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热固性粉末涂料的组成

     表3给出了热固性粉末涂料配方中各种成分的用量范围。固化剂用量过低,树脂固化不完全(甚至不固化),漆膜交联密度不够,严重影响漆膜的外观和机械性能;固化剂用量过高时,反应过快,交联程度不好,漆膜发脆,影响耐冲击性和耐腐蚀性能。

 
    表3  粉末涂料配方中各种成分的用量范围
 

组成

树脂

固化剂

颜料

填料

助剂

质量份

100

1836

0.120

050

0.15

 
    为了改善树脂的放热效应,减少膨胀系数,改善漆膜的耐磨性和机械性能,应加适量的填料。填料本身应耐腐蚀,不含水分和挥发性物质,不与粉末中的其它组分发生化学反应。涂膜性能的好坏与填料的加入量、品种、结构、颗粒形状、粒度、粒度分布以及制粉过程中挤出分散效果等有很大关系。在粉末涂料中常用的填料品种有沉淀硫酸钡、重晶石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土、沉淀二氧化硅、云母粉、石英粉和硅微粉等。较新的填料有纳米材料和导电高聚物。梁琳俐讨论了沉淀硫酸钡、云母粉、空心玻璃徽珠、纳来氧化硅这四种填料,对涂层的杭冲击性、耐水煮性、耐海水浸泡性、耐自然暴晒性的影响。
 
    粉末涂料中使用的黑色颜料主要是炭黑、铁黑。但铁黑在烘烤过程中容易变色,固化温度高于150℃时不推荐使用,且遮盖力较炭黑差,所以在粉末涂料中很少使用。红色无机颜料主要使用铁红、钼铬红两种类型的颜料。氧化铁颜料价格低廉、无毒、易分散,在粉末涂料中应用很普遍,其中红色和褐色氧化铁颜料有良好的热稳定性、耐碱和耐稀酸、耐光和耐候性。黄色无机颜料主要是铁黄、铬黄两种类型的颜料。白色无机颜料主要有氧化锌、立德粉、钛白粉(金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉)等。因为但现代金红石型钛白粉颜料在白度、遮盖力、消色力、光泽促进性、分散性、保旋光性、保色性、抗粉化性诸方面都有明显优势,所以粉末涂料中应用最多的白色颜料是金红石型钛白。王玲珑等讨论了常用的无机颜料对聚酯/环氧粉末涂料体系物理以及化学涂膜性能的影响(表4)。
 
    表4 几种白色颜料主要性能对比
 

种类

密度/(g/cm3)

折射系数

消色力

遮盖力(相对值)

化学成分

吸油量/(g/100 g)

金红石型钛白粉

4.2

2.76

1 650

100

TiO2

1324

锐钛型钛白粉

3.9

2.55

1 270

78

TiO2

1324

氧化锌

5.6

2.02

200

14

Zn

1220

立德粉

4.2

1.84

260

18

ZnSBaSO4

1012

    在粉末涂料中,使用硅烷偶联剂对颜料进行预处理,可以提高涂层的附着力、柔韧性及抗冲击性等物理机械性能。当粉末涂料内存在少量硅烷偶联剂时,在粉末涂覆熔融后,硅烷会迁移到涂层和底材的界面,进而与底材的表面形成氢键或缩合成Si-M共价键(M 为无机表面) .氢键和共价键远比界面的范德华力强,因此呈现出很强的对底材界面的初始附着力。另外,由于硅烷偶联剂的存在,使颜料颗粒在粉末熔融流平过程中分布更加均匀、致密,这样可以改善涂层的流平性和光泽。少量有机硅烷偶联剂也能在有机树脂与有机硅树脂之间起连接作用。

    为了改善粉末涂料的稳定性、固化流平性、组分均匀性等贮存和施工性能,应加入适量增塑剂、流平剂、憎水剂、流动改进剂、抗磨剂等助剂。流平剂的作用是涂膜熔融流平时,在表面形成极薄的单分子层,以降低表面张力,克服缩孔等弊病。