引言 自20世紀70年代石油危機后，粉末涂料就以其資源節(jié)約，環(huán)保無公害和便于自動化生產(chǎn)的特點得到迅猛發(fā)展，而其中作為粉末涂料兩大種類之一的熱塑性粉末涂料始于20世紀30年代后期。 20世紀40年代由于石油化工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，使得聚乙烯，聚氯乙烯，聚酰胺樹脂等樹脂產(chǎn)量迅速增長，從而開始了熱塑性粉末涂料的研究，最初是人們想利用聚乙烯耐化學品性能好的特點，將其應用于金屬涂裝，但是由于聚乙烯不溶于溶劑，無法做成溶劑型涂料，又沒有找到合適的膠粘劑把聚乙烯板材粘貼在金屬內(nèi)壁。就使用了火焰噴涂法，將聚乙烯粉末熔融涂覆在金屬表面，因此開創(chuàng)了熱塑性粉末涂料的開端。流化床法作為目前熱塑性粉末涂料應用最廣泛，最普遍的涂裝方法始于1950年的直接撒布法，即將樹脂粉末均勻的撒在加熱工件表面，使粉末熔融形成涂層的一種方法。為了使撒布法能夠自動進行，1952年德國試驗成功了流化床法，流化床法就是利用空氣或惰性氣體吹入流化床底部的多孔性透氣板形成均勻分布的細散氣流，從而使流化床內(nèi)的粉體流動達到一種接近流體的狀態(tài)，因此工件可以更加均勻的分布在工件表面，得到光滑平整的表面。 
我國的熱塑性粉末涂料起步較晚，從60年代聚乙烯粉末涂料研制成功，從依賴進口到國產(chǎn)化已經(jīng)經(jīng)歷數(shù)十年時間，我國熱塑性粉末涂料質(zhì)量已經(jīng)接近國外水平。目前，熱塑性粉末涂料包括聚乙烯/聚丙烯粉末涂料，聚氯乙烯粉末涂料，尼龍粉末涂料，聚偏氟乙烯粉末涂料，熱塑性聚酯粉末涂料等眾多種類，已廣泛應用于我國的交通防護隔離，管道防腐，以及各種生活用品之中。
01聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）粉末涂料 聚乙烯作為最先應用于熱塑性粉末涂料的材料之一，和聚丙烯并重為上個世紀最重要的兩種熱塑性聚合物。目前高密度和低密度的聚乙烯都有應用于熱塑領(lǐng)域，通常高密度聚乙烯應用于工業(yè)領(lǐng)域，低密度應用于民用領(lǐng)域。 
因為聚乙烯和聚丙烯的分子鏈是碳-碳鍵，兩者都具有烯烴的非極性特征，所以聚乙烯和聚丙烯粉末都具有良好的耐化學性，因此廣泛應用于防腐領(lǐng)域，用作保護，貯存和輸送化學品，化學試劑的容器，管子和輸油管線。作為一種惰性材料，該種粉末涂料對底材的附著力較差，需要對底材進行嚴格的表面處理，或者涂覆底漆，或者加入其他材料對聚乙烯進行改性處理。 聚乙烯樹脂作為熱塑性粉末涂料中使用最廣泛，產(chǎn)量最大的一種，有以下幾種優(yōu)點： a.優(yōu)良的耐水，耐酸堿和耐化學品性能； b.良好的電絕緣性能，良好的隔熱性能； c.拉伸強度，柔韌性和耐沖擊性能優(yōu)異； d.抗低溫，可以在零下40℃情況保持400小時不開裂； e.原材料相對價格低廉，無毒環(huán)保。 同樣，因為基材聚乙烯的性質(zhì)原因，聚乙烯粉末涂料也有一些無法避免的缺點： a.涂膜硬度，耐磨性和機械強度相對較差； b.涂膜附著力較差，一般需要對底材進行嚴格處理； c.耐候性能差，受紫外線照射后易產(chǎn)生應力開裂； d.不耐高溫，耐濕熱性能差。 表1. 聚乙烯的改性樹脂和改性后的特點 改性樹脂 | 改性后特點 | 聚丙烯 | 提升硬度和其他機械性能 | 聚丁烯 | 提升機械強度和光澤 | EVA樹脂 | 提高附著力，降低施工溫度 | 萜烯樹脂 | 提高附著力 | 醋酸纖維素 | 提高硬度和流平性能 | 醋丁纖維素 | 提高光澤和流平性能 |
02聚氯乙烯（PVC）粉末涂料 聚氯乙烯是一種含有少量不完整晶體的無定形聚合物，大多數(shù)PVC樹脂產(chǎn)品分子量在50000到120000之間，高分子量的PVC樹脂雖然具有更好的物理性能，但因為低分子量PVC樹脂具有更低的熔體粘度和軟化溫度，所以其比高分子量PVC樹脂更適合作為熱塑粉末涂料的材料。 PVC本身是一種剛性材料，無法單獨作為粉末涂料原料，制作涂料時要加入一定量的增塑劑來調(diào)節(jié)PVC的柔韌性，同時，加入增塑劑也降低了材料拉伸強度，模量和硬度，選擇適當?shù)脑鏊軇┓N類和數(shù)量，可以使材料的柔韌性和硬度之間達到期望的平衡點。對于一個完整的PVC粉末涂料配方，穩(wěn)定劑也是必不可少的一部分，為了解決PVC的熱穩(wěn)定性，目前開發(fā)了具有較好熱穩(wěn)定性的鈣和鋅的混合鹽，鋇和鎘的皂類，硫醇錫，二丁基錫衍生物，環(huán)氧化合物等，鉛穩(wěn)定劑雖具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，但由于環(huán)保原因退出市場。 目前使用PVC粉末涂料最多的產(chǎn)品是各種生活器具和洗碗機架，PVC產(chǎn)品具有良好的耐洗滌性和耐食品污染性，它還可以對碗碟架起消音作用，使用PVC產(chǎn)品涂覆的碗碟架在放置餐具時不會發(fā)出噪音。PVC粉末涂料可以采用流化床施工，也可以采用靜電噴涂施工，但其要求的粉末粒徑不同。同時需要指出的是，PVC粉末涂料在浸涂時會發(fā)出刺鼻氣味，對人體有害，國外已經(jīng)開始禁止使用。 聚氯乙烯粉末涂料有以下優(yōu)點： a.原料價格低廉； b.抗污染性好，耐洗滌性，耐腐蝕性優(yōu)良； c.機械強度高，電絕緣性能好； 聚氯乙烯粉末涂料也有以下缺點： a.PVC樹脂的熔融溫度和分解溫度之間溫差小，在涂裝過程中需要嚴格的控制溫度，以免涂料在涂裝過程中分解。 b.涂膜不耐芳香烴類，酯類，酮類和氯化溶劑等。 03聚酰胺（尼龍）粉末涂料 聚酰胺樹脂是一種應用廣泛的熱塑性樹脂，俗稱尼龍。尼龍具有很好的綜合性能，硬度高，特別是耐磨性能突出，尼龍涂層的動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)小，具有潤滑能力，因此應用于紡織機械軸承，齒輪和閥門等方面，尼龍粉末涂料具有較好的潤滑能力，工作噪音小，柔韌性好，附著力優(yōu)良以及耐化學品性，耐溶劑性使得其可以作為一種理想的耐磨潤滑涂層代替銅，鋁，鎘，鋼等，尼龍涂膜密度僅是銅的1/7，耐磨性卻是銅的8倍。 尼龍粉末涂料是無毒、無嗅和無味的，再結(jié)合不會被真菌侵襲、不會促使細菌滋生的事實，使得它們成功應用在食品加工行業(yè)中涂飾機器部件和管路系統(tǒng)，或者涂飾與食品能夠直接接觸的表面。由于其耐水、耐鹽水等性能都很好，故也常用于洗衣機零部件等涂裝。 尼龍粉末涂料的一個重要應用領(lǐng)域是涂覆各種類型的把手，不僅僅是因為它們具有耐磨損性和耐刮擦性等重要特征，還因為它們熱傳導率低使得把手感覺柔和，也使得這些材料非常適合涂裝工具把手、門把手以及方向盤。 與其他涂料相比，尼龍涂膜的耐化學品性能較差，不宜在酸，堿等化學環(huán)境中使用。因此，一般會加入一些環(huán)氧樹脂，作為改性劑，不僅可以提高尼龍涂膜的耐腐蝕性能，也可以提高涂膜和金屬底材之間的結(jié)合強度。尼龍粉末吸水性較高，易在施工和保存中受潮，因此需要在密封條件下貯存，也不宜長期在濕熱條件下使用。還有另外一點就是尼龍粉末的塑化時間比較短，甚至有不需要塑化即可達到理想效果的涂膜，這是尼龍粉末較為特殊的一點。 04聚偏氟乙烯（PVDF）粉末涂料 熱塑性粉末涂料中耐候性能最具有代表的涂料是聚偏氟乙烯粉末涂料。 作為最具代表性的耐候性乙烯聚合物，聚偏二氟乙烯（PVDF）的特點是具有好的力學和沖擊性能，極好的耐磨性與卓越的柔韌性和硬度，可以抵抗酸，堿，強氧化劑等大多數(shù)腐蝕性化學品，而且其還不溶于涂料工業(yè)中常用的化學溶劑，這些都是由于PVDF中所含有的F-C鍵。同時，PVDF還符合FDA的要求，可以應用于食品加工，可以與食品相接觸。 PVDF因為其較高的熔體粘度，在薄涂成膜時容易導致針孔和較差的金屬附著力，材料價格過高，因此大多數(shù)情況并不會單獨作為粉末涂料的基料，一般會加入30%左右的丙烯酸樹脂來改善這些性能，丙烯酸樹脂含量過高則會影響涂膜的耐候性。 
PVDF涂膜的光澤比較低，一般在30±5%左右，限制了其在表面裝飾的應用。其目前主要作為大型建筑物的建筑涂料，應用于屋頂面板，墻面和擠出鋁窗框，具有極優(yōu)異的耐候性能。 參考文獻 [1] 張俊智，粉末涂料和涂裝工藝學，化學工業(yè)出版社，2008.2 [2] 南仁植，粉末涂料與涂裝技術(shù)，化學工業(yè)出版社，2000.5 [3] 張華東，熱塑性粉末涂料，化學工業(yè)出版社，2000.5 來源：2018粉末涂料與涂裝行業(yè)年會 作者：朱金曉、呂彬 黃山華佳表面科技有限公司 免責聲明：所載內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng)及業(yè)內(nèi)人士投稿，微信公眾號等公開渠道，我們對文中觀點保持中立，文中觀點不代表本公眾號觀點，所有文章僅供參考，交流之目的。轉(zhuǎn)載的稿件版權(quán)歸原作者和機構(gòu)所有，如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除。（文章轉(zhuǎn)載于：粉末平臺 侵刪） 欲了解更多精彩詳情，請關(guān)注官方微信“工業(yè)涂料及粉末涂料涂裝展”！ |
