粉粉末涂料的配方设计

粉末涂料是一种固体粉末态涂料，也是在粉末状态下进行的涂装。其有别于传统涂料的最大特点就是不含溶剂，随着环保要求越来越严格，粉末涂料应用范围不断扩大，在许多领域已经替代了溶剂涂料。同时经过三十年的发展，粉末涂料在家用电器、仪器仪表柜、防腐管道、建筑型材等领域的应用最多。我们在这里介绍粉末涂料主要品种的基本配方设计和实际应用的配方实例。其配方中主体就是树脂固化剂的性能，原来油漆中讲究的颜基比，基本被粉末涂料的质量百分比代替。一般说来，粉末涂料几个组分的比例如下（%）：

树脂固化剂：50-70，其中环氧树脂和聚酯树脂占大多数。

助剂：0.1-5，流平剂、增光剂、安息香是高光粉中必加。

颜料：0-25，钛白粉和碳黑，是两个极值品种，间或红黄蓝绿紫等颜料。

填料：0-50，主要组分一段确定，就拿填料来降低成本了。

1、 环氧型粉末涂料

环氧粉末是热固性粉末最早研发和形成市场的粉末品种，一般是基于双酚A型环氧树脂，常用的就是环氧树脂E-12，熔点在90°以上，环氧值在0.12左右。环氧粉末分为功能型和装饰型两类。

功能型环氧粉末近年来发展迅速，主要应用在防腐（输油输气、管件和阀件、钢筋等）领域、电子（元件等）和电气领域（汇流排和母线等）。功能型环氧粉末的基础树脂除双酚A型环氧树脂，也经常采用改性环氧如酚醛环氧树脂、橡胶弹性体环氧树脂等，具体在后面“功能型环氧粉末”有较具体的叙述。

装饰性环氧粉末目前并不普及，一般应用于特殊效果如水纹（绵绵漆）和裂纹粉末、浴室把手罩光透明粉和铸铁件表面花纹（如缝纫机机头用皱纹）等。

凡是在一定温度（150～200℃）下能与环氧基反应的化合物，都可以作为环氧粉末的固化剂，而事实上适合环氧粉末的固化剂主要品种有胺类（双氰胺、改性或加速双氰胺），酸酐（芳香族酸酐、脂环族酸酐等）酰肼（葵二酸二酰肼、己二酸二酰肼等）、咪唑类（往往作促进剂）和有机酚类固化剂等几类，根据不同的技术要求而选择相应的固化剂，同时要选择合适的固化促进剂配合，满足各种实际需要和固化条件，促进剂也有很多种类，如苄基三氯化铵、三苯基膦（TPP）、二甲基咪唑等。

表一 纯环氧粉末涂料配方

物料名称	纯环氧白色高光粉末 质量份	纯环氧黑色无光粉末 质量份
环氧树脂E-12	60	55
取代双氰胺310	2.5	--
消光固化剂B68	--	5.5
流平剂H88	1.2	1.2
Benzoin	0.4	0.4
增光剂H701	0.8	--
钛白粉	22	--
BaSO4	12.9	27.1
CaCO3	--	10
颜料群青	0.2	--
碳黑	--	0.8
合计	100.0	100

2、 纯聚酯粉末涂料

聚酯树脂是由多元酸和多元醇通过酯化缩合反应制得的聚合物。

3、环氧/聚酯型（混合型）粉末

当前在国内还是生产量最大和使用面最宽的品种，并且从当初的5/5，到现在的6/4、7/3、8/2，根据聚酯的价格拉开了配比，性能还是5/5的最好。

表二 环聚粉末涂料配方

物料名称	1环聚白色高光粉末	2环聚白色高光粉末	3环聚黑色哑光粉末	4环聚黑色无光粉末
环氧树脂E-12	30	18	27.5	16.5
聚酯树脂5050	30	--	27.5	--
聚酯树脂7030	--	42	--	38.5
流平剂H88	1.2	1.2	1.2	1.2
Benzoin	0.4	0.4	0.3	0.3
增光剂H701	1.0	1.0	0.5	--
消光剂646	--	--	2.0	4.0
钛白粉	22	22	--	--
BaSO4	15.2	15.2	25.2	23.2
CaCO3	--	--	15	15
颜料群青	0.2	0.2	--	--
碳黑	--	--	0.8	0.8
合计	100.0	100.0	100.0	100.0

二、常见配方

实用型主要以耐候性粉末（型材粉末，空调粉末）、白色家电粉末（冰箱、洗衣机粉末）、基础美术型粉末、户内外高透明粉末为基本内容，针对功能型粉末再作重点介绍，这是由于功能型粉末（以环氧粉末为主）实际应用领域和市场近来扩展很快，用途和性能不断提高，是目前重要的研发方向之一，同时也是能够取得较好经济效益的重要途径。

（一） 耐候性粉末（以建筑铝型材为例）

建筑型材以优异的耐久性、装饰性和加工成型性，广泛应用于建筑物的各个方面。而铝合金型材又因加工性能佳、质轻等优点，用量占金属型材的80%以上，粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长。目前，铝型材表面处理是阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式，每一种方式都各有优势，就环保方面看，粉末涂料更具优势，同时粉末涂料在色彩、花纹、光泽度等方面可选择性好，得到了各行人士的喜爱。具有代表性的粉末涂料品种有环氧型、聚酯型、丙烯酸型及有机硅树脂型等。作为实际应用，如铝框架、门窗、阳台、走廊、隔墙板等高防腐蚀性铝型材，大多数采用聚酯、丙烯酸粉末涂料；此外，由于环氧树脂粉末涂料具有优异的附着性、防腐蚀性，但耐候性较差，用于户内或者作为底漆。

建筑型材粉末涂料选用的聚酯树脂为饱和型的，按其端基分为端羧基型（—COOH）和端羟基型（—OH）两类。低酸值（20～45mgKOH/g）的聚酯用异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）、羟基酰胺作固化剂（Primid或HAA），端羟基（—OH）聚酯采用已内酰胺封闭的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）多元醇预聚物作固化剂，制备耐候性卓越的纯聚酯粉末涂料。

根据粉末涂料耐候要求，国外通常按照佛罗里达天然曝晒测试结果分成三级：

1. 标准型耐候粉末涂料（可以通过佛罗里达曝晒实验标准1～2a）

2. 改进型耐候粉末涂料（可以通过佛罗里达曝晒实验标准2～3a）

3. 超耐候型耐候粉末涂料（可通过佛罗里达曝晒实验标准5a以上）

国内我们一般依据GB/T 1865-1997《色漆和清漆  人工气候老化和人工辐射暴露》（滤过的氙弧辐射），对相应的粉末涂料作耐候性评估。

表11-6 较典型的白色和灰色参考配方（高光型）

组份	质量份	组份	质量份
P9335	300	P5200	610
PT710	22.5	PT710	46
PV88	3.9	PV88	8
Benzoin	2.6	Benzoin	5
9615A	0.7	BaSO4,10HB	72
钛白CR 828	165	9615A	3
BaSO4,5HB	28.6	CR 828	220
铁黄4920	5	绿GNX GREEN	0.4
--	--	103	1.5
--	--	黄45-SQ	1
合计	528.3	合计	966.9

依照上述配方经标准工艺生产和严格检验，粉末具有性能如下：

1. 具有十分优异的柔韧性，防腐蚀性；

2. 卓越的户外耐候性（抗紫外光降解），十分优良的装饰性和经济效益；

3. 该产品与铝材及镀锌底层有良好的附着力，无需底漆；

4. 涂膜的物理机械性能和耐化学药品性能好。

详细性能指标如下：

外观（目测） 色泽均匀疏松

密℃ 1.2～1.6g/cm3

粉末细℃（180目筛余物） <0.5%

储存稳定性（35℃以下） 12个月

试验项目 Qualicoat 指标

涂膜厚℃ 60～80um

60。光泽度 >85%(高光)

抗冲击性能 490N·cm

弯曲性能 3mm

杯突试验 ≥7mm

附着力（划格法） 0级

压痕硬度 ≥80

耐盐雾试验（1000h）           在10cm划痕中有小于16mm2腐蚀

耐候试验 1年，朝南倾角5。清洗样品测试保光率≥50%

人工加速老化试验（1000h）     失光率≤50%（依据GB/T 1865-1997）

其涂装方法：采用认可的涂装机械，按照产品说明和技术说明在正常条件下进行施工，该产品可形成平整有光或无光的涂层，完全符合甚至超过Qualicoat标准的技术指标。

推荐固化条件：190℃/20min,200℃/15min。

湖北来斯技术部 2017.7.15