粉末涂料的品种虽然没有像溶剂型涂料那样繁多,但可做为粉末涂料的聚合物树脂也很多。总的可分为热固型和热塑型两大类。
1. 热固型粉末涂料是指以热固性树脂作为成膜物质,加入起交联反应的固化剂经加热后能形成不溶不熔的质地坚硬涂层。温度再高该涂层也不会像热塑性涂层那样软化,而只能发生分解。由于热固性粉末涂料所采用的树脂为聚合度较低的预聚物,分子量较低,所以涂层的流平性较好,具有较好的装饰性,而且低分子量的预聚物经固化后,能形成网状交联的大分子,因而涂层具有较好防腐性和机械性能。故热固性粉末涂料发展尤为迅速。
1.1 环氧粉末涂料。由于具有优异的与金属粘合力、防腐蚀性、硬度、柔韧性和冲击强度,所以是热固性粉末涂料中首先应用的品种。环氧粉末涂料的配制是由环氧树脂(Epoxy Resin)、固化剂(curing agent)、颜料(pigment)、填料(filler)和其它助剂(assistant)所组成。这几种组分对所形成的粉末涂层性能的贡献是互相制约和影响的,一个适宜的配方,实际上是各种组分协调的结果。
1.2 聚酯粉末涂料。聚酯粉末涂料与其它类型粉末涂料相比,具有独特性质。表现在耐候性、耐紫外旋光性能比环氧树脂好。另外由于聚酯树脂带有极性基团,所以上粉率比环氧树脂高,烘烤过程中不易泛黄,光泽度高,流平性好,漆膜丰满,颜色浅等特性,因而具有很好的装饰性。一般多用于电冰箱、洗衣机、吸尘器、仪表外壳、自行车、家具等领域。
1.3 丙烯酸酯粉涂料。丙烯酸树脂粉末涂料有热塑性和热固性两种。热固性丙烯酸树脂粉末涂料最大的优点是具有优良的耐候性、保色性、耐污染性、金属附着力强、涂膜外观优异,适用作装饰性粉末涂料。
2. 热塑性粉末涂料。热塑性粉末涂料是1950年开始出现的,它在喷涂温度下溶融,冷却时凝固成膜。由于加工和喷涂方法简单,粉末涂料只需加热熔化、流平、泠却或萃取凝固成膜即可,不需要复杂的固化装置。大多使用的原料都是市场上常见的聚合物,多数条件下都可满足使用性能的要求。但也存在某些不足,诸如熔融温度高,着色水平低,与金属表面粘着性差等。尽管如此,常用的热塑性粉末涂料仍表现出一些特有的性能,其中聚烯烃粉末涂料具有极好的耐溶剂性;聚偏氟乙烯涂料具有突出的耐候性;聚酰胺具有优异的耐磨性;聚氯乙烯具有较好的价格/性能比;热塑性聚酯粉末涂料具有外观漂亮、艺术性高等优点。这些特性使热塑性粉末涂料在涂料市场中占有很大比例。
2.1 聚氯乙烯粉末是工业化大规模生产的最便宜的聚合物之一。它具有极好的耐溶剂性,对水和酸的耐蚀性好,耐冲击,抗盐雾,可防止食品污染和对静电喷涂有高的绝缘强度。主要用于涂装金属网板、钢制家具、化工设备等。
2.2 聚乙烯粉末涂层具有优良的防腐蚀性能,耐化学药品性及优异的电绝缘性和耐紫外线辐射性。缺点是机械强度不高,对基体的附着力较差。可用于化工池槽、叶轮、泵、管道内壁、仪表外壳、金属板材、冰箱内网板、汽车零部件等。
2.3 尼龙粉末涂料。尼龙(Nylon)又称聚酰胺,由于分子链上氯基的N原子与相邻链段上的氢原子易形成氢键,所以聚酰胺树脂的熔点一般都较高。尼龙具有较高的机械强度、抗冲击性能、硬度、耐磨性和摩擦系数小、低吸尘等优点,可用于特殊要求的部件。如用于水泵叶轮、纺织机械零部件、柴油机的起动活塞零部件、机帆船推进器叶轮、汽车车轮、摩托车支架、农业机械、建筑和运动器材等。另外,由于尼龙的抗盐水和对霉菌、细菌的惰性,很适于制造浸于海水或接触海水的涂层,同时尼龙粉末涂料无毒、无味,不被霉菌侵蚀,不会促使细菌生长,很适于喷涂食品工业的零部件,饮用水管和食品包装等。
4 氟树脂粉末涂料。含氟聚合物能够制备粉末涂料的种类很多,如聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PTFCE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。聚四氟乙烯熔点高达327℃,可以在-250~250℃范围内长期使用,此外还具有优异的耐腐蚀性,甚至在王水中也不腐蚀,优良的介电性能,极低的摩擦系数和自润滑性,所以素有“塑料王”之称。大量应用于石油、化工防腐涂层、密封、轴承润滑材料、电子电器材料、船舶下水导轨及不粘锅涂层等。聚三氟氯乙烯价格比PTFE便宜,加工温度可以降低,涂层可在130℃以下长期使用,耐碱及耐氟化氢腐蚀的能力优于耐酸搪瓷,耐盐酸、稀硫酸、氯化氢及氯气腐蚀的能力优于不锈钢设备。已大量应用于化工厂、农药厂、制药厂、洗涤剂厂等的防腐设备。聚偏氟乙烯粉末涂料的最大优点是耐候性优异,在室外曝晒有高的耐降解性,并且不吸灰尘,很容易保持原有光泽。 5 氯化聚醚粉末涂料。氯化聚醚具有优异的化学稳定性,涂膜对多种酸、碱和溶剂有良好的抗蚀、抗溶解性能,化学稳定性仅次于聚四氟乙烯,机械和摩擦性能也很好。氯化聚醚粉末涂料主要应用于化工设备、管道衬里,仪表设备外壳等。其缺点是与金属粘着力较差。经加入添加剂可改善与金属的粘着力。

1.国外发展趋势

1.1逐步实施严格控制措施。

涂装危害50年代中期引起了一些国家的注意并开始治理,1969年美国国会批准“66”法令后,进入了全面治理阶段。70年代以来,世界各国及有关国际组织以涂料为源头,首先以苯为重点控制有机溶剂,最后扩大到全部化学品特别是有害化学品,先后采取的措施主要有:实行毒性、火灾危险分级,实行有机溶剂排放总量限制(VOC),限制淘汰严重危害人类安全健康的涂料品种及涂装工艺,制订妇女特殊保护规定,制定儿童玩具、用具和室内装修等安全卫生标准,对涂料及有关化学品的生产、销售、使用实行严格管理等。

1.2全球共同采取控制措施。

80年代以来,随着全球经济一体化的进展,化学品危害已经成为全球性问题。1990年国际劳工组织与世界卫生组织、联合国环境计划署以及联合国粮农组织、工发组织进行合作,通过了“1990年化学品公约”。随后国际化工行业制定了“责任关注计划”,国际涂料和印刷油墨协会制定了“涂料关注计划”,承诺要不断地改进安全、健康和环境问题。欧洲涂料、油墨、美术颜料生产商协会联盟(CEPE)制定了“管理实施规范”,并采取了一系列具体措施:促成欧洲经合组织讨论铅对男性生殖影响及控制铅的问题,制订涂料中的呼吸性粉尘与溶剂蒸气的最高允许浓度,与欧洲毒物中心建立预测信息和专业性援助关系,提出食品包装印刷油墨的有关方案,与比利时等国商讨立法问题,制定有关杀菌剂使用、VOC排放、污染综合管理的指导性方针,向新闻媒体提供信息,满足社会公众的需要。

1.3 21世纪的安全经济。

20世纪后期,世界经济发展经历了职业危害、环境污染、就业压力、金融风暴等诸多难题,人们开始进行反思。进入21世纪的经济发展,一些有识之士提出应当是“安全经济”,其中包括人类的安全、健康和环境问题,给涂装技术发展提出了新的更高的要求。

2.国内外的主要差距

2.1涂料产品结构的安全问题仍然不少。

改革开放以来,涂料工业发展迅速,产量大幅度增长,产品结构也有大的调整,高档合成树脂涂料所占比例由1980年的52%上升到1997年的70%。但安全健康方面的问题不少,苯占溶剂的比例虽从1985年5.2%下降到1997年2%左右,但苯仍然是主要职业危害因素;有机溶剂占涂料的比例从1985年29.2 %上升到1995年40%,有机溶剂耗量大幅度增加;环境适应性涂料所占的比例,1997年为20%,预计2000年达到30%,还不能适应社会发展需要;重金属含量尚未得到认真控制。一些先进国家70年代后期已不再用苯作涂料溶剂,有机溶剂耗量已降到30%(低的降到接近20%),美国含铅、铬的颜料已降到4%,80年代中期环境适应性涂料所占比例已达到55% ~ 65%。与先进国家比较尚有很大差距。

2.2涂装落后工艺仍占一定比例。

改革开放以来,涂装工艺技术有了长足进步,涂漆工艺80年初期以高耗的手工空气喷涂为主(约占50%~55%),随着静电喷涂、粉末喷涂、电泳涂装、高压无气喷涂等技术的推广应用,90年代中期已不再占主导地位;化学前处理工艺得到了广泛推广应用;干燥固化工艺以电为主逐步转向电、油、天然气、煤粉等多种能源结构,热风干燥(固化)、高红外快速固化等技术的推广应用,降低了能耗;复式控制电器、机械手等技术的推广应用,提高了安全可靠性。但是我国涂装工艺技术仍处在先进与落后并存的时期,手工刷漆手工除锈、空气喷涂、自然干燥等仍占有一定比例,特别在乡镇、个体企业还占有相当比例。与先进国家相比,仍然有一定差距。

2.3整体安全水平急待提高。

80年代初期防护工程技术简易,自然通风、简易机械排风占76%,具有漆雾、溶剂净化的机械排风仅占6%,喷漆室使用率45%。90年代中期典型调查,自然通风、简易机械排风占27.2%,具有漆雾、溶剂净化的机械排风占18.2%;喷漆室得到了普遍推广应用,虽然由于样本数量少,不可进行比较,但也可以看出防护工程技术有了较大进步。但是整体安全水平急待提高,电气问题突出,已成为火灾主要原因;通风防护较差,广东调查涉外企业无防护措施占31.2%;有机溶剂废气净化使用率低,东部经济发达地区无净化措施的占63.6%,中西部地区远高于这个数字。与先进国家比较,我国防护工程技术整体水平不高,还有相当大的差距。

2.4立法与执法力度不够。

1994年我国批准国际劳工组织“1990年化学品公约”,1996年制定《工作场所安全使用化学品规定》,并制订了相关的国家标准,但由于种种原因,没有得到相应的贯彻落实。由于至今尚未制定颁布涂装安全法规,涂装安全标准的宣贯远未达到预期效果,特别是限制淘汰严重威胁安全健康的涂料及涂装工艺方面,收效不大。由于至今尚未开展涂装安全检验工作,不能有效的进行监督,以致新投产涂装流水线(包括引进项目)仍然遗留了不少事故隐患。先进国家均制定有完善的法规与标准,美国仅有机溶剂排放制定的法令法规就有5项,我国在这方面差距很大。



7月15日,佛山立兴涂料有浪公司于佛山宾馆成功举办了“户外粉末涂料性能与标准研讨会”,这是国内首次深入探讨有关于中国国标(铝合金建筑型材)与欧美标准的比较EPON技术的专题研讨会,研讨会特邀嘉宾自比利时范良博士同期还分析不同涂料系统的性能,并与云集现场的专家学者、企业代表、媒体代表等200人次进行了热烈的讨论。本次研讨会的成功召开必然将加深中国企业对欧美标准的比较EPON技术的了解与运用。

本次研讨会,与会人士与会嘉宾都十分珍惜此次的交流盛会,从演讲到提问,无不是精心准备,各抒己见。特别是一些行业内的企业代表,见解独到,对国内外试验厂家的评点直言不讳,更是把自己多年来潜心研究的技术成果无偿共享。广州汉高表面技术有限公司(Henkel)的专业人员现场就举办了一场关于环保与前处理的探讨课题。

本次研讨会的举办,获得了良好的效果,与会嘉宾非常满意,纷纷表示希望新立兴涂料以后能提供更多的技术交流平台,促进中国粉末涂料产业的发展。



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公 告: ·粉末涂料的种类 ·国际涂装发展趋势及我国涂装与国外差距 ·户外粉末涂料性能与标准研讨会召开

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