粉末涂料的生产及应用
行业:粉末涂料
前言:涂料工业正在寻找低含量有机溶剂的新型涂料体系。有很多途径可以实现这个目的。有几个应用中已经实现了溶剂性涂料向水性涂料体系的转变。同时,含有少量溶剂(高固含量)或者完全不含溶剂的(无溶剂涂料)液体体系也正在被应用。粉末涂料由于其特有的性质成为一个致胜的技术。
粉末
粉末涂料由固体粒子组成。每个粒子都含有体系里面的关键组成成份。
首先,基体体系的组成不只有1个组份,树脂和交联剂同时存在于热固性体系中。其次,固体颗粒、颜料和/填料在大部分的粉末涂料中也是存在的。最后,体系里面还有少量的助剂。这些助剂可能是确保脱气的助剂,参看"涂膜组成,或者助流平剂"。
粉末涂料当基体体系的玻璃化温度(Tg)足够高时其储存是稳定的。粉末的Tg最好是大于50 °C。
生产
粉末涂料的生产有以下几个步骤。原材料常温下为固体,经过预混机进行宏观上混合,混合之后的混合物经过捏合机,一般称为挤出机进行挤出。
挤出机的核心在于其螺杆,可以进行加热旋转。原材料经过挤出机,螺杆旋转向前运输。挤出机加热段的温度一般设置在70 – 120°C。基体和助剂在加热区熔融。熔融的原材料在挤出机最后一区达到分子水平的混合。同时,颜填料的润湿和分散也在混合和分散区进行。挤出机最后出来的是一个均相的熔体,然后经过冷却、粉碎和立磨成所需要的粒径。
应用
大部分的粉末涂料应用在金属物体上面。固体粒子经过静电喷枪带电。粒子吸附在金属上就是因为涂层和基材之间存在电势差。
在涂膜形成过程中,固体颗粒转变成一个有强度和平滑的涂层。其中有几步发挥着关键作用:
喷涂过粉末的物体放进烘箱中。颗粒熔融并且融合在一起形成一个均一并且光滑的一层。关键的一点是固体粒子之间的空气必须要能够逸出。在热固性体系,树脂和交联剂之间的发生化学反应,称为交联。热塑性粉末涂料不含有交联剂。基体只是熔融、流动和流平。薄膜冷却时候变硬。
展望
粉末涂料技术中一个重要的挑战就是开发和改进可以应用在热敏基材上的涂料体系,比如木头、MDF和塑料。DSM涂料树脂,全球领先的粉末涂料树脂生产商,成功开发了应用在MDF上的LTC粉末技术。