2012第十讲 粉末涂料的制备和配方技术

1、粉末涂料的制备和配方技术2012年讲义（史英骥）1 粉末涂料的定义、组成和分类1.1 涂料的定义能涂敷于底材表面并形成坚韧连续涂膜的液体或固体高分子材料称为涂料（摘自于中国大百科全书-化工卷）。粉末涂料顾名思义就是固体粉末状的涂料，或叫粉体涂料。由于其性能及加工过程与塑料相似，又称之为塑粉（塑料粉末）。1.2 粉末涂料的组成 成膜物质：树脂，它是涂料成膜的基础，又称基料。树脂是粘结颜填料形成坚韧连续膜的主要组分。固化剂：在热固性体系中与成膜树脂发生交联反应的物质。 颜料：赋予粉末涂料遮盖性和颜色。 填料：在一定情况下增加粉末涂料涂膜的耐久性和耐磨性，降低涂膜的收缩率和降低成本。 助剂：用以增加

2、粉末涂料的成膜性，改善或消除涂膜的缺陷，或使涂膜形成纹理。 功能组分：赋予涂膜某种特殊功能，如导电、伪装、阻燃等等。1.3 粉末涂料的分类粉末涂料的品种很多，性能和用途各不相同。粉末涂料可以按照成膜物质、涂装方法、涂料功能和涂膜外观进行分类。粉末涂料按主要成膜物的性质分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料两大类。粉末涂料按其特殊功能和用途可以分为装饰型粉末涂料、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。粉末涂料按涂膜外观可以分为高光粉末涂料、有光粉末涂料、半光粉末涂料、亚光粉末涂料、无光粉末涂料、皱纹粉末涂料、砂纹粉末涂料、锤纹粉末涂料、绵绵纹粉末涂料、金属粉末涂

3、料和闪光粉末涂料等。成膜物为热塑性树脂粉末涂料是热塑性粉末涂料，成膜物为热固性树脂的粉末涂料是热固性粉末涂料。首先开发的是热塑性粉末涂料，热固性粉末涂料由于其涂膜具有各种优异的物理、化学性能及外观装饰性等优点，从而迅速占据市场成为粉末涂料的主流品种。粉末涂料的生产厂家一般还是以成膜物的种类分类，以方便产品的命名和管理。1.3.1热塑性树脂和热固性树脂的意义和特性：1.3.2热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料的性能特性比较：见下表1-1比较项目热塑性粉末涂料热固性粉末涂料树脂分子量树脂软化点颜料分散性树脂粉碎性能对底漆的要求涂装方法涂膜外观涂膜薄涂性涂膜物理性能的调节涂膜耐溶剂性涂膜耐污染性高很高差

4、差 需低温或冷冻粉碎需要流化床浸涂为主和其他涂装方法一般困难不容易较差不好中等以下较低较容易较容易可以常温粉碎不需要静电粉末涂装和其他涂装方法很好容易容易好好2、热固性粉末涂料的工艺2.1、热固性粉末涂料生产工序过程粉末涂料生产工艺过程分为四个工序：配、混料工序；热混炼、挤出工序；冷却、破碎工序；磨粉、筛分工序。前两道工序，是使成膜树脂相互溶解均匀，并使颜填料在树脂中分散得足够均匀；而后两道工序，就是如何将粉磨好。粉末涂料就生产和产品控制而言就是两个要点：如何使粉末涂料的各种原材料混合分散均匀，使其具备涂料的性能；如何将混合分散好的物料加工成合适粒度的粉料，以利于涂装使用。粉末涂料的生产流程及

5、操作要点，见图2-1清机新机器的清理：主要是油污和焊渣、铁屑品种切换时的清理备料根据所做产品的品种和数量进行原材料的准备配料仔细核对各种原料的产地、型号、批次是否和工艺配方中要求的一致对要使用的所有计量器具进行校对分清不同材料对计量器具精度的要求并按要求进行准确计量投配料按规定的顺序进行投料并按规定的程序、搅拌强度和时间进行混料并做到每料配制工艺的一致性混炼挤出按规定将螺筒加热到设定温度料斗内的物料不得加得过满、过实，以防堵料造成螺杆空转安全启动螺杆转动，调整到规定转速，待主电机电流平稳后启动进料器在挤出过程中要随时观察并定时记录螺筒各段温度值和各电机的电流值参数保证物料挤出的连续性热固性粉末

6、涂料的工艺流程和操作要点压片、冷却、破碎开启压片机之前先备好接料器皿、粗调辊距，开启轧辊冷却水阀、在启动挤出机前启动压片机待挤出物料出来后细调辊距并协调挤出速度调整好钢带速度，保证料片在达到破碎辊处之前能够充分冷却磨粉过筛按要求装好规定目数的筛网并检查各管道、部件的连接是否牢固按照规定程序启动磨机，待风机风量或电流稳定后再依次启动其它部分，最后启动进料器按规定调整好风量以及副磨、进料器的速度，保证磨体内温度正常随时做筛析样以确定无破、漏筛。以每个投料批次量为单位进行中控抽样计量包装后混加工按规定将待拼混的物料加入拼混罐中，并按规定的拼混条件混合后抽样检测，如与样板外观不一致应继续调整。图2-1

7、2.2、热固性粉末涂料的生产设备及其结构和工作原理热固性粉末涂料的生产设备一般分为：配料系统、混炼挤出（分散）系统、冷却破碎系统和磨粉系统四个部分。2.2.1.1配料设备常用的配料设备有两种，不带破碎装置的配料罐和带破碎装置的配料罐。如图2-2、图2-3所示：图2-2 无破碎装置的配料罐1图2-2所示的混料罐没有搅拌浆，无破碎装置，靠自身的翻转，将罐体内的物料提升和下落进行物料的混合。图2-3 无破碎装置的配料罐2图2-3所示的混料罐也无破碎装置，在自身翻转的同时，罐的一头还配有一个低速搅拌桨用以出料，水平中轴上配有螺旋推进器，加大混料强度。目前，以上这类设备主要用于美术粉及银粉的拼混等。 图

8、2-4 有破碎装置的配料罐图2-4所示的混料罐下部装有水平转动的并有一定斜面的桨叶，桨叶将物料水平搅动，并在离心力的作用下物料趋向罐体内壁。同时，桨叶的斜面将物料向上推抛，物料再顺着罐体侧壁的斜面向内翻动。与此同时，侧面的破碎刀片高速旋转，将树脂打碎。该混料罐混料强度大、效率高，是目前最常用的混料设备。 此种混料罐可做成卧式结构，通过皮带轮传动和变速，这样可做成较大容量的混料罐。图2-5 翻转式高速混料机图2-5所示翻转式高速混料机是目前比较新型的设备，有了翻转的动作，增大混料投料量效果没有变化，一次投料量和生产效率大大提高。图2-6 可以多次翻转的配料罐图2-6所示的混料机罐体可进行多次的翻

9、转操作。图2-7 可以分离的配料罐图2-7所示的混料机罐体罐机可分离，可一机多罐，以提高工作效率。2.2.1.2配、混料工艺粉末涂料的原料基本上是固体物料，粉末涂料原料的混合就是不同物质间的固相均匀混合，以利于下道工序混炼、挤出进行。配料方面首先是配料的计量器具和称量误差。在规定的误差范围内，使用合适称量精度的计量工具，使各物料的计量误差最小。对着色力强的颜料称量的相对误差应控制在0.5%以内，其它材料的相对误差不能超过1%。误差要求的越高，对计量器具的精度要求就越高，操作难度就相应加大。考虑某种原料的误差量能否对产品品质造成影响来制订各物料允许的误差值。相对误差的计算公式如下：相对误差=（测

10、量值-真值）真值% （该误差值位操作误差）材料的投料顺次不同会在一定程度上影响物料混合的均匀程度和效率，在使用不同的配料设备时，依据其工作原理来制定相应的投料顺序和配料工艺。对于无破碎装置的混料设备，先把大颗粒的树脂和助剂破碎成1.5毫米以下的粒度，再进行计量、投料。对投料质量少的材料要进行预分散处理，保证小料能均匀混合。如使用图2-4这种有破碎装置的配料罐，其搅拌桨在底部，要先投颗粒大的材料，粒径大的物料有利于力的传导，先投树脂材料利于物料的混合，粒径细的材料会在水平桨叶下部形成混合死角。另外要注意小料的预分散。配料时投料量的掌握，对于如图2-2、图2-3这种配料设备，一般来说投入物料的表观

11、体积要占罐体容积的70%以内，否则就没有足够的空间进行物料的混合。罐体的转速也不能过快，较大的离心力会影响物料的下坠。对图2-4的混料罐，投料时要注意物料表面的高度和物料的比重因素，投料量要考虑底部的搅拌桨叶能否将被混物料抛起，投料过多，物料的立向回转运动不充分，影响混料的均匀程度。一般来讲，破碎粒度越细、混合时间越长，物料混合得越均匀，越利于挤出混炼的均匀。物料太细，容易形成传送死角而且还增加物料对设备的沾附量，不利于物料在螺杆内的传送。物料颗粒太大，挤出时会加长树脂的熔融时间，影响树脂间的混溶程度以及树脂对颜填料的分散程度。在不影响物料传输的情况下，物料（主要是树脂）的粒径应尽量小。一般要

12、在1.5mm以内。2.2.2.1混炼挤出设备自上个世纪六十年代壳牌化学公司在欧洲开发了粉末涂料的挤出工艺后，该工艺一直沿用至今天，一般有单螺杆挤出机和双螺杆两种挤出机。单螺杆挤出机的螺杆结构见图2-8：图2-8 单螺杆结构图 单螺杆挤出机的结构决定了其单螺杆挤出机的螺筒的内壁与螺杆的外缘以及螺筒内的三排阻尼销钉和螺杆上的凹槽，在螺杆转动时形成对物料的剪切和混炼，进口设备的螺杆还同时具有明显的往复运动（冲程在5cm以上），增强了物料的混炼效果。单螺杆挤出机的螺杆扭矩相对较小，螺杆可以做得较长，使挤出物料在螺筒内的存留时间较长，单螺杆螺杆的转动和往复运动，可以增加树脂对颜填料浸润时间和增大物料的剪

13、切流动方式，使物料的混炼更加充分。单螺杆的螺筒内部结构间隙相对较大，挤出物料的胶化粒子较少。单螺杆的混炼长度、间隙及往复地幅度决定其混炼效果。进口单螺杆挤出机价格昂贵，国产单螺杆设备在许多方面达不到进口设备的条件，国内使用这类设备的粉末涂料生产厂家和数量不多。图2-9 双螺杆挤出机结构图主电机（螺杆的动力电机）变速齿轮箱（螺杆的传动装置）进料电机料斗 螺旋进料器 螺杆进口料斗 操控仪表盘 挤出螺筒双螺杆挤出机主电机的调速分为电磁马达调速和变频调速，从而控制螺杆的转速。螺筒上还有加热、水冷和温控等装置。双螺杆挤出机结构图见图2-9。双螺杆挤出机的传动结构比较复杂，两只螺杆的转动方向相同，剪切程度

14、加大。双螺杆挤出机的螺杆结构见图2-10。图2-10 双螺杆挤出机的螺杆结构双螺杆的螺杆结构相对也较复杂，组合变动也较多，下面用一只螺杆简单说明一下。双螺杆挤出机的螺杆结构示意图见图2-11图2-11螺杆挤出机的螺杆结构示意图1送料段（即螺旋进料器） 2过渡段（或预混炼段） 3混炼段 4加强混炼段单螺杆和双螺杆都有一个送料段，机器挤出物料量的大小就由螺杆的粗细、长短及螺杆的转速决定。双螺杆的螺块部分的排布结构、长短、间隙等决定挤出机的混炼效果的好坏。2.2.2.2混炼、挤出工艺混炼、挤出工序是粉末涂料原料的相互溶解以及树脂对颜填料的分散过程。料斗内的物料被螺旋进料器送入螺筒，螺杆的螺旋进料器将

15、物料送进加有一定温度的螺筒后，树脂开始熔融，树脂间开始溶解并对颜填料进行润湿。螺杆上的捏合块在螺筒内的转动对物料产生的剪切力强化了溶解和润湿过程。我们通过双螺杆结构图来分析这一过程，见图2-11图2-11双螺杆结构图图2-11为50螺杆的结构图。实际上螺杆的工作部分可简单的分为送料段，即1段；混炼段，即2+3段。该段又可分为过渡段2（又称预混炼段）和混炼段3。混合好的固体物料经1段的螺旋进料器向前传送进入2段，物料在1段时的温度不宜过高，否则树脂融化形成的粘附层会使进料螺旋的凹槽变浅，影响送料。物料在进入2段时，树脂在此被加热并开始融化，此时树脂并未完全融化，为了减小物料传送及螺杆转动的阻力，

16、捏合块的排列呈螺旋推进器状，其排布方向与送料螺旋的排布方向一致见图2-12图2-12 双螺杆捏合块排列示意图螺筒内的物料经1段螺旋对后续物料的输送，挤压前面的物料进入3段，在温度作用和捏合块的搅动、剪压下，物料中的树脂完全融化，并对颜填料进一步润湿混合。前物料再经后续物料的推挤排出螺筒，进入后工序。物料在整个螺筒内的输送，完全是通过送料段的螺旋进料器进行的，螺杆的工作状态和形状对挤出机生产量产品质量有很大的影响。送料段的长短、螺杆转速快慢、螺距的大小、螺杆的粗细、螺旋凹槽的深浅、2、3段的长度、捏合块的厚薄以及捏合块的排布都会影响物料的传送速度，并影响挤出机生产效率。2段的排布是一种最小阻力的

17、排布，2、3段的长度是决定物料混炼效果的重要方面，螺块的厚薄和排布形态也影响物料的混炼效果。经验表明，间隙小、物料输送的阻力大混炼效果好。同时，还要注意物料固化的安全。3段里有一小段4，是为了加大阻力，增加混炼效果。挤出机生产能力、混炼效果和物料在挤出时的固化安全方面三者是相互制衡的。可以用一台挤出机，通过选用不同结构形状的螺杆来达到不同的生产目的。一般来讲，螺杆直径与挤出量成正比；螺杆的长径比大小与其混炼效果的好坏相对一致。由于设备的差异和产品的多样性，各工艺参数也不相同。确定挤出工序中给料量、螺杆转速和挤出机各段温度参数有一定的原则。螺筒的温度：靠近进料口的温度，在不使螺杆的螺旋进料器粘结

18、物料的情况下越高越好，这样既不会使螺旋凹槽变浅，影响物料的输送，也利于树脂在螺杆的过渡段尽快的融化，温度一般设定为80100。靠近出料口的温度，在不使挤出物料发生固化反应（或胶化）的情况下越高越好，这样树脂的黏度低，流动阻力小，分散体系易形成复杂流动，利于树脂间的溶解及其对颜填料的分散，温度一般设定为100130。螺杆转速：螺杆的转速越高，螺杆中的捏合块产生的剪切速率越大，越利于树脂对颜填料的分散，同时，物料的传输速度也越快，而物料在螺筒内的混炼时间短，很可能会造成分散程度不足，特别是对于短螺杆的设备而言。由于挤出设备的品种多，性能差异比较大，螺杆的转速要依据不同情况来确定。一般来说，混炼段较

19、长的螺杆转速应高一些，混炼段较短的螺杆转速应低一些，最好根据涂膜需要的表面效果来确定。挤出机的给料量：挤出机料斗的进料器最大值以螺筒进料口不积料为准，最小值以螺筒温度值的稳定和主电机的电流不低于额定电流的70%为准，要使螺筒温度波动的范围和频率尽量的低。这里需要注意的是，物料在螺筒内传送过程中带走了螺筒内的部分热量，起到了一部分温度调节的作用。挤出机是中低剪切分散设备，因而浸润分散作用显得更重要，这就要求物料在挤出过程的粘度较低时对物料分散更有利。2.2.3.1冷却破碎设备 生产粉末涂料用冷却破碎设备是压片破碎机，压片破碎机结构图见图2-13图2-13压片破碎机结构图压片破碎设备是由机架、压辊

20、、输送带、冷风机和破碎辊等组成。压片破碎设备该机对熔融物料轧成厚度1.5mm左右的片状，在输送过程中经护罩上方的冷风机风冷硬化后，破碎成片状。 2.2.3.2冷却、破碎工艺冷却、破碎工序是利用材料的热塑性，利用压片辊把热的物料挤压成薄片，使其能快速冷却硬化并破碎。冷却、破碎工序有两个调整参数：压片厚度和钢带传送速度。料片越薄越利于散热，易被钢带上的冷却风扇吹得飞溅起来，一般控制料片的厚度在11.5mm，调整传送带速度，不致使压片辊上过度积料。保证压片辊冷却水温尽量低，螺筒的冷却水系统与压片辊的冷却水系统应该分开。压片破碎机最重要的是冷却功能，压片辊的冷却性能是最关键的性能之一。早期的压片辊只是

21、有两头轴心通水的、简单的圆筒辊，由于空气压力的作用，辊内的冷却水不能够充满，压片辊的冷却效率不高，设备产能不大。目前使用的压片辊一般都是夹套结构，压片辊的表面的传热效率有所提高。设备厂家还通过加大压片辊的直径和长度或加增水冷循环机来增加冷却效果，如滚筒式压片机，见下图。图2-13-1滚筒式压片机滚筒式压片机的特点：长度同常规的压片机相比，长度可缩短2/3，冷却的效率可以提高20% 。物料通过压片辊初步冷却后，再经过传送钢带进一步冷却。压片破碎设备是要把挤出机挤出的热物料尽可能的冷却到最低温度，以利于磨粉工序地进行，料片的温度越低，越有利于磨粉温度的控制。2.2.4.1磨粉筛粉设备 生产粉末涂料

22、用磨粉筛粉设备是acm磨机系统。acm磨机系统结构图见图2-14图2-14 acm磨机结构进料器将料斗中的料片送入acm磨机，在高速转动主磨盘上的击柱冲击及物料冲击衬瓦的作用下，以及物料相互冲击下物料被粉碎，在引风力和副磨的作用下分离，细微粉经管道进入旋风分离器进行粗细粒径分离，超细微粉进入带虑袋的回收箱，被分离出去，其余的粉末旋沉至旋风分离器的底部，被关风排料器翻排到下面的旋风筛进料器，并送入旋风筛过滤分离，粗粉从另一头排出回收。2.2.4.2磨粉、筛分工艺磨粉、筛分工序按设备结构的组成可分为六个重要部分，引风机、除尘集尘箱（超细粉柜）、磨机、旋风分离器、关风排料器和旋风过滤器。引风机产生的

23、负压气流是磨粉体系物料传送的主要动能来源，也是磨体冷却气流动能的来源。当料斗的螺旋进料器将片料送入磨机里，基于高速旋转磨盘产生的冲击粉碎作用，物料在击柱和衬瓦（齿圈）、以及物料相互冲击下完成微粉过程。进入分级区的、具有一定粒径的颗粒同时受到风机引力和分级器（副磨叶片）旋转产生的离心力的作用。粒径小的颗粒质量轻、动能小、离心力小，风机引力大于分级器旋转产生的离心力，粒径小的粉末粒子在风机引力的作用下进入成品粉管道；粒径大的颗粒质量重，动能大，离心力大，风机引力小于其离心力，粒径较大的颗粒在离心力的作用下进入粉碎区，进行再粉碎，实现粒径分离。见图2-15图2-15 磨粉流程图图中曲线是气流走向，红

24、色箭头表示物料走向。1击柱磨盘（主磨） 2 磨机体壳 3 回流板 4 分级器叶片（副磨）5 分级器轴 6 成品粉室（接成品管道） 7 粗细粉分离区 8 进料器 9 衬瓦（齿圈） 10 主磨传动皮带气流将分离后的细粉通过管道送入旋风分离器，气流在旋风分离器里形成旋转风带动物料旋转，物料颗粒在这里又产生一个离心力，粒径小的颗粒其离心力小，被气流吸入超细粉管道里进入回收柜，粒径较粗的粉在离心力的作用下，向分离器的内壁运动，同时在重力和风压的作用下降到底部，旋风分离器的组成及内部气流见图2-16图2-16旋风分离器的组成及内部气流1-筒体；2-锥体；3-进气管；4-排气管；5-排料口；6-外旋流；7-

25、内旋流；8-二次流；9-回流区。关风排料器将降到旋风分离器底部的粉翻转到下面的旋风筛的螺旋进料器里，送入旋风筛中进行筛分。而粉末的过筛也是利用粉末颗粒旋转产生的离心力进行的。磨粉、筛分工序在生产过程有四个可调整的参数进料速度、分级器（副磨）转速、引风量和主磨转速。首先是主磨转速（或粉碎脊柱的线速度），物料是通过在一定速度下形成的撞击而破碎的，脊柱的线速度越高，产生的冲击能量越大，粉碎效率越高，磨粉细度越高。物料在磨膛内的撞击分为和物料之间的撞击，与设备的撞击更利于物料的破碎，物料之间的撞击粉碎效率较低，进料速度大会增加物料间撞击的机率，使磨粉效率降低，磨粉效果变差。此外，还有两个控制值磨粉温度

26、、粒径分布数值和一个关键动力气流量。磨粉、筛分工序是通过冲击粉碎，以气流为动力，粒度分布和磨粉温度为工作标准进行进料量和副磨转速调整配合的过程。这一过程的核心就是力冲击力、粉末颗粒旋转产生的离心力与气流形成的吸力。粉末颗粒的离心力和颗粒的动能有关，颗粒的运动速度越大其动能越大，通过调整分级器转速大小来控制进入成品粉管道粉末颗粒的细或粗，具体的数值可依据粒度分析仪所测的结果来确定。气流风量的调控则涉及到磨机内部环境的温度、粒径分布和成品率。对于磨机来说，风量大利于降温；对于旋风分离器来说，风量大则产生的回流风也越大，对细微粉的抽吸率越大，粒径分布较窄，产量较大，但消耗也大；风量小旋风风速低，超细

27、粉的损耗就要小些，产量较低。调整风量的同时，一定要照顾到磨机的温度。以上两个参数确定下来后，就可以根据磨机的工作温度来调整进料量了，如果磨机温度高，就应该减少进料量。由于配方或产品品种的不同，会造成片料的硬度不同，在相同参数条件下，物料被粉碎的粒度不一样。总之，磨粉过程应该依据粒径分布测试的结果，对磨粉系统的主磨转速、副磨转速、进料转速、引风量（最好通过调整引风电机的转速调整引风量）对磨粉粒径进行调整，生产出适合客户使用的粉末涂料。2.3、热固性粉末涂料的品种及配方原理2.3.1环氧型粉末涂料将环氧树脂作为成膜物是首先用来生产热固性粉末涂料的。考虑到粉末涂料的生产加工性、产品储存稳定性、成膜性

28、能等方面的因素，一般选用分子量在10004000，软化点在90左右的双酚a型环氧树脂作为主要成膜物，粉末涂料使用的双酚a型环氧树脂的平均环氧值为0.12，即国内牌号为e-12或604型环氧树脂。根据不同的固化剂，环氧型粉末涂料分为：双氰胺固化的环氧型粉末涂料双氰胺分子式为c2h4n4，分子量84.08，含有四个活泼氢原子，理论当量为21.02。双氰胺为白色棱形结晶性粉末，熔点207210，是一种潜伏性固化剂，制成的粉末涂料产品储存性能稳定。双氰胺对环氧树脂理论使用量可按下式计算：例如：某双氰胺含量99.4%，那么100克环氧树脂双氰胺的用量=21.0299.4%环氧值。双氰胺与环氧树脂的混溶性

29、差，且熔点高于固化温度，在实际配方中要高于理论量的15%左右。双氰胺固化环氧树脂的条件为160、60分钟或180；30分钟。目前双氰胺主要用于纯环氧的纹理型粉末涂料产品中。双氰胺本身有一定的促进作用，加大双氰胺的用量可以适当的缩短固化体系的胶化时间，但需要较大程度缩短固化体系的胶化时间或降低固化温度时必须加入咪唑或咪唑的衍生物等固化促进剂来实现。目前，双氰胺固化的环氧粉末涂料大多用于花纹粉的生产，如黑底银花、黑底铜花或外浮颜料花纹以及裂纹粉等等。由于该粉末体系熔融流动性较好、胶化时间较长，其形成花纹的外观往往呈不连续的朵状（在凸出部位）。当外浮颜料加大到合适的量时，配合外加浮花剂可形成裂纹状的

30、花纹。表2-1 黑底银花（铜花）的参考配方原料名称型号和规格重量（克或公斤）环氧树脂cyd-014u6050双氰胺99.4%2.72.2沉淀硫酸钡35452-甲基咪唑0.21炭黑ma-1001外加浮花剂0.10.3%、银粉（2081）0.20.8%或铜金粉(16m)13% 该体系的粉末涂料目前主要用于工业阀门、金属家具和防盗（安全）门等方面的涂装。在环氧-双氰胺体系中加入金属络合物促进剂如南海药化的605-1a或捷通达的sa208可制成立体感强烈的绵绵纹或皮纹的粉末涂料产品。二酰肼固化的环氧型粉末涂料二酰肼类的固化剂最常见的有：已二酸二酰肼、间苯二酸二酰肼和癸二酸二酰肼。最常用的品种为癸二酸二

31、酰肼（俗称：癸肼），其分子式为：癸肼外观为白色结晶粉末，分子量：230.20 ，熔点185-190，有四个活泼氢。是一种环氧树脂的潜伏性固化剂。对环氧树脂理论使用量可按下式计算：癸二酸二酰肼是长碳链结构，用量为环氧树脂7%左右，固化条件一般为180/15分钟或170/20分钟。癸肼的流动性差，实际的流平剂用量要比理论量大。癸二酸二酰肼固化的环氧树脂粉末涂料耐水性好，柔韧性较好，机械强度优良，泛黄性小，比双氰胺固化温度低、固化时间短，其涂膜的综合性能优于双氰胺固化体系，适宜制备浅色和白色粉末涂料，主要应用于电器绝缘粉末涂料，如微型马达的定、转子等方面的涂装。酸酐固化的环氧型粉末涂料酸酐固化的环氧

32、粉末涂料具有耐热性、机械强度和电性能优良，主要用于电器绝缘粉末涂料，现已极少使用。含有一个酐环的酸酐也能够固化环氧树脂。原则上，邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐和均苯四甲酸酐等都可以固化环氧树脂，这些酸酐具有升华和熔点较高加之具有毒性，一般不单独使用，偏苯三甲酸酐与多元醇进一步酯化后的生成物可以作为固化剂使用，如乙二醇双偏苯三甲酸酐酯，其软化点为7080。酸酐对环氧树脂的配比使用量可按下式计算：如乙二醇双偏苯三甲酸酐酯的当量约是205，固化100克环氧值为0.12的环氧树脂所需乙二醇双偏苯三甲酸酐酯的量为0.12205=24.6克。酚醛树脂固化的环氧型粉末涂料苯酚和甲醛缩合的酚醛树脂，是较早开发的环

33、氧固化剂之一，品种也较多。酚醛树脂的反应活性基团主要是酚羟基，含量以羟值表示，即每100克酚醛树脂所含羟基的当量值，配方计算用量按如下公式：酚醛固化剂质量=环氧树脂质量环氧值/酚醛固化剂羟值 酚醛树脂固化剂与环氧树脂的反应速度较快，可达到200/ 2分钟固化，反应活性高，酚醛环氧粉末涂料储存稳定性好，具有较好的耐温性能和极好的耐腐蚀、耐溶剂、耐化学性能。抗紫外线性能差，颜色较深，主要用于地下管道防腐蚀粉末涂料。2.3.2混合性粉末涂料环氧聚酯混合型粉末涂料的成膜是由相互匹配的环氧树脂与聚酯树脂在特定条件下胶联固化完成的。混合型粉末涂料用聚酯树脂为饱和的端羧基聚酯树脂。聚酯树脂中的羧基与环氧树脂

34、中的环氧基所发生的交联反应是加成聚合反应，反应中没有小分子产生，因此环氧/聚酯混合型粉末涂料涂膜的外观丰满，装饰性较好。环氧聚酯混合型粉末涂料用聚酯树脂由多元羧酸与多元醇反应制成饱和的端羧基聚酯树脂。端羧基聚酯树脂的通式为： hooc-r-(ooc-r-coo-r)n-cooh 合成过程：先将多元醇和一部分多元酸反应生成端羟基聚酯，再与剩余的多元酸反应成为端羧基聚酯树脂。可根据需要合成出不同羧基含量的聚酯树脂，与环氧树脂采用不同的重量比进行搭配使用。如下表：表2-2聚酯树脂的酸值对应聚酯树脂的当量聚酯环氧混合比例80kohg70050:5050kohg112060:4035kohg160070

35、:3020kohg280080:20不同酸值的聚酯树脂制作的混合型粉末涂料，所对应性能的变化如下表：表2-3聚酯树脂的特点混合比例涂 层 性 能酸值熔融粘度分子量环氧树脂交联密度硬度耐化学品性外观柔韧性注：表示升；表示降。 不同酸值的聚酯树脂用来生产混合型粉末涂料时，可按照些列公式进行环氧树脂用量的配比计算。混合型高光粉末涂料不同酸值的混合型聚酯树脂都可以用来生产高光平面的粉末涂料，当我们考虑产品的户内耐光、抗过烘烤泛黄性或产品成本等问题时，可采用70:30或80:20的聚酯树脂。但综合性能最佳、使用最广泛的还是50:50和60:40的聚酯树脂。下表2-4和2-5分别为高光白和高光黑的混合型粉

36、末涂料的参考配方表2-4混合型高光白粉原料名称配方一配方二环氧树脂3025.650:50聚酯树脂3060:40聚酯树脂38.4液体流平剂0.60.6701润湿促进剂11安息香0.40.4金红石钛白粉2020沉淀硫酸钡2016投料合计102102表2-5混合型高光黑粉原料名称配方三配方四环氧树脂3126.850:50聚酯树脂3160:40聚酯树脂40.2液体流平剂0.60.6701润湿促进剂11安息香0.40.4炭黑11沉淀硫酸钡3530投料合计100100在配方设定时，应考虑颜料的体积浓度，如果颜料体积浓度较小，配方中的树脂份可以较少；而如果颜料体积浓度大时，树脂量应较大。在保证产品品质尽可能

37、一致的前提下，选用低酸值聚酯树脂的配方树脂份应较大些，这是因为低酸值聚酯树脂粘度大、配比量相对较多，不利于颜料的分散；粉末熔融粘度高，不利于流平。在制作混合型高光粉时，更要注意材料的选用，根据不同的产品使用特点选择不同酸值的聚酯树脂。混合型低光粉末涂料粉末涂料的物理消光一般采用填料法a无机填料 通常使用粒径较粗的（平均粒径为2040微米）填料，如机械粉碎的重晶石粉或石灰石粉作为消光填料。如下表配方：表2-6原料名称配方环氧树脂2460:40聚酯树脂36液体流平剂0.6701润湿促进剂1安息香0.4金红石钛白粉20消光硫酸钡20投料合计102 为保证涂膜有很好的流平性和机械强度，配方颜料体积浓度

38、小于cpvc，光泽最低只能达到60%（60角）左右，无机填料法消光，涂膜光泽不能消得很低。b有机填料 在配方中加入无化学反应活性的、与基料体系不相容的蜡等材料，如石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡，或者它们的混合物，用以产生涂膜表面不均一的效果。蜡可以在粉末固化时迁移到涂膜表面，形成一种细小的“微滴”状表面，以达到使反射光线散射的效果。当蜡加量较多时，涂膜表面会有蜡析出，深色涂膜会有发白现象，这种方法也不能把涂膜光泽降到很低的程度，一般消光程度达到30%（60角）以上的光泽度。如下表配方：表2-7原料名称配方环氧树脂22.460:40聚酯树脂33.6液体流平剂0.6701润湿促进剂1安息香0.4金红石钛

39、白粉20消光硫酸钡20消光蜡4投料合计102此法不宜做深色的消光产品。 化学消光法 通过各种“化学”的方法，利用粉末不同步固化的原理是粉末涂料的涂膜表面形成一定的粗糙度而达到消光的目的，化学法制得涂膜的光泽比物理法得涂膜光泽要低很多。a消光固化剂（68消光剂） 使用消光固化剂做混合型消光粉，其最佳消光范围是（60）40%以下光泽。 一份消光固化剂可以消耗11份左右的e12环氧树脂。单一使用消光固化剂固化环氧树脂可作出光泽在（60）5%以下的粉末产品，如下表所列参考配方：表2-8无光黑色粉末涂料原料名称配方环氧树脂52.5消光固化剂4.5液体流平剂0.6701润湿促进剂1安息香0.4炭黑1硫酸钡

40、40通过加入聚酯树脂使涂膜光泽升高，通常，低光产品选用低酸值聚酯树脂，较高光泽的产品可选用较高酸值的聚酯树脂。如：表2-9光泽10%（60）左右的黑无光粉原料名称配方环氧树脂4870:30聚酯树脂4.5消光固化剂4.1液体流平剂0.6701润湿促进剂1安息香0.4炭黑1硫酸钡40表2-10光泽在2030%（60）黑半光粉原料名称配方环氧树脂3860:40聚酯树脂19消光固化剂2.3液体流平剂0.6701润湿促进剂1安息香0.4炭黑1硫酸钡38b抗黄变消光剂（“物理消光剂”） 此消光剂可分为两类品种，一者不影响配方中环氧树脂和聚酯树脂的配比，即使在高光粉配方中加入此消光剂即可产生相应程度的消光作

41、用，如武汉博正诚公公司的710消光剂。参考配方如下表：表2-11混合型无光白粉原料名称配方一环氧树脂2850:50聚酯树脂28液体流平剂0.6701润湿促进剂1安息香0.4710消光剂4金红石钛白粉20沉淀硫酸钡20投料合计102该配方光泽小于10%（60）另一类抗黄变消光剂则要在成膜反应过程中消耗一定量的环氧树脂，大约每公斤消光剂消耗23公斤环氧树脂，例如武汉博正诚公公司的750消光剂，参考配方如下表：表2-12混合型无光白粉2原料名称配方二环氧树脂3250:50聚酯树脂23750消光剂4.5液体流平剂0.6701润湿促进剂1安息香0.4金红石钛白粉20沉淀硫酸钡20投料合计102.5该配方

42、光泽也小于10%（60）抗黄变消光剂对聚酯树脂有相应的选择性。特别提出来的是68体系和“物理消光剂”体系的消光粉之间互有干扰，表现出涂膜光泽升高、表面有亮点。混合型美术粉末涂料 皱纹（橘纹）和锤纹粉 这类粉的生产方法常有两种，一种是一次性法：将产生纹理的助剂如cab或流平剂在配料时加入，参与挤出，破碎磨粉即为成品，与生产高光粉的工艺相同。如下配方：表2-13皱纹粉参考配方原料名称配方环氧树脂302850:50聚酯树脂3028cab0.090.1安息香0.4锐钛型石钛白粉20轻质碳酸钙2025调色颜料适量表2-14锤纹粉参考配方原料名称配方环氧树脂503350:50聚酯树脂5033cab0.06

43、0.1安息香0.460%固体流平剂00.15铝粉1碳酸钙035调色颜料适量 用这种方法做的纹理粉，工艺简单，纹理较稳定，纹理大小的调整范围小，易受外界干扰产生缩孔。该方法适合做中小纹理的粉末产品。 另一种是外加浮花剂的方法：先将底粉做好，再将浮花剂与底粉混合均匀。如在表2-13和2-14两个配方中，不加cab，挤出、磨粉后即为底粉，与适量的浮花剂混合均匀就成了相应的皱纹粉或锤纹粉产品了。用此方法做出的纹理粉立体感强，抗外界污染性较好，纹理大小调整范围宽。但由于增加了工序，加上浮花剂易发生粘连使其粒径变化，使得纹理的稳定性较差，需在混粉工序进行纹理一致性调整，增加了生产周期。花纹和裂纹粉在皱纹粉

44、的基础上加少许流平剂或增减颜填料对粉末的熔融流动性进行调整，加上所需色相的颜料或混合颜料、金属颜料、珠光颜料即可形成花纹粉。或在以上的调试基础上，加大后混粉强度，可形成小裂纹粉。这类粉由于有二次甚至三次调色过程，外观调整难度较大。多色和点花粉将两种或两种以上不同颜色的粉末涂料按一定比例混合即为多色粉。这种多色粉可以是平光、皱纹或砂纹粉，多色粉的外观稳定性一直是个难题。我们把用量大的粉称为主粉，用量少的组分则称为副粉。那么使多色粉稳定要掌握好四个方面的调整和稳定：一、主、副粉各自的熔融流动性；二、主、副粉各自的色相和色浓度；三、主、副粉各自的粒径；四、主、副粉的比例。此外，喷涂设配和参数的一致性

45、也是影响多色粉外观稳定性的因素。将平光粉或皱纹粉作为主粉，在制作副粉时加入cab、浮花剂或流平剂等低表面张力的材料，使副粉的表面张力低于主粉，主副粉混合后，副粉在涂膜中产生有色缩点，即为点花粉。点花粉的生产调整工艺可参照花纹粉的四个方面。副粉中低表面张力材料的品种和使用量决定缩点的深浅；主粉中流平剂的用量决定缩点的大小。混合型绵绵纹粉除环氧-双氰胺体系中加入金属络合物促进剂制作绵绵纹粉外，用混合型体系，外加一种纹理蜡也能做出绵绵纹的效果。使用混合型体系制作的绵绵纹粉具有烘烤不泛黄，可做浅色产品，参考配方如下：表2-15材料名称配方环氧树脂34聚酯树脂34金红石钛白粉15沉淀硫酸钡16调色颜料1

46、将以上材料混合、挤出、破碎、磨粉后，按底粉的1.5%加入纹理蜡混合均匀即可。砂纹粉在皱纹粉配方的基础上加入有机或（和）无机的触变剂即可做成砂纹粉。目前我们常用砂纹蜡（有机触变剂）和有机膨润土、滑石粉、白炭黑等无机触变剂配合制作砂纹粉。制作砂纹粉时应注意聚酯树脂的选用，选用分子量大、粘度高或软化点高的聚酯树脂，以保证砂纹粉涂膜的机械强度。在砂纹粉调整和生产时一定要注意涂膜的光泽和粒径的一致性，从而保证产品外观的稳定和一致，通过砂纹剂的用量调整光泽，控制磨粉粒径控制砂纹纹理的大小。金属和珠光粉通俗的说，把高光粉作为底粉加入一定量的金属颜料（如铝粉或铜粉）或珠光颜料就是金属或珠光粉末涂料了。由于外加

47、了粉末状的金属颜料或珠光颜料，使得粉末涂料的熔融流动性降低，因此这类粉末产品在选用聚酯树脂时，应考虑粘度较低或软化点较低的聚酯树脂，配方中填料不加或少加，在保证固化交联程度的情况下（保证涂膜机械强度）选用胶化时间长一些的聚酯树脂以减少外加颜料对涂膜熔融流动性的影响。不要使用低质的流平剂，并保证流平剂的用量和物料的混合均匀，底粉涂膜即使产生很不明显的缩点，在混合金属（珠光）颜料后，涂膜将会产生黑点。此外金属颜料和珠光颜料的用量应尽量小，使用强力混合使外混颜料尽可能的分散，减少金属（珠光）颜料在枪针电极上的聚集，消除喷涂时出现吐粉和涂膜颗粒现象。2.3.3聚酯型粉末涂料使用聚酯树脂作为成膜物，用固

48、化剂对聚酯树脂交联固化的粉末涂料。经常生产和使用的聚酯型粉末涂料有以下几种。2.3.3.1 tgic固化的聚酯型粉末涂料采用tgic固化的聚酯型粉末涂料主要生产户外用产品，该体系产品有高光、消光、皱纹、锤纹、花纹、多色、点花、砂纹、金属和珠光等品种。由于该体系聚酯树脂的分子量较大，粉末的熔融流动性小，很难做出裂纹产品。该体系这些产品品种的成膜机理与混合型粉末涂料产品基本相同，除消光剂是专用消光剂，大部分助剂是通用的，其它材料（主要是颜料）应选用耐候的品种，生产这些品种的方法和工艺与混合型相应的品种大同小异。该体系由于缺少了利于分散和涂膜流平的环氧树脂，加之主要成膜树脂全部是比混合型聚酯树脂粘度

49、高的聚酯树脂，在配方设定时一定要注意颜填料的用量、选用分散性好的颜料。固化剂tgic与聚酯树脂的配比可参照混合型中环氧与聚酯的计算公式，只把环氧树脂换成tgic即可。表2-16高光聚酯tgic粉参考配方原料名称配方聚酯树脂59.4tgic固化剂4.5液体流平剂0.7701润湿促进剂1安息香0.4杜邦902钛白粉20沉淀硫酸钡14投料合计100表2-17聚酯tgic皱纹粉参考配方原料名称配方聚酯树脂52tgic固化剂4安息香0.4杜邦902钛白粉18轻质碳酸钙25配色颜料适量以上材料经混合、挤出、破碎磨粉后，加入底粉量0.03%左右浮花剂混合均匀。tgic固化的聚酯型粉的消光使用填料消光 当消光

50、程度较低时，配方中加入消光硫酸钡或消光碳酸钙或再配合加入消光蜡，该法简单方便，配方成本低，但消光程度小。双组份混合法 该法是根据两种不同体系的粉末涂料混到一起后常会有干扰失光的原理，将具有不同反应速率的两种粉末分别挤出、磨粉后再混合来制成消光粉末涂料。两种固化温度不同、反应速率不同体系的粉末在成膜时，固化速率不同的两者形成一定的界面使涂膜表面形成粗糙状态。干混法是分子聚集团之间形成的界面，粗糙度的差距相对比较大，涂膜表面不够细腻，光泽度最低只能够达到20%（60角）。例如：高光的聚酯/tgic=90：10的粉末与聚酯/tgic=96：4的粉末共混合；聚酯/haa=90：10的粉末与聚酯/haa

51、=96.5：3.5的粉末共混合；聚酯+tgic的粉末与聚酯+haa的粉末共混合。两种粉末的反应速率相差越大，涂膜的光泽越低。采用该法消光的关键在于聚酯的选择、粒径控制、后混比例的调整。使用“物理消光剂” 在该体系配方中加入户外（tgic聚酯树脂）专用的“物理消光剂”，其机理与混合型“物理消光剂”相类似，材料配比时tgic固化剂也要稍稍过量（1户外“物理消光剂”大约消耗0.25左右的tgic）。该法最低可将光泽做到20%（60）以下，且涂膜表面细腻平滑。使用环氧丙烯酸（gma）树脂消光 在tgic聚酯树脂体系中引入gma丙烯酸聚合物制作户外消光粉末涂料，该法适合做无光的产品。由于gma丙烯酸聚合

52、物的熔融粘度很高，即使在190也很难流动，不能与聚酯树脂混溶，加上gma丙烯酸聚合物自身结构上的问题，这种消光粉常常出现涂膜表面发花、起纹；流平差；涂膜机械强度和抗化学性能低等问题。与tgic聚酯树脂的高光产品比较，其耐光和耐盐雾性能有所降低。在配方调试或生产中如何调整光泽、解决涂膜表面发花、起纹的问题呢？见下表配方表2-18原料名称配方用量变化对应的现象聚酯树脂55tgic固化剂1.8提高光泽和涂膜强度gma丙烯酸消光剂11降低光泽、消除花纹光泽升高、产生花纹通用流平剂1.1701润湿促进剂1安息香0.4消光硫酸钡30炭黑1注：表示该材料用量增加；表示该材料用量减少。首先，应选用分子量较大的

53、聚酯树脂，以保证涂膜的强度和耐性；其次，必要时可将gma丙烯酸消光剂磨粉使用；再者，使用较长螺杆的挤出机挤出，以保证gma丙烯酸消光剂和聚酯树脂能有充分地混炼。在调整配方时，要保证tgic固化剂最低用量；控制gma丙烯酸消光剂最高用量。首先保证保证tgic固化剂最低用量是保证涂膜的强度。当gma丙烯酸消光剂用量少，涂膜表面易产生花纹，将gma丙烯酸消光剂用量增加到花纹消除时，再通过调整tgic固化剂和gma丙烯酸消光剂用量调整光泽。调整该体系配方时要有耐心、细调。此种粉末涂料熔融流动性能差，生产磨粉时粒径要细一些。2.3.3.2羟烷基酰胺（haa）固化的聚酯型粉末涂料-羟烷基酰胺（简称haa）

54、固化剂是一种较新的户外羧基聚酯固化剂，分子结构中有四个活性羟基基团，与羧基发生脱水缩聚反应。最常用的是化学名称为 n,n,n,n-四(-羟乙基)己二酰胺，商品名称是xl552，国内的牌号为t105等。-羟烷基酰胺的理论当量是80，熔点为120左右。由于产品纯度问题或加有添加剂，羟烷基酰胺固化剂的实际当量按82100计算。-羟烷基酰胺固化剂用量的理论计算公式：羟烷基酰胺与聚酯树脂的羧基发生的是缩合反应，在固化时有水分子产生，厚涂时涂膜表面容易产生针孔现象。-羟烷基酰胺固化剂具有用量少、固化温度低（150即开始反应）、产品品质一致性好、无毒等优点。抗泛黄性不佳，涂膜固化时具有挥发性，涂膜光泽不易做高，其它性能与tgic体系相当。由于没有有效的固化促进剂，固