粉末涂料助劑的使用及發(fā)展回顧
粉末涂料是一種以樹脂為基料,配以固化劑、顏料、填料和一些粉末涂料助劑,而得到的配方材料,賦予被涂金屬底材良好的外觀和耐久性。裝飾性和保護性是粉末涂料的主要功能。粉末涂料助劑是專門用于粉末涂料而使聚合物基料順利生產(chǎn),獲得應(yīng)用性能而添加到粉末涂料基料中的化學(xué)品。一般,粉末涂料產(chǎn)品質(zhì)量和新品種的開發(fā),很大程度上取決于粉末涂料助劑的開發(fā)應(yīng)用。
一、粉末涂料助劑的發(fā)展歷史和分類
隨著粉末涂料的快速發(fā)展,我國粉末涂料助劑的普及及應(yīng)用水平比過去有了很大提高。近幾年來,一大批國際著名品牌助劑進入了我國粉末涂料市場,國產(chǎn)粉末涂料助劑應(yīng)用也呈蓬勃發(fā)展之勢。隨著國家對涂料環(huán)保性的要求越來越高,具有環(huán)保優(yōu)勢的粉末涂料的快速發(fā)展是不容置疑的,相關(guān)的粉末涂料助劑的發(fā)展應(yīng)用也空前繁榮,新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮我國的粉末涂料助劑開發(fā)起源于上世紀80年代,經(jīng)過20 多年來的發(fā)展,國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)粉末涂料助劑的企業(yè)已達十幾家,品種也由單一的品種逐漸走向系統(tǒng)化,有些粉末涂料助劑品種已出口并進入國際粉末涂料市場。劃分粉末涂料助劑的方法有多種,一般有兩種分類:一種是只改變聚合物的物理性能而不使聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,如消泡劑、潤濕劑;
另一種是聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了或多或少的變化,如68型的消光劑。具體更細一點的分類如表1。

二、粉末涂料助劑的使用
2.1 粉末涂料助劑與樹脂的相容性
這是選用助劑時應(yīng)優(yōu)先注意的問題,助劑必須長期穩(wěn)定存留在粉末涂料中,才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。所以一般使用的助劑要與環(huán)氧、聚酯、丙烯酸等樹脂有良好的相容性。那么通常比較粉末涂料助劑與樹脂的相容性,所使用的方法是根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)的相似性。例如,選用流平劑就分為一種是有載體的,一種是無載體的。有載體的如有E-12為載體就不可以應(yīng)用于純聚酯體系的配方中。再如通常所用的B68型化學(xué)消光劑僅適用于有環(huán)氧的體系下,用于其它體系,不但失去應(yīng)有的效果,還會給涂膜帶來消極影響。
2.2 粉末涂料助劑對生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性
某些粉末涂料助劑在配方設(shè)計時,由于生產(chǎn)工藝條件比較苛刻 ,可能是高溫、低溫、高速剪切等情況,從而引起粉末涂料助劑的分解、揮發(fā)而失效,導(dǎo)致配方失敗。如有些花紋粉末涂料助劑,不可以與基料一同由擠出機擠出,而是后加入到成品粉中,只有這樣才能顯現(xiàn)出它應(yīng)有的花紋,因為在擠出熔融過程中,花紋助劑已經(jīng)預(yù)先反應(yīng)完成,致使在成膜時無花紋出現(xiàn)。
2.3 粉末涂料助劑在粉末涂料中的多功能性
一些粉末涂料助劑除了起主要作用外,同時還兼有雙重或多重作用。由此,在設(shè)計配方時就必須綜合考慮,如調(diào)配用量或簡化配方。比如,氧化鋅是一種常見的化學(xué)物品,它可以替代一部分的鈦白粉作白色顏料,同時具有一定的導(dǎo)電性,應(yīng)用于需要抗靜電或?qū)щ娦缘膱龊希€具有屏蔽紫外線的功能。特別是對(240~380)μm范圍的UV光有較好的防護能力 ,當然它還具有防霉、殺菌功效、改善含羧基基團樹脂的涂料性能等??梢?,選擇一種有效助劑是要充分理解它的各種功能。
2.4 充分利用粉末涂料助劑之間的相互效應(yīng)
粉末涂料助劑的協(xié)同效應(yīng)是指兩種或多種助劑適當配合使用,相互間會相互影響而產(chǎn)生增效的作用。當然,協(xié)同效應(yīng)的反面是拮抗作用。例如,炭黑與硫代酚類抗氧劑配合在純聚酯戶外粉末涂料中,有優(yōu)良的協(xié)同抗氧作用,但在與胺類或阻酚類抗氧劑一道使用時,則應(yīng)發(fā)生拮抗作用而削弱涂膜儲存的穩(wěn)定效果。
2.5 粉末涂料助劑對粉末涂料的性能影響
我們知道,一些粉末涂料助劑在發(fā)揮其正常作用的同時,也可能對粉末涂料的性能產(chǎn)生不良的影響,這是與粉末涂料助劑的品種和用量有密切關(guān)系的。目前,市場上有一種低溫固化劑,它能使粉末涂料涂膜在120℃×30min內(nèi)固化成膜,這當然是我們所需求的。因為如此的低溫固化條件會給客戶帶來巨大的經(jīng)濟效益,也給一些不能在高溫下烘烤的材料提供可靜電噴涂條件,大大拓展了粉末涂料的應(yīng)用領(lǐng)域,但就我們所做試驗得知,加入此種低溫固化劑,對涂膜的附著力會有較大的影響。還例如,有種純聚酯戶外型粉末涂料中可使用一種低光澤固化劑,我們所用的這種產(chǎn)品為英國進口的,戶外型光澤可以降至10%左右(60°視角), 就是為了得到此種效果,而不得不損害涂膜的流平性,而且在做白色粉末涂料產(chǎn)品時,黃變還比較嚴重。以上這些都是我們在設(shè)計配方時,選用粉末涂料助劑前應(yīng)充分了解的。
2.6 粉末涂料助劑在粉末涂料中添加的程序及工藝條件
在兩種或兩種以上的粉末涂料助劑與基料配合過程中,為了使各個粉末涂料助劑充分發(fā)揮其效能,必須使它們在基料中充分分散,而且可按不同的層次與基料結(jié)合。
例如,兩種助劑 A、B添加到粉末涂料中有以下四種方法:
(1) 基料 + A → 預(yù)混合 → 擠出、粉碎 + B → 過篩、成品、包裝;
(2) 基料 + B → 預(yù)混合 → 擠出、粉碎 + A → 過篩、成品、包裝;
(3) 基料 + A + B → 預(yù)混合 → 擠出、粉碎 → 過篩、成品、包裝;
(4) 基料→ 預(yù)混合 → 擠出、粉碎 + A + B → 過 篩、成品、包裝。
如果是三種或者更多種,那么搭配也就更多。實驗充分證明, 各種粉末涂料助劑與基料混合后加入到成品過程中,其先后次序和每一步的工藝條件是非常重要的,它直接影響到混合效果和涂膜的性能。
2.7 粉末涂料的用途對粉末涂料助劑的制約
粉末涂料助劑的應(yīng)用常受到粉末涂料涂膜的最終用途的制約, 不同的粉末涂料品種對粉末涂料助劑的顏色、氣味、耐污染性、耐久性、電氣性、耐熱、耐寒性等性能都有不同的要求。
2.8 粉末涂料助劑的價格
熟悉粉末涂料的同仁都知道,一般粉末涂料助劑在粉末涂料的配方體系中所占比重很小,但價格很昂貴,所以有的時候,價格也是衡量其使用的一個重要因素。通常,我們可以選幾個不同供應(yīng)商相同類型的產(chǎn)品作對比試驗,在效果相同的情況下,選擇價格低廉的產(chǎn)品。據(jù)目前的市場情況看,國內(nèi)的許多廠家生產(chǎn)的粉末涂料助劑,一般都能和國外生產(chǎn)的同類產(chǎn)品相媲美,所以盡可能的購買國產(chǎn)助劑,既有價格上的優(yōu)勢,又能支持民族工業(yè)的發(fā)展壯大。
2.9 其它
在滿足上述條件外,有時候還可考慮一些其它的因素。例如 , 同為TGIC系列產(chǎn)品,如果條件允許,應(yīng)盡可能多用TGIC-free而少用 TGIC,因為TGIC含有一定量的毒性。
三、粉末涂料助劑的發(fā)展
3.1 抓住時機,拓展應(yīng)用
近年來,國外粉末涂料助劑通過每一屆的中國國際涂料及油墨展、粉末涂料年會以及各種專題講座等方式推廣。粉末涂料助劑已進入大部分粉末涂料企業(yè),使我國粉末涂料助劑應(yīng)用更加普及化,粉末涂料助劑的應(yīng)用水平已日趨成熟,一些粉末涂料的質(zhì)量更接近國際先進水平。特別近年來,粉末涂料進口助劑的空前繁榮,有力地推進了國產(chǎn)粉末涂料助劑的開發(fā)和應(yīng)用。目前進口粉末涂料助劑大量涌入國內(nèi)粉末涂料市場,是利用的有利時機,應(yīng)當進一步拓展對粉末涂料助劑的應(yīng)用,(如透氣劑、低溫固化劑等), 不斷提高粉末涂料產(chǎn)品的性能,加快粉末涂料產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐。
3.2 實施聯(lián)合,增強創(chuàng)新能力
目前,國外粉末涂料助劑公司已經(jīng)基本上全面進入我國粉末涂料市場,粉末涂料工業(yè)集中的幾個地區(qū)幾乎都有國外粉末涂料助劑的銷售代理商。一些大的國外粉末涂料助劑企業(yè)在我國也形成了系統(tǒng)的市場銷售網(wǎng)絡(luò),在長三角、珠三角、環(huán)北京地區(qū),粉末涂料助劑市場的競爭非常激烈,經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展經(jīng)營,國產(chǎn)粉末涂料助劑也有很大的發(fā)展,如流平劑、消光劑等。粉末涂料助劑的重要性已被粉末涂料界同仁共同認可 , 所以加強有關(guān)開發(fā)研究、生產(chǎn)、使用粉末涂料助劑企業(yè)的聯(lián)合, 推進粉末涂料助劑的發(fā)展,現(xiàn)在的時機比較成熟。雖然粉末涂料助劑總生產(chǎn)量不大,但品種多、涉及面廣、效果顯著,利潤空間也大。如何使粉末涂料助劑發(fā)展壯大,培養(yǎng)優(yōu)勢產(chǎn)品、建立競爭優(yōu)勢,都取決于企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新能力,所以,只有加強合作,才能促進國內(nèi)粉末涂料助劑工業(yè)的進一步發(fā)展。3.3 適應(yīng)市場 , 開發(fā)系列產(chǎn)品
據(jù)統(tǒng)計,中國粉末涂料企業(yè)大概有1500家以上,大多數(shù)都是年生產(chǎn)量在幾百噸,甚至幾十噸的小廠或者家庭作坊式的小企業(yè)。統(tǒng)計的數(shù)據(jù)表明,2002年中國粉末涂料主要供應(yīng)商是阿克蘇、杜邦等,這類企業(yè)占中國粉末涂料企業(yè)總數(shù)不到1%,他們比較注重企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)開發(fā),為保證粉末涂料的產(chǎn)品的品質(zhì),對粉末涂料助劑質(zhì)量要求較高。而中國粉末涂料市場上大量的小企業(yè)(占中國粉末涂料生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)的63%左右 )為了生存,以很低的價格出售粉末涂料產(chǎn)品,以獲取產(chǎn)品利潤。當然, 其對粉末涂料助劑的要求也略低。對于夾在此兩種企業(yè)之間的很多中型企業(yè)(占中國粉末涂料生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)的33%左右)來說,求發(fā)展顯得比較困難。一方面要與大型企業(yè)搶奪高端市場,不惜高價買進高質(zhì)量粉末涂料助劑,另一方面又要與小企業(yè)爭取下游產(chǎn)品,還要維護企業(yè)品牌形象,所以需重新選擇合適的粉末涂料助劑。粉末涂料助劑生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身特點不斷開拓新產(chǎn)品,開發(fā)系列產(chǎn)品,以適應(yīng)市場的不同檔次、不同類型及各種性能產(chǎn)品的要求。
五、結(jié)語
由于粉末涂料助劑本身所具有獨特的性能,也正因為這種特殊性的存在,從而增強了粉末涂料成膜后某些特殊性能,或者是減小了一些涂膜弊病的出現(xiàn),所以粉末涂料助劑的品質(zhì)對粉末涂料的應(yīng)用來說, 是極為重要的。隨著我國粉末涂料行業(yè)的壯大和粉末涂料助劑產(chǎn)品的進一步發(fā)展,粉末涂料助劑的重要性將更加明顯,發(fā)展的空間也將更為廣闊。
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