涂料主要应用于家用电器、机械设备、交通设备、输送管道、汽车配件、建筑材料和仪器仪表等方面。不同类型的粉末涂料其应用领域有所不同,例如:聚酯/环氧粉末涂料主要用在电风扇、电饭煲、电冰箱、微波炉、室内空调等家用电器,还用在金属家具、厨房用具、液化气钢瓶、灯饰和金属门等;纯聚酯粉末涂料主要用在空调、电信器材、消防器材、金属门窗、汽车轮砸和高速公路防护栏等方面。


四、粉末聚酯基础知识

粉末涂料用聚酯树脂一般是由多元羧酸、酸酐与多元醇经缩聚和加成反应而制得的。

粉末聚酯的分类:

(一)系统分类:

  • 按应用羚宇分:户内、户外;

  • 按固化体系分:环氧树脂固化(混合型)、TGICHAAB-1530Link1174

  • 按树脂官能团分:端羧基聚酯树脂、端羟基聚酯树脂、环氧基(丙烯酸缩水甘油酯)。

(二)一般分类:

  • 混合型羧基聚酯树脂

  • 户外用端羧基聚酯树脂

  • PU型端羟基聚酯树脂

  • 丙烯酸类树脂

(三)合成粉末聚酯树脂的原料:

  • 多元酸:对苯二甲酸、领苯二甲酸酐、间苯二甲酸、癸二酸、壬二酸、偏苯三酸酐等。

  • 多元醇:二甘醇、乙二醇、新戊二醇、丙二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷等。

  • 催化剂:主要是金属锂和锡类有机物以及钛酸酯类。

  • 固化促进剂:季铵盐、芳香磷、咪唑等。

  • 其他助剂:抗氧剂、紫外线吸收剂等。


五、基本概念

1.粉末涂料是一种由树脂、固化剂(交联剂)、颜料、填料和添加剂等组成粉末状物质。粉末涂料有如下优点:

1)粉末涂料不含有机溶剂,避免了有机溶剂带来的火灾、中毒和运输中的不安全问题。虽然存在粉尘爆炸的危险性,但是只要把体系中的粉尘浓度控制适当,爆炸是完全可以避免的。
2)不存在有机溶剂带来的大气污染,符合环保的要求。
3)喷涂时涂料损耗小,喷溢的粉末可回收利用,涂料的利用率可达95%以上。
4)粉末涂料用树脂的分子量比溶剂型涂料的大,因此其涂膜的性能和耐久性能有很大的改进。
5)喷涂施工效率高,厚涂时不易产生流挂等涂膜弊病,容易实行自动化操作。
6)容易保持施工环境的卫生,附着于皮肤上的粉末可用压缩空气吹掉或用温水、肥皂水洗掉,不需要用刺激性的清洗剂。
2.粉末涂料还存在如下缺点:
1)粉末涂料的制造设备和工艺比一般的涂料复杂,所以涂料的制造成本也高。
2)粉末涂料的涂装设备跟一般涂料的涂装设备不同,用户需要安装新的涂装设备和粉末回收设备。
3)粉末涂料的烘烤温度比一般涂料高得多,所以耗能也较多。
4)粉末涂料很难得到小雨35um膜厚,造成物料浪费。
5)换色、换品种比一般涂料麻烦。
3.粉末涂料涂装和溶剂型涂料涂装特点的比较


粉末涂料涂装

溶剂型涂料涂装

一次涂装可得涂膜厚度um

30~500

10~400

厚涂膜施工

容易

困难

薄涂膜施工

困难

容易

涂装线的自动化

容易

一般

喷溢涂料的回收使用

可以

不可以

涂膜性能

一般

中毒

没有

火灾危险

没有

大气污染

没有

专用涂装设备的要求

需要涂装设备和回收设备

不需要

换颜色

换色需要时间,只限几种颜色

容易

粉尘爆炸的危险性

没有

粉尘污染

没有


六、为什么要用粉末涂料

粉末涂料与工业溶剂型涂料相比,已被证明更具经济性和环保性
1.无发挥物产生
2.易清理
3.无需溶剂
4.对操作员危害小
5.使用方便

6.性能更佳

7.优良的经济性


七、粉末涂料的组成?

 1.粉末涂料的基本组成:

1)树脂:给涂层提供粉末涂料基本性能

2)固化剂(又称交联剂):与树脂高温交联反应形成性能稳定的涂层

3)颜料:提供涂膜不同的颜色和效果,例如金属和锤纹效果

4)填料:提供某些性能与降低粉末涂料的成本

5)助剂(添加剂):改善或提供粉末涂料某些特殊性能


2. 树脂
按树脂构成与性能树脂分为:

1)环氧树脂:树脂硬而有韧性,提供优异的机械性能,优异的耐化学和耐溶剂性,但是热稳定性,耐光性,耐候性差。
2)聚酯树脂:树脂硬而有韧性,提供优异的机械性能,优异的热稳定性、耐光性、耐候性,但是耐化学和溶剂性差。
3)丙烯酸树脂:树脂硬而有韧性,提供优异的机械性能,优异的热稳定性、耐光性、耐候性。
4)聚氨酯树脂:树脂硬而有韧性,提供优异的机械性能,优异的热稳定性、耐光性、耐候性,具有极佳的耐化学溶剂性能。

5)氟碳树脂:树脂硬而有韧性,优异的热稳定性、耐光性、超强的耐候性。


八、粉末涂料种类

1.按粉末涂料所用树脂与固化剂(交联剂)划分为:

1)纯环氧类:用于室内装饰或功能性粉末涂料。

2)环氧聚酯类:用于户内装饰性粉末涂料,是粉末涂料的主要产品类型

3)纯聚酯类:分为用TGIC与不用TGIC固话两种类型,用于户外型装饰与防护,用于户外,如空调、家具、铝型材等。

4)聚氨酯类:户外或户内用,装饰与功能性用途。

5)丙烯酸类:用于户外型用途,如户外家具、汽车涂料等。

6)氟碳类:超耐候粉末涂料,综合性能极优粉末涂料。


 2.按涂膜表面状态

1)平面粉末涂料

按其光泽又划分为:亮光—光泽>75%
平光—光泽40~75%
消光—光泽≤40%
2)砂纹粉末涂料

按其砂纹表面粗细状态分为:细砂、中砂与粗砂
3)锤纹(皱纹)粉末涂料
按其锤纹表面起伏状态分为:大锤纹、中锤纹与小锤纹

4)绵绵漆(水纹漆)粉末涂料

5)斑纹漆、龟纹漆粉末涂料

6)雪花漆粉末涂料

九、纯聚酯粉末涂料特点

(一)TGIC粉末涂料特点

特点:纯聚酯粉末,用于建材。TGIC作固化剂。

优点

缺点

耐直接加热炉污染空气强,对炉的要求低

不环保,对人体皮肤和生殖系统健康有危害

不易产生针孔

容易出现沙粒现象

热稳定性稍高

带电性能和上粉率比TGIC-free


不易作成地光泽,相对THIC-free地光泽的稳定性稍差

TGIC粉末解决方案

缺点

解决方案

不环保,对人体健康有潜在的危害

完全的防护措施和充足的个人健康保护。口罩,防尘防静电服装,安装眼镜等。

粉末涂料产生容易出现砂粒现象

注意生产条件控制,押出和粉碎。

带电摩擦枪性能和上粉率比TGIC-free

配方尽量调整,成本有较高提升。

粉末涂料存储温度高易结团

应尽量改善TGIC产品的存放环境条件。

煤气炉烘烤易失光

尽量调整配方,加相应助剂改善。

前处理若清洗不净涂膜易出现局部失光

客户改善前处理问题。

不易作成低光泽。相对TGIC-free低光泽的稳定性稍差

配方尽量调整,但有极限。

(二)TGIC-free粉末涂料特点

特点:纯聚酯粉末,用于建材。非TGIC固化剂,称为TGIC-free,或环保型粉末涂料。

优点

缺点

环保,对人体健康无危害。

耐直接加热炉污染空气稍差。

不容易出现砂粒现象。

热稳定性稍差。

带电性能和上粉率比TGIC高。

膜厚超过120um时容易产生针孔。

容易作成地光泽。相对TGIC低光泽的稳定性高

耐冲击、耐弯曲较差。

可以二次固化。


粉末储存期限比TGIC长。


TGIC-free解决方案

缺点

解决方案

耐直接加热炉污染空气稍差

目前在研究中

热稳定性稍差

目前在研究中

膜厚超过120um时容易产生针孔

喷涂时,控制装饰面膜厚120um以内。


十、产品性能


  • 比重1.2-1.8g/cm³(随颜色的不同而有所变化)

  • 储存条件:25℃(以下干燥通风环境)

  • 有效期:18个月


十一、固化条件


烘烤条件

耐冲击(kg·cm

平面亮光

200℃×10’

80

平面平光

200℃×15’

60

平面消光

200℃×15’

40

砂纹

200℃×15’

30

锤纹亮光

200℃×15’


锤纹消光

200℃×15’


绵绵漆

200℃×15’


热转印

200℃×15’150~200)℃×(3~8



十二、粉末涂料比重涂膜、膜厚与涂装面积的关系

粉末涂料喷粉面积的计算

公式:涂布面积(㎡/kg=1000/比重×膜厚(microns

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