粉末涂料技术培训班教学大纲

1、. .粉末涂料技术培训班教学大纲第一讲粉末涂料用环氧树脂技术根底1 概述1.1 定义及开展史1.1.1 定义环氧树脂Epoxy Resin是泛指含有2个或2个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链的高分子预聚物某些环氧化合物因具有环氧树脂的根本属性在称呼时也被不加区别地称为环氧树脂。环氧当量 是指含有1mol环氧树脂的质量环氧值 每100g树脂中所含有环氧基的物质的量摩尔环氧质量分数 每100g树脂中含有环氧基的质量克。3种表示方式之间的互相换算公式如下： 100 环氧质量分数环氧当量， 环氧值 环氧值 环氧基分子量环氧基CH2CHO分子量为43/mol环氧质量分数环氧基分子量

2、5;环氧值1.1.2 开展史1.2 环氧树脂的特性及用途1.2.1 环氧树脂的特性1粘接强度高、2收缩率低、3稳定性好、4优良的电绝缘性、5机械强度高、6良好的加工性。1.2.2 环氧树脂的应用1.3 环氧树脂的特性指标及分析测试标准方法1.3.1 未固化环氧树脂的特性指标1 羟基当量，是含有一当量羟基的树脂质量。2黏度和软化点，树脂的黏度和软化点是施工操作性的一个有用指标，环氧树脂由低分子量到中等分子量、高分子量、超高分子量，其状态也就从低黏度的液体到黏稠液体直到高软化点的固体。3外观和色泽，环氧树脂的外观随着分子量的变化而改变其状态，从低黏度液体到半固体直到固体。为了便于固体树脂的溶解，生

3、产厂家往往将它流延成薄片再进展粉碎，因此商品化的固体树脂呈无定形的薄片。环氧树脂不管其分子量大小都是透明的，其色泽按制造工艺的不同呈无色到黄色；随着工艺的进步色泽越来越浅。色泽浅的树脂可以制成浅色制品。4平均分子量和分子量分布曲线，分子量分布曲线是以特性黏度、聚合度p为横坐标，以质量分数或分子数Ni或累积质量分数Ii或微分质量分数或微分数量分数N为纵坐标所画出的曲线，它形象其分布宽度及分子量的集中范围、分布的对称性等。环氧树脂固化产物的机械强度、耐热性能都受到平均分子量和分子量分布的影响。5可水解氯，又称为易皂解氯。可水解氯是由制造环氧树脂过程中闭环反响不完全，残留氯醇醚所引起的。可水解氯的含

4、量大小对环氧树脂的固化速度、固化产物的机械、电气、耐介质性能有较大的影响。超高纯度的环氧树脂可水解氯值很小在10l/L以下，但制造本钱很高、价格昂贵，因此用户均根据产品的应用需要选用不同可水解氯含量等级的树脂。可水解氯值常用每100g树脂中含有CL-的物质的量mol/100g表示，国外常用质量分数%表示。6无机氯值 环氧树脂中的无机氯主要由氯化钠的残留引起的。在环氧树脂的制造过程中氯化钠是副产物，虽然经过后处理，它总有少量的残留。其含量的多少对环氧树脂固化产物的电气性能和耐水性均有影响。该指标常用每100g树脂中含CL-的物质的量mol/100g表示。国外常用质量分数%表示。7挥发分 环氧树脂

5、制造过程中所参加的溶剂、水分的残留或少量小分子量环氧化合物的生*会使树脂有一定量的挥发分。环氧浇铸料或模压料中含有超标的挥发分对制品是十分不利的，它会造成制品起泡、中空等弊病。挥发分指标常用质量分数来表示。1.3.2 固化后环氧树脂的特性指标1机械强度 拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度、弹性模量、硬度。2电性能 介电常数、介电强度、功率因数、功耗因数、耐电弧性、电阻系数、击穿电压。3耐化学品性 耐酸性、耐碱性、耐各种溶剂及各种介质。4耐水性 吸水率、煮沸吸水率、耐蒸煮性。5耐热性 热变形温度、热分解温度、热失量、热膨胀。6固化产物的构造 熟化度、转化率、交联度、微观构造。7耐环境性 盐雾、风蚀、

6、潮气、烟雾、大气、老化性等。8可燃性及烟雾浓度。9毒性。10专项性能 环氧树脂作为涂料、胶黏剂、层压材料、浇铸料等的专项性能1.3.3 环氧树脂加工应用特性指标1适用期Pot life 它是指环氧树脂从混入固化剂和添加剂开场直到黏度上升到不能使用的时间，也称为使用时间。通常以100g或150g环氧树脂和固化剂的组成物放置在20或25环境下的适用期来表示。2凝胶时间Gel time 凝胶时间又称为胶凝时间。指液态树脂或熔融态树脂在一定的温度或辐射能、固化剂的作用下由流动态转变成凝胶如同肉冻、琼酯一样虽包含着液体但不能流动所需时间。3固化时间Curing time 固化时间又称为熟化时间。指热固性

7、树脂从加工起到成型并有足够强度所需的时间，4放热量和放热曲线Exothern and Exothern Curve 这里是指环氧树脂在固化反响中所放出的能量。1.3.4 环氧树脂分析测试标准及方法表6 环氧树脂的常规分析工程及各种标号序号检验工程国际标准ISO试验方法简述日本标准JIS中国国标100GB13657-921外观目测引用标准GB12007.12环氧当量/g·mol-1300-1978E高氯酸-溴化四乙铵法K7236-1986GB46123黏度25/P a·s旋转黏度计或毛细管法K7223-1986GB12007.44软化点/环球法K7234-1986GB1200

8、7.65色泽1号铁钴比色、氯铂酸钾比色GB12007.16无机氯含量/l·L-1 4573-1978E硝酸银电位滴定GB46137易皂介氯含量/% 4578-1978ENaOH 皂化后硝酸银电位滴定GB46188挥发分/% 加热减量法K7235-1986GB67409钠离子含量/l·L-1 离子色谱法GB12007.210凝胶时间 /min供需双方议定GB12007.72 环氧树脂的分类、性能及根本原料2.1 环氧树脂的分类按化学构造分类：缩水甘油醚型树脂Glycidyl ether resins；2缩水甘油酯型树脂Glycidyl ester resins；3缩

9、水甘油胺型树脂Glycidyl amine resins；4脂环族环氧化合物Alcyclic epoxides；5线状脂肪族环氧化合物Aliphatic epoxides。2.2 各类环氧树脂的构造特点及性能2.3主要单体和原料制造环氧树脂的单体和原料来自4方面。1能导入环氧基的化合物，主要是环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、环氧丙醇。2能形成环氧基的化合物，主要是过氧化物、过氧化醋酸，过氧化氢。3含有2个或2个以上活泼氢的化合物或预聚物，包括多元醇、多元酚、多元羧酸、多元胺等。4含有2个或2个以上不饱合双键的化合物或预聚物，主要是丁二烯、丙烯醛、戊二烯、异戊二烯的预聚物和油脂。3 环氧树脂的应用3

10、.1 环氧树脂涂料3.2 粉末涂料1粉末涂料的特点无溶剂、减少公害；简化涂装工序，提高涂装效率；粉末涂料损失少，并可回收再用；粉末涂膜性能高、稳固耐用；可实现一次性涂装。2粉末涂料的局限性换色困难；不易薄涂层；涂膜的装饰性不如液体涂。3.2.1 环氧树脂粉末涂料1环氧树脂：作为粉末涂料用的平均聚合度宜控制在49之间，随着环氧树脂分子量分布的不同，树脂的性能与应用情况也有所改变；2固化剂；3流平剂；4 颜料及填料。5环氧粉末涂料的固化体系：与双氰胺的固化、与咪唑化合物的固化、与二酰肼类的固化、与酸酐的固化、与酚醛树脂的固化3.2.2 环氧树脂聚酯树脂粉末涂料3.2.2.1 配方设计原理如环氧树脂

11、中的环氧基与聚酯树脂中的羧基等当量反响，那么两种树脂配比的理论值为： 56100E G A式中 G100g环氧树脂需配聚酯树脂用量； A聚酯树脂的酸值； E环氧树脂的环氧值。根据环氧树脂的环氧值和聚酯树脂的酸值，可查出两种树脂的合理配比。如两者配比不当，将会使涂膜的交联密度降低，造成涂膜的物理机械性能和耐化学药品性能下降。所以两种合成树脂的合理配比对涂膜的影响至关重要。3.2.2.2 配方设计 要点和技术参数该粉末涂料的组分中，随着聚酯树脂用量的增加，涂膜的流平性、光泽度、耐候性有所改善，耐过度烘烤、抗泛黄性相应提高；反之耐碱性及硬度有所下降。根据聚酯树脂的酸值相应调整环氧树脂的用量和型号，可

12、配制出性能不同的粉末涂料，这是主要成膜物质之间的调整，因此要注意两种树脂的反响性和交联的平衡关系。环氧树脂聚酯粉末涂料的固化条件一般为180/10min。如在配方中添加0.05%0.2%咪唑类和苄基类固化促进剂，可加速开环反响的进展；也可添加3%5%金属氧化物，如氧化锌、氧化铝、氧化锆等，以降低固化温度，但参加量不能过大，固化速度的快慢主要还是靠两种树脂间的官能团密度的分布状态起作用。3.2.2.3 环氧树脂聚酯树脂粉末涂料的应用场合及配方实例3.2.3 聚酯树脂/TGIC粉末涂料聚酯粉末涂料的主要固化方式如表19所述8种。但到目前为止，在工业生产中大量使用的主要有4种，其一是德国使用的异氰尿

13、酸三缩水甘油酯TGIC固化含羧基聚酯；二是日本喜用的封闭型多异氰酸酯固化含羟基聚酯；三是欧洲和中国大量生产的环氧树脂固化含羧基聚酯；第四种是羧酸酐固化含羟基聚酯树脂。此外，由于环保要求的提高，近年来以羟烷基酰胺固化羧基聚酯的粉末涂料有取代羧基聚酯/TGIC趋势。表19 不同固化剂的聚酯粉末涂料优缺点固化剂优点 缺点 不饱合聚酯树脂无副反响产物、无臭、无烟1反响不均匀，涂膜颜色不匀2涂膜外观受固化温度影响大3必须在200以上高温烘烤酚封闭异氰酸酯1固化温度低，160即可固化2涂膜外观和机械性能好1固化烘烤时，有酚类气体放出，有烟，臭味2烘烤固化时，涂膜易泛黄-已内酰胺封闭异氰酸酯IPPI涂膜外观

14、和性能良好 烘烤固化时有烟、有臭味 醇封闭异氰酸酯1烘烤时有烟有气味，但比IPPI固化剂好得多2涂膜性能良好1固化时必须高于200以上2烘烤固化时有醇放出羧酸酐固化时无烟、无臭味1固化温度高达200以上2贮存时高吸潮，引起粉末变质3涂膜有剩余羧酸基，耐水性和耐化学性下降固体环氧树脂1耐腐蚀性好2固化时无烟、无臭味耐候性最差液体环氧树脂1固化时无烟无臭味2耐候生较固体环氧树脂大有改进涂膜外观差TGIC耐候性好1TGIC对皮肤有刺激，有毒性2涂膜外观不好聚酯/TGIC粉末涂料的主要缺点是固化剂TGIC毒性较大、且对皮肤有刺激，其次是外观不如聚氨酯粉末涂料。3.2.4 环氧树脂酚醛树脂防腐型粉末涂料

15、环氧树脂防腐型粉末涂料是以环氧树脂和酚醛树脂为根底的成膜物质，它具有优良的耐酸、耐碱、耐溶剂、耐热、耐湿寒等性能，是防腐材料中比较理想的一种涂层，它的应用范围很广，是粉末涂料扩大应用领域的一个重要品种。环氧酚醛防腐粉末涂料中酚醛树脂具有环氧树脂的改性剂和固化剂的双重作用。第二讲 粉末涂料用聚酯树脂技术根底1 聚酯树脂高分子化学和物理1.1 聚酯树脂高分子化学1.1.1 酯化反响有机化合物分子中含有羟基OH的一类化合物叫做醇苯环为酚用AOH表示。还有一类分子中含有羧基COOH的化合物叫做羧酸，简称酸，用RCOOH表示。羟基、羧基这些能进展化学反响的基团叫做官能团。醇和酸反响生成酯RCOOA和水，

16、这个化学反响叫做酯化反响，如下：醇 酸 酯 水酯化反响时，醇和酸缩去一个小分子水，也称为缩合反响。1.1.2 缩聚反响酯化反响原料是一元醇和一元酸时我们称为1-1体系，1-1体系只能生成小分子的酯，假设是二元醇、二元酸进展酯化，例如乙二醇与对苯二甲酸反响，每个分子单体上都有一个以上官能团，这就是2-2或以上体系，酯化反响有可能一直进展下去，生成的分子越来越大，这就是缩聚反响。缩聚生成的产物就是聚酯。1.1.3 粉末涂料用聚酯树脂的官能团热固性粉末涂料用聚酯树脂必须带有可以与交联剂进展固化反响的官能团活性端基。现行有三类端基，最常见是带羧基COOH的羧基树脂，其次是带羟基OH的端羟基树脂和带不饱

17、和双键的不饱和树脂。端羧基树脂又分为支化端羧基树脂和非支化端羧基树脂。前者可以用双酚A型环氧树脂交联固化成为混合型粉末涂料，后者用高官能团TGIC或HAA固化交联成为纯聚酯粉末涂料。羟基树脂常常是支化端羟基树脂，用封闭异氰酸酯交联固化。带有不饱和双键的不饱和树脂。以前仅局限用于薄层模铸化合物Sheet moulding pounds内涂。近年来用于UV固化粉末涂料。1.1.4 分子量、聚合度、平均官能度和胶化点反响程度P=已参加反响的总官能团数/起始反响的总官能团数平均官能度f=参加反响总官能团数/参加反响总分子数到达胶化时的反响程度P与平均官能度的关系：P=2/f胶化点的特点是突变的，很快几

18、秒种内便胶化。而且实际胶化点的反响程度，要比理论值提前。1.2 聚酯树脂的高分子物理1.2.1 高聚物树脂聚集态和相态粉末涂料用聚脂树脂具有高聚物的不均匀性，不可能全部是非晶态，或者全部是晶态，仅仅是占比例多少而已。当外力作用一定时，温度足够低分子间作用力较大，高分子链及链段不能离开原来位置非晶相玻璃态；当温度上升热运动增加，到达温度整个链不能运动，链内某些链段位移，分子可拉直、但蜷曲高弹态；当温度继续升高，整个链都能移动， 开场塑性流动成为流动粘液粘流态。在同一温度，外力作用大小和速度都会使高聚物呈现三种不同的力学状态。1.2.2 高聚物的玻璃化温度非晶相高聚物由玻璃态转化为高弹态的温度为玻

19、璃转化温度简称玻璃化温度用Tg表示，其物理意义是高分子链段开场运动的最低温度。2 聚酯树脂的生产2.1 生产设备生产主要设备示意图：主要设备辅助设备反响釜带可变速搅拌5080rpm真空泵冷凝器过滤器蒸镏柱冷却带酯化水受器破碎机热煤炉及油泵，膨胀槽温度压力指示热交换器控制系统2.2 原材料粉末涂料用聚酯原材料主要是多元醇，多元酸，催化剂及助剂，实际工业生产受到原材料价格和市场供应影响。较硬的酸单体；顺丁烯二酸酐，反丁烯二酸，间苯二甲酸，粼苯二甲酸酐，偏苯三酸酐。较软的酸单体：己二酸，壬二酸，葵二酸和二聚脂肪酸。多元醇：乙二醇， 丙二醇1.3，丁二醇1.4，新戊二醇，一缩乙二醇，甲基丙二醇，季戊四

20、醇，三羟甲基丙烷，三羟甲基乙烷。合成催化剂：倍半二丁基氧化锡。粉末催化剂：叔胺，十六烷基三甲基溴化铵，苄基三乙基氯化铵，季磷盐。其他抗氧剂：紫外线吸收剂，抗静电剂，脱气剂等。2.3 配方及计算用NPG、ADA、IPA、PTA和TMA为原料，合成聚酯树脂为例，配方R计算列于下表原料分子量1当量2投料量3支分子量4=3÷1酸当量5=3÷2羟基当量6=3÷2理论脱水量5×18NPG10452283027.211554.4231ADA146736504.45218.9041IPA16683230013.858427.7108PTA166839135.500011

21、.0000总投料量 6693总酸当量 eA=47.6149总醇当量 eB =54.4231总克分子数 51.0190857.06TMA1927407.70832.4 工艺及控制粉末涂料用聚酯树脂目前常用的方法是熔融法，先合成端羟基树脂，而后封闭制得端酸基或羟基树脂。最后参加助剂，过滤出料，冷却破碎，工艺及控制如下表：第一阶段第二阶段第三阶段多元醇，多元酸，催化剂、N2酯化聚合脱水170180出水真空脱水240250控制、酸价、羟值、粘度降温加TMA或羧酸、醇、酸化，真空除水测粘度酸价参加助剂，搅拌均匀，过滤、出料、破碎、检验3 粉末涂料用聚酯树脂的主要指标3.1 外观、色泽以及颗粒大小外观要求

22、均匀，无杂质。杂质包括机械杂质和胶化物。机械杂质由原料和生产环境设备带入。胶化物是生产中生成的，用高压过滤去除之。色泽越低越好。颗粒大小一般1-1.5mm×23mm，片状或颗粒，便于粉末涂料生产。3.2 熔融粘度由生产配方及工艺决定。粘度太高，粉末涂料桔皮重，粘度太低会造成流挂，一般控制在80200P0/175。3.3 玻璃化温度最低控制在50以上3.4 酸值、羟值、不饱和度%用化学法测定酸值，羟值和不饱和度，化学指标是提供交联剂用量的依据。3.5 制粉检验按生产厂家提供树脂技术指标，配以交联剂，颜料、流平剂，制成粉末涂料标准配方测定粉末涂料，胶化时间，固化条件和粉末涂料的性能。4.

23、 热固性粉末涂料用聚脂树脂4.1 羧基树脂4.1.1 羧基聚脂树脂与环氧树脂，混合型粉末涂料，hybride4.1.2 TGIC固化的聚酯树脂4.1.3 羟烷基酰胺HAA固化交联聚酯树脂4.2 羟基树脂4.3 不饱和聚酯树脂5. 现状和开展6. 主要供应商及其产品*中法化学*HSFCCUCB、DSM、神剑、天松、南方第三讲 粉末涂料用助剂技术根底1 粉末涂料流平剂的特性及应用1.1前言1.2 流平剂的流平机理流平剂的作用主要是用于消除涂膜外表缺陷的产生，减少桔皮的发生，在热固性粉末涂料中涂膜的形成及流动主要由两个主要因素所决定的，一般称之为外表X力和融熔粘度，外表X力是促进流动的主要推动力。在

24、给定的烘烤条件下唯一的阻力来自于融熔涂料的粘度。因此严格地讲流平剂应称为外表X力调节剂。流平剂和树脂及颜填料是非完全相容的，在流平过程中，流平剂局部迁移到外表及底材和涂膜之间形成一单分子层以提供均匀的外表X力。粉末涂料的流平和溶剂型涂料有着不完全一样的特性。对粉末涂料而言由于不含有溶剂，在融熔流动过程中体系的粘度是很大的。这种由于粘度和温度引起的推动力可以忽略不计，而此时外表X力将成为推动涂膜流平的重要推动力，因此当温度和树脂粘度一定时，外表X力起主导作用。粉末涂料的流平一般分为二个过程。首先是粉末粒子熔合形成连续的膜，其次是从连续的膜到流平的过程。1.3 粉末涂料中外表X力和缺陷的关系粉末涂

25、料中发生缩孔，鱼眼、失光等缺陷现象是经常存在的，这也是涂料工作者最关心最头痛的一个问题，在溶剂型涂料中由于成膜物质的粘度较低，因此缺陷的产生往往是由于外表X力的梯度差引起的从低外表X力处向高外表X力区域移动。这种现象也称作为maragony效应，在数学上可用Fink-Jensen方程描述。该方程给出了材料流动性(q)和膜厚h，粘度µ及外表X力的关系q=h2/2µ从上式可以看出为了更好地控制外表缺陷，较厚的涂膜，较高的粘度及均衡的外表X力显得大为重要。但scholtens, van der linde及Tiemersma-Thoone认为maragony效应对粉末涂料的缺陷并

26、不产生影响，他们认为缺陷地产生是由于融熔涂料和底材的不充分润湿导致的。有实验说明对底材的润湿性会随着温度的增加而改善，这是因为涂料和底材之间的界面X力减小了sl而根据杨氏方程的解释，铺展效率变大了。De lange在对环氧和聚酯粉末涂料测试中发现参加丙烯酸添加剂后可改变外表X力，在两种情况下不含丙烯酸添加剂的环氧粉末和聚酯粉末其接触角分别为600和350 。并产生严重的缩孔现象，在参加0.25%的丙烯酸添加剂时将明显地降低了接触角，但并不能完全消除缺陷。当参加浓度达0.5%时缺陷完全消除。随着添加量的不断增加，将会对流平产生正面影响，并减少桔皮效应。但实验中也发现随着丙烯酸添加剂用量增加，接触

27、角下降后还有可能上升，并且还发现具有较小接触角的体系也会发生缺陷现象。因此缺陷的产生是很复杂的，是多种因素综合的结果。2粉末涂料的消光途径2.1 决定光泽的几个因素当物体外表受到光线照射的时候，由于物体外表平整度不同，一局部光通过外表反射出去，一局部发生了漫射，还有一局部被物体本身吸收。因此光泽事实上说明了物体外表对光反射的特性。如果光线反射越多物体外表就越亮，这种反射能力的大小是可以通过光泽仪器测量并以百分比来表示的，我们称之为光泽度。显然物体外表越不平整，光线被散射或折射得就越高，反之那么越低。因此增加物体外表的粗糙程度可使物体产生消光，这也是粉末涂料获得消光的本质所在，可以这么说，要使粉

28、末涂料产生特定的消光就必需增加涂膜外表的粗糙度，这就为我们设计不同固化体系或选择不同固化剂提供了广阔的空间。2.2 粉末涂料消光的方法1填料添加法、2添加不相容的物质、3干混法、4一次挤出法。3 耐候型粉末涂料交联剂性能介绍TGIC体系Triglycidyl isocyanurate、缩水甘油醚的固态化解决方案、烷基化的环氧乙烷化合物、GMA、异氰酸酯体系、四甲氧基甲基甘脲、-羟烷基酰氨-最平安的交联剂。第四讲 粉末涂料的制备和配方技术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外表并形成坚韧连续涂膜的液体或固体高分子材料摘自于中国大百科全书-化工卷称为涂料。粉末涂料顾名思义就

29、是固体粉末状的涂料，或叫粉体涂料。由于其性能和加工过程与塑料相似，又称之为塑粉。1.2 粉末涂料的组成 成膜物质：树脂，是涂料成膜的根底，又叫基料。是粘结颜填料形成坚韧连续膜的主要组分。 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本钱。 助剂：增加粉末涂料的成膜性，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以其主要成膜物的性质分成：热塑型和热固型两类；或以主要成膜物的种类分成：聚乙烯型、环氧型、环氧聚酯混合型、聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸型等；或以

30、涂膜使用环境分为：户内型、户外型等；或以涂膜外观分为：消光型、高光型、美术型等等。这些分类方法主要还是想在不同的情况下强调产品的性能和用途。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。2 热固性粉末涂料的制备工艺2.1 热塑性树脂和热固性树脂的意义和特性2.2 粉末涂料的生产流程及操作要点2.3 涂料的生产设备及其构造和工作原理2.3.1 配料设备常用的配料设备一般分两类，不带破碎装置的配料罐；带破碎装置的配料罐。2.3.2 混练挤出设备一般分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。2.3.3 冷却破碎设备：压片破碎机2.3.4磨粉筛粉设备3 生产工艺原理及其控制方法和原那么根

31、据热固性粉末涂料的生产设备系统的构造，一般把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。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适宜粒度的粉料，以利于涂装使用。前两道工序，其目的就是要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。3.1 配、混料工序粉末涂料的原料根本上是固体物料，因此物料的混合就是不同物质间固相的混和，目的是使这一固相体系形成均匀的堆积，以利于下道工序混炼、挤出进展。首先是配料的计量器具和称量误差。

32、在规定的误差范围内，使用适宜称量精度的计量工具，使各物料的计量误差到达要求，特别是在称量颜料的时候。例如：对着色力强的颜料称量的相对误差应在0.1%以内，其它材料的相对误差也不要超过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。主要还是考虑某种原料的误差量能否对产品品质造成影响来订出各物料允许的误差值。投料顺序，各种材料的投料顺次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，应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，应先把大颗粒的树脂和助剂破碎成1毫米左右以下的粒度，再进展计量、投料。对投料重量小的材料要进展预分散处

33、理，以保证小料能均匀混合。如使用有破碎装置的配料罐，其搅拌浆在底部，因此首先要投颗粒大的材料， 因物料的粒径大时那么利于力的传导，所以先投树脂材料利于物料的混合，如果先投粒径细的材料，那么会在水平浆叶下部形成混合死角。另外也还要注意小料的预分散。 配料时投料量的掌握，一般来说投入物料的表观体积要在罐体容积的70%以内，否那么就没有足够的空间进展物料的混合。罐体的转速也不能过快，较大的离心力会影响物料的下坠。投料量要考虑底部的搅拌桨叶能否将被混物料抛起，投料过多不仅要注意物料外表的高度，而且还要注意物料的比重因素，物料的立向回转运动不充分，影响混料的均匀程度。破碎粒度，一般来讲，粒度越细、混合时

34、间越长，物料混合得越均匀，越利于挤出混炼的均匀。但是，物料太细，那么不利于物料在螺杆内的传送，不仅容易形成传送死角而且还增加物料对设备的粘附量。相反，树脂颗粒太大，在挤出时会加长树脂的熔融时间，将影响树脂间的混溶程度以及树脂对颜填料的分散程度。在不影响物料从料斗到螺杆中的传输的情况下，物料主要是树脂的粒径尽量小。一般要在1.5mm以内。3.2 混炼、挤出工序粉末涂料各种材料的溶解以及树脂对颜填料的分散就是在这个过程进展的。料斗内的物料被螺旋进料器送入螺筒，螺杆的螺旋进料将物料送进加有一定温度的螺筒局部后，树脂开场熔融，进而树脂间开场溶解及树脂对颜填料进展润湿。螺杆上的捏合块在螺筒内的转动对物料

35、产生的剪切力强化了溶解和润湿过程。实际上螺杆的工作局部可简单的分为送料段和混炼段。混炼段又可分为过渡段2又称预混炼段和混炼段3。首先，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，否那么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，树脂在此被加热开场融化，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，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。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

36、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展的，因此，它的工作状态和形状是影响一台挤出机生产量的关键。送料段的长短是影响此台挤出机生产量大小的一个方面；螺杆转速快慢，也对应着生产量的大小；螺距的大小也对应着生产量的大小；螺杆的粗细、螺旋凹槽的深浅反映了物料输送截面积的大小，也影响到挤出机生产量的大小。2、3段的长度、捏合块的厚薄以及捏合块的排布也对挤出机的生产量有影响，2段的排布是一种最小阻力的排布。2、3段的长度，是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。总之，间隙小、物料输送的阻力大那么混炼效果好。但同时，还要注意物料固化的

37、平安。在图中，3段里有一小段4，就是为了加大阻力，增加混炼效果。一台挤出机，它的生产量、混炼效果和物料在挤出时的固化平安方面三者是相互制衡的。我们也可以用一台挤出机，通过选用不同构造形状的螺杆来到达不同的生产目的。所以，螺杆直径小并不意味着生产量一定小。而螺杆的长径比和其混炼效果也并非一定是对应一致的。如何确定该工序中给料量、螺杆转速和挤出机各段温度参数呢？由于设备的差异和产品的多样性，各工艺参数应有一些不同。但是要有一定的原那么。首先是螺筒的温度：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。靠

38、近出料口的温度，在不使挤出物料发生固化反响或胶化的情况下越高越好，这样树脂的黏度低、螺杆转动的剪切阻力小，利于树脂间的溶解及其对颜填料的分散。其次是螺杆转速：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，但同时，物料的传输速度也越快， 物料在螺筒内的混炼时间也就短，很可能会造成分散程度缺乏，特别是对于短螺杆的设备。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，最好根据涂膜外表的效果来确定。再者就是挤出机的给料量：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

39、温度值的稳定性为准，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局部热量，起到了一局部温度调节的作用。3.3 冷却、破碎工序这道工序就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。该工序的要点就是物料在破碎时在破碎辊处的温度尽量到达室温。此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，但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，而后再调整传送带速度，不致使压片辊上过度积料。建议将螺筒的冷却水系统与压片辊的冷却水系统分开，以保证压片辊冷却水温尽量低。3.4 磨粉、筛分工序该工序按设备

40、构造的组成可分为五个重要局部，引风机、除尘集尘箱超细粉柜、磨机、旋风别离器和旋风过滤器。引风机产生的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由于分级器旋转产生的离心力的作用。对于粒径微小的颗粒，当风机引力大于分级器旋转产生的离心力，这些粒径微小的颗粒粒径小的颗粒质量轻，动能小，离心力就小；粒径大的颗粒质量重，动能大，离心力就大在风机引力的作用下进入成品粉管道。粒径较大的颗粒在离心力的作用下进入

41、粉碎区，进展再粉碎。气流将成品粉通过管道送入旋风别离器，气流在旋风别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。和在磨机里的原理一样，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，较粗的成品粉在离心力的作用下向别离器的内壁运动，同时在重力和风压的作用下降到底部。关风排料器将成品粉翻转到下面的旋风筛的螺旋进料器里，送入旋风筛中进展筛分。而粉末的过筛也是利用粉末颗粒旋转产生的离心力。该工序在生产过程有三个可调整的参数进料速度、分级器副磨转速和引风量，还有两个控制值磨粉温度、粒径数值和一个关键动力气流量。所以，该工序就是以气流为动力，粒度分布和磨粉温度为工作标准进展进料

42、量和副磨转速的调整配合的过程。这一过程的核心就是力的关系粉末颗粒旋转产生的离心力与气流形成的吸力。由于粉末颗粒的离心力和颗粒的动能有关，而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，具体的数值最好依据粒度分析仪所测的结果来确定。气流风量的调控那么涉及到两个问题磨机内部环境的温度和成品率。对于磨机来说，风量大利于降温；对于旋风别离器来说，风量大产生的旋转风速也越大，如果成品粉的粒度分布偏粗，那么对成品率的影响不大，如果成品粉的粒度分布偏细，那么对成品率就有影响了。所以，当我们需要粒度较细的成品粉时，就要把风量调小一些；而需要粒度较粗时，可以把风量调大

43、，甚至最大。调整风量的同时，一定要照顾到磨机的温度。当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，如果磨温高，就应该减少进料量。还有一个问题需要提醒大家：由于配方或品种的不同，会造成片料的硬度不同，在一样参数条件下，物料被粉碎的粒度会不一样。4 粉末涂料的配方技术 4.1 粉末涂料的技术标准和性能指标1涂膜的物理性能标准表达的是产品成膜后的外观和机械性能，内容有：涂膜外观、硬度、附着力、光泽、耐冲击强度、柔韧性、抗拉伸强度杯凸试验、耐磨性等等。2涂膜的化学性能标准表达的是产品成膜后的耐化学品的腐蚀性能，内容有：耐温性、耐水性、耐盐液性、耐盐雾性、耐酸液性、耐碱液性、耐油性、

44、耐溶剂性、耐紫外线照射性等等。3粉末涂料的使用性能标准表达的是产品成膜前的储存和喷涂使用的性能，内容有：抗结块性、比重、固化条件、粉末粒度、粉末的流动性、上粉率等等。4.2 粉末涂料的原材料1热固性树脂反响官能团的含量这是用来进展理论上的固化剂用量计算的数值，是设计配方时固化剂用量的计算依据。也可以用它来判断固化体系交联密度的大小，在一样体系的系列中进展交联密度的比较。2树脂的玻璃化温度和软化点树脂的玻璃化温度是树脂的玻璃态与树脂的高弹态相互转变时的温度。树脂在玻璃态时是脆性的，易粉碎而不发生粘连，在高弹态时那么会发生粘连现象。粉末涂料在生产中的冷却、磨粉以及产品的储运时一定要考虑这一指标。3

45、环氧树脂的有机氯和无机氯含量是反映环氧树脂质量的重要指标，两者含量应越低越好。有机氯含量高那么说明环氧树脂清洗得不够，成膜后会在涂膜内部形成腐蚀环境，缩短涂膜的使用寿命。有机氯高，一方面说明环氧树脂在合成时，岐化反映高，分子量分布较宽。另一方面，环氧树脂上的有机氯阻碍其固化反响，使树脂固化不充分，影响涂膜性能。4树脂的粘度粉末涂料用的树脂在常温下是固体的，因此树脂的黏度是在较高温度下测定的，它也是反映树脂平均分子量的一个参数树脂的黏度高那么平均分子量大。由于是在一定温度下测出的黏度数值，因此粘度数值在生产挤出过程树脂对颜填料的润湿性能，以及涂料在成膜时的流平性能方面可以起到判断和比照的作用。黏

46、度低的树脂较利于其对颜填料的润湿分散，也利于涂料成膜时熔融初始的流动。但黏度低的树脂分子量较小，固化时初始反响速度快，粉末涂料的胶凝时间短，反而不利于流平。5折光指数光在真空中的转播速度与在某物质中传播速度之比。这一指标参数对于粉末涂料来说在遮盖力和透明粉方面很有意义。当粉末涂料中参加材料的折光指数与成膜树脂的折光指数相差得越大那么涂膜越不透明，相差越小涂膜就越趋于透明。6颜填料的吸油量定量的干颜填料粘结成糊所吸收的亚麻仁油的重量。这一数值对后面我们所要讲的配方总体颜填料树脂量的调整和确定有着重要意义。研究说明，颜填料的吸油量与该同一种颜填料的临界颜料体积浓度CPVC值有密切的关系。所谓临界颜

47、料体积浓度就是指堆积状颜填料粒子层的空隙刚好被树脂填充时，颜填料的体积占总体积的比率。对一般溶剂型涂料而言，这两种堆积条件实质上是相等的，只是前者用重量表示而后者是体积的比率。虽然受条件所限，粉末涂料在生产挤出时，树脂不可能形成对颜填料的完全润湿状态。但是，通过了解不同颜填料的吸油量值来选用材料以及确定和调整颜填料的用量。另外，对同一种颜填料来说，也可以通过不同批次或厂家产品的吸油量值，对它们的平均粒径进展比较和判断。还可以通过颜填料的吸油量和它的比重大概判断出该颜填料的固有分散性吸油量大而比重小的颜填料较难分散。7颜料的热稳定性在规定条件下，颜料不会发生退色、变色、甚至分解的最高温度。由于粉

48、末涂料的生产过程和使用过程都会遇到高温情况，因此，颜料的耐温性也就显得尤为重要。许多有机颜料的耐温性能达不到粉末涂料的使用条件，因此选用颜料时一定要注意这一点。8颜料的耐光性在规定的光源下，颜料保持原有性能，不发生退色、变色或粉化的能力。分为8级，级数越高，表示耐光性越强。这对于户外粉末涂料的颜料选用至关重要。9颜料的保光性添加有颜填料的应用系统涂膜，特别是色漆涂膜，能抵抗由于暴露在大气中受大气和各种因素影响而失去光泽的能力。涂膜失光主要由基料树脂和颜填料的性能决定的。10原料的机械杂质和颜填料的粗颗粒原料的机械杂质和颜填料的粗颗粒会造成粉末涂料涂膜外表的颗粒。原料的机械杂质又分为无机杂质和有

49、机杂质。这些杂质和各材料的生产工艺有关。4.3 设定配方的程序和原那么1粉末涂料遮盖力的调整颜料最低用量法那么、2配方总体颜填料树脂量的调整、3流平剂的用量、4润湿促进剂的作用及用量、5固化促进剂的用量5 产品品质、配方及工艺之间的关系5.1 粉末涂料外表针孔、细纹和雾光的成因和解决方法5.2 美术型粉末涂料的制备5.2.1 粉末涂料桔型粉纹理的形成和控制6 粉末涂料的配色7 粉末涂料生产中应当注意的问题7.1 平安问题7.2 清机和设备的保养1配料罐；2挤出机；3压片机；4磨粉机7.3 称重计量问题7.4 颗粒问题粉末涂料涂膜颗粒的问题一直困扰着生产和使用厂家，这里我就生产过程中颗粒的产生和

50、来源讲述一下。粉末涂料的颗粒根本上分为机械杂质颗粒、胶化物颗粒和漏筛颗粒。机械杂质颗粒大多来源于材料本身，一小局部可能来源于生产过程和设备磨损。胶化物颗粒大多来自树脂的问题，极少量的来自螺杆内积沉的胶化物。少量的漏筛粒子一般不会形成明显的颗粒状，多数情况是形成外表圆滑的颗粒状小鼓包，除非颜填料量非常大或破筛情况下那么形成颗粒状。1机械杂质颗粒这种颗粒形状比较锋利。有的来源于颜填料含有粗硬的粒子；有时低档碳黑中含有铁屑；小的树脂生产厂家使用爪式破碎机破碎树脂时，由于机械破损等情况也会在树脂里混进金属屑；磨粉时，磨堂内的磨损、部件脱落也会形成金属屑。这种由金属屑形成的颗粒，用手摸会有刺划感。还有一

51、种颗粒是织物纤维造成的，有些粉末涂料生产厂使用布料绑在配料出料口或产品包装口接料，磨损时间一长那么纤维脱落，进入物料或产品中，产生串状颗粒。因此原料使用前要做好杂质分析检测，可用磁铁检查材料或产品里是否有铁屑；接料口不要使用布袋接料。2胶化物颗粒这种颗粒形状较圆，有时呈透明状，颗粒数量也比较多，无论喷涂厚薄都有颗粒。近些年，产生这类颗粒的情况比较多，产生的原因也比较复杂。通过镜面粉末涂料涂膜的外表来看，流平大多没问题，但有胶凝颗粒，说明物料在螺筒内的挤出过程中产生许多点状的局部胶凝情况。如果降低挤出温度还不能解决这个问题，就应退换材料了。一般人都认为这种问题大多出在聚酯树脂方面，但近来，环氧树

52、脂也出现这种问题了。第五讲 粉末涂料涂料配方，制作原理及专题论述1 粉末涂料简要概述及化学组成、要求1.1 粉末涂料的特性1.2 热塑性粉末涂料的几个常见品种聚乙烯粉末涂料PE、聚氯乙烯粉末涂料PVC、聚酰胺尼龙粉末涂料、聚偏氟乙烯型PVDF粉末涂料、聚苯硫醚粉末涂料。1.3 热固性粉末涂料的组成树脂环氧树脂、聚酯树脂；填料硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土、云母粉、白炭黑；颜料；助剂流平剂、消泡剂、润湿剂、美术花纹助剂、边角覆盖剂。选择助剂应该注意的问题：粉末涂料助剂与树脂的相容性、粉末涂料助剂对生产工艺的适应性、粉末涂料助剂在粉末涂料中作用的多重性、充分利用粉末涂料助剂之间的相互效应、

53、粉末涂料助剂对粉末涂料的性能影响。粉末涂料助剂在粉末涂料中添加的程序及工艺条件：在两种或两种以上的粉末涂料助剂与基料配合过程中，为了使各个粉末涂料助剂充分发挥其效能，必须使它们的在基料中充分分散，而且可按不同的层次与基料结合。例如，两种助剂A、B添加到粉末涂料中有以下四种方法： 基料A 预混合挤出、粉碎 过筛、成品、包装 基料预混合挤出、粉碎 A过筛、成品 、包装 基料AB 预混合挤出、粉碎过筛、成品 、包装 基料预混合挤出、粉碎 AB过筛、成品 、包装 如果是三种或者更多种，那么搭配也就更多。2 热固性粉末涂料2.1 固化体系2.1.1环氧体系主要固化体系：双氰胺及双氰胺衍生物、咪

54、唑类及环脒类、酸酐固化剂、二酰肼固化、酚醛树脂固化、其它。2.1.2环氧/聚酯混合体系两种树脂配比的理论值为：G=56100E/A式中：G：100g环氧树脂需要配聚酯树脂的量，g； A：聚酯树脂的酸酯mgKOH/g ； E：环氧树脂的环氧值 eq/100g； 56100：换成KOH毫克数的系数；2.1.3 纯聚酯体系聚酯/TGIC、聚酯/PRIMID、聚酯/POWDERLINK1174、聚酯/PT910。2.1.4 聚氨酯体系聚氨酯粉末涂料的特性及组成：聚氨酯粉末涂料的配制，是利用聚酯树脂中的羟基R-OH与异氰酸酯R-N=C=O反响来完成，此交联反响会生成氨基甲酸酯键，异氰酸酯中的芳香族，由于耐侯性差，很少选用，常选用脂肪族的异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和己二异氰酸酯HDI做固化剂。聚氨酯粉末涂料的重点研究：哑光聚氨酯粉末涂料、透明聚氨酯粉末涂料、内封闭低温交联固化体系、2.1.5 丙烯酸体系丙烯酸粉末涂料是以甲基丙烯酸及其酯与其它活性单体共聚后所得得丙烯