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          熱固性涂料的分類及簡介

          熱固性粉末涂料按其功能可分為:絕緣、防腐、裝飾及建筑用粉末涂料;按其涂膜外觀光澤可分為有光、半光、平光及美術型四類。目前較普遍的是按其主要成膜物質———樹脂的品種分類。

           

          1、環氧粉末涂料

          (1)性能特點

          1)具有良好靜電作業性,靜電涂裝性能好。

          2)環氧樹脂的熔融黏度低,涂膜的流平性較好,厚度均勻,適合流水線快速涂覆。

          3)涂膜具有優異的附著力、柔韌性,物理力學性能優良。

          4)涂膜具良好的電氣絕緣性。

          5)涂膜耐蝕性優異,能防止陰極剝離。

          6)涂膜耐酸、堿、鹽,具良好的耐化學品性能。

          7)涂料的常溫儲存穩定性好。

          8)涂膜耐候性較差。

          基于以上性能特點,環氧粉末涂料廣泛用于電氣絕緣、防腐及一般裝飾要求的產品的涂覆,涉及的行業包括電器、儀表、金屬家具、廚房用品、建筑等。

           

          (2)涂料組成

          環氧粉末涂料由環氧專用樹脂、固化劑、流平劑、促進劑、顏料、填料及其他助劑組成。其中固化劑對環氧涂料的性能有較大影響。環氧樹脂固化劑的類型較多,有胺類、咪唑類、酸酐類、(二酰)肼類及樹脂類。

           

          2.環氧聚酯粉末涂料

          (1)性能特點

          1)具有良好的靜電作業性。

          2)涂膜流平性好,光澤高,物理力學性能優良。

          3)涂膜耐蝕性和耐化學品性能優良。

          4)涂膜的耐候性能良好。

          5)具有良好的通用性。

          (2)主要用途 環氧聚酯粉末涂料因具有上述優良性能且易于制造,成本較低,故現已成為粉末涂料的主導產品,并廣泛應用于各行業,例如,家電、儀器儀表、輕工、針織機械等。

           

          3.聚酯 PTGIC粉末涂料

          聚酯粉末涂料的固化劑品種較多,采用異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)來固化含羧聚酯制得的粉末涂料,即為聚酯 PTGIC粉末涂料。

          (1)性能特點

          1)具有良好的物理力學性能。

          2)涂膜附著力良好,略差于純環氧粉末涂料,但遠高于氨基溶劑涂料。

          3)具有優良的耐熱性,高于白色溶劑型丙烯酸涂料。

          4)具有良好的耐化學性,能耐大多數化學藥品,但對乙酸乙酯 (丁酯)、乙二醇、甲乙酮、甲苯與二甲苯、強堿溶液等化學介質的防護性欠佳。

          5)具有良好的電氣絕緣性。

          6)具有良好的耐蝕性。按 ASTM B117中規定的鹽霧試驗 1000h,X型劃痕邊緣輕微腐蝕。

          7)具有極其優異的耐候性,由于 TGIC是一種環狀多氧化物,對含羧聚酯又具有良好的化學反應性能及較高交聯密度,其穩定的環狀結構使聚酯樹脂具有優異的耐候性。經人工老化試驗 2000h,聚酯 PTGIC光澤損失率僅為 13% ~15%,而聚氨酯粉末涂料為 19%,汽車用氨基烘漆則完全粉化。

          8)涂膜外觀較差。

          9)TGIC有毒,對皮膚有刺激。

          (2)主要用途 

          聚酯 PTGIC具有優異耐候性,廣泛應用于戶外產品的粉末涂裝。其主要應用領域有建筑(特別是鋁材)、汽車工業、家用電器、交通器材與標志樁及農業機械等。

           

          4.聚氨酯粉末涂料

          聚氨酯粉末涂料是用封閉異氰酸酯固化含羥基聚酯制得的涂料。固化時,封閉劑受熱離解揮發,解封的異氰酸基與聚酯的羥基加成反應而成膜。

          (1)性能特點

          1)由于采用封閉異氰酸酯作為固化劑,涂料的儲存穩定性大大提高。

          2)涂膜具有優異的耐候性,與聚酯 PTGIC粉末涂料相當。

          3)涂膜具有優良的裝飾性,外觀優于聚酯 PTGIC。

          4)涂膜物理力學性能良好。

          5)具有優良的耐蝕性。

          6)固化時因封閉劑解離而成白煙,污染環境。

          7)涂膜可達薄層化。

          8)抗結塊性能好。

          (2)主要用途

          聚氨酯粉末涂料廣泛應用于戶外產品的粉末涂裝以及 PCM鋼板的預涂裝;因為涂膜易達薄層化,所以也用于家電產品。

           

          5.丙烯酸粉末涂料

          丙烯酸粉末涂料是由丙烯酸樹脂與相應的固化劑配制而成的,所用固化劑不同,則涂料及其涂膜性能各有差異。目前使用的熱固性丙烯酸粉末涂料一般較多采用含有縮水甘油醚基的丙烯酸樹脂,固化劑多為長鍵的脂肪族二元酸。熱固性丙烯酸粉末涂料通常要求玻璃化溫度為 40~80℃,平均相對分子質量為 8000~30000;其固化機理為丙烯酸樹脂中反應基團與固化劑中活性基團反應成膜。常用的丙烯酸粉末涂料固化過程為丙烯酸樹脂中的環氧基與固化劑中羥基發生開環加成反應。

          (1)性能特點

          1)涂膜光澤平整裝飾性優異,適用裝飾性粉末涂裝。

          2)保光保色性及耐候性優良。

          3)耐蝕性優良。

          4)涂膜物理力學性能優良。

          5)靜電作業性好,其體積電阻率較大,可進行薄涂。

          6)對基材附著力及涂膜顏料分散性較差。

          7)生產成本較高,固化溫度稍高。

          8)耐污染性優良。

          (2)主要用途

          丙烯酸粉末涂料因具有優良耐候、保光保色性,而廣泛應用于汽車工業、建筑材料、交通器材、家用電器、PCM鋼板預涂、農機等行業。

           

          6.丙烯酸聚酯粉末涂料

          該涂料由含羥基聚酯與丙烯酸樹脂的環氧基酯化而成。

          (1)性能特點

          1)具備聚酯粉末涂料的耐蝕性和附著力。

          2)具有丙烯酸的優異耐候、保光保色性及耐污染性。

          3)固化溫度低 (160℃ 固化)。

          4)固化時無揮發物,無環境污染。

          5)厚膜無氣泡產生。

          6)生產成本降低。

          (2)主要用途

          它可廣泛用于戶外產品的粉末涂裝。


          7.環氧酚醛防腐型粉末涂料

          該涂料以環氧樹脂和酚醛樹脂為主要成膜物質,其中酚醛樹脂具有環氧樹脂的改性劑與固化劑的雙重作用。

          (1)性能特點 

          該涂料具有環氧樹脂附著力強、柔韌性和抗堿性好的特點,也具有酚醛樹脂抗酸、抗溶劑性好的特點;兩樹脂的縮聚產物具有優良的耐蝕性及耐熱、耐濕寒等性能;但涂膜固化溫度較高,且固化時受高溫易變色,故不宜制備淺色或色彩鮮艷的涂膜。

          (2)主要用途 

          該涂料被廣泛應用于石油化工設備,如儲罐、管道等的防腐涂裝。


          8.功能性粉末涂料

          (1)導電型粉末涂料 在絕緣性聚合物中,如環氧樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺、乙烯基樹脂、硅樹脂等,采用摻和原理,摻入金屬粉末、金屬氧化物和非金屬粉末等導電粉末,從而制成具導電功能型的粉末涂料。導電型粉末涂料廣泛應用于電子工業及醫院手術室、計算機房等場合。

          (2)絕緣型粉末涂料 在環氧樹脂及聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等中,通過選用不同固化劑、專用改性劑及具有優良絕緣性和耐熱性的填充料,從而制備出具有特殊絕緣性的粉末涂料。此涂料區別于一般裝飾型涂料,其主要的性能特點是:涂膜具有電阻系數大、介電常數小的電氣性能;涂料具有良好的流動性和遮蓋性、較高的附著力、涂膜的良好耐濕性和熱穩定性、抗老化性。此類型粉末涂料主要用于電機、電子元件和電工器材方面的絕緣性功能涂裝。

          (3)阻燃型粉末涂料 該涂料是在高分子樹脂中添加阻燃劑或引進阻燃性支鏈基團,以提高其阻燃性的一種功能性粉末涂料。環氧粉末涂料是阻燃型涂料的主要品種。其性能特點是:防止火焰點燃及蔓延,同時應具備優良的絕緣性、耐油性、耐溶劑性和耐濕熱性。該涂料主要應用于電子、家用電器等行業。

          (4)美術型粉末涂料 該涂料是一種高裝飾性粉末涂料,運用其熔融特性產生的紋理效應,可制成網紋、砂紋、桔紋、皺紋、晶紋及雪花紋等各種花式品種。其特點是:涂膜具有極佳的裝飾性外觀和立體感,同時涂膜堅固耐久、耐磨耐劃痕、耐化學腐蝕。美術型粉末涂料按形成花紋的材料可分為:采用鋁粉的銀色型、采用銅粉的金色型及采用各色顏料的彩色型,并由此而派生出幾十種產品。其花紋的形式與立體感與涂料配方、粉末粒度及配制工藝有很大關系。配方中的合成樹脂、固化劑、流平劑、顏料填料及各類添加劑是形成花紋的主要因素,其配方設計主要有:①采用不相容的高聚物;②采用不同固化速度的固化劑;③采用不同類的填料;④采用不同金屬顏料;⑤采用珠光顏料。

          熱固性美術型粉末涂料適用于鑄件、壓延件、重型機械、工程構件、化工制冷設備、儀器儀表、五金工具、紡織機械、炊具等表面的涂裝,其中以靜電噴涂為主。

          (5)半光、平光粉末涂料 該涂料是一種涂膜光澤柔和具裝飾性的粉末涂料,適用于儀器儀表、車廂零部件等的涂裝。


          9.熱固性重防腐環氧粉末涂料

          熱固性重防腐環氧粉末涂料,又稱熔結環氧粉末涂料,開發于 20世紀 50年代,20世紀 60年代實現了工業化生產。經過 50多年不斷的發展完善,其技術已經走向成熟。我國于20世紀 80年代開始引進和消化國外先進的環氧粉末涂料生產工藝及設備。20世紀 90年代初,我國推出了重防腐系列環氧粉末涂料,填補了國內空白,并成功運用于各大油田和多條天然氣輸送管線等國家重點工程,取得了明顯的經濟效益和社會效益?!拔鳉鈻|輸”工程西起塔里木的輪南油田,東到上海市,全長 4212km,管道直徑 ?1016mm,其中單粉末涂料用

          量就有幾千噸,這還不包括各支線和城市地下天然氣管網用的涂料。由此可見,重防腐粉末涂料具有廣闊的市場前景。

          (1)性能特點

          1)涂膜具有良好的耐化學品性、耐溶劑性,能夠抵御傳輸介質中的 H2S、CO2、O2、酸、堿、鹽、有機物等物質的化學腐蝕,并能長期抵御含鹽地下水、海水、土壤中微生物產生的各種有機酸等腐蝕物質的侵蝕。

          2)涂膜堅韌耐磨,耐沖擊性及抗彎曲性優良,對鋼管有極佳的附著力,能有效地防止施工中的機械損壞,以及使用過程中的植物根系和土壤環境應力的損壞。

          3)涂膜具有良好的絕緣電阻,能在陰極保護作用下抵抗化學腐蝕,達到長期保護的目的。

          4)涂膜具有很高的玻璃化溫度,使用溫度范圍寬,能在 -30~100℃之間保持最佳性能。

          5)施工方便,無需底漆,固化迅速,可實現高效率的流水線作業,而且管道檢測和修補簡便,涂膜質量容易控制。

          (2)涂料的分類 

          按用途可分為管道內噴涂用粉末涂料、管道外噴涂用粉末涂料、石油鉆管用粉末涂料及三層結構防腐用粉末涂料;按固化條件可分為快速固化、普通固化兩個類型??焖俟袒勰┩苛显?230℃條件下一般 0.5~2min固化,用于管道外噴涂或三層防腐結構,由于固化時間短,生產率高,適用于流水線作業。普通固化粉末涂料的固化時間長,涂膜流平好,適用于管道內噴涂。

          (3)應用及施工 

          熱固性粉末涂料的涂覆方法主要有:

          靜電噴涂法、熱噴涂法、抽吸法、流化床法等。其中,管道內涂覆一般采取摩擦靜電噴涂法、抽吸法或熱噴涂法;管道外涂覆一般采用靜電噴涂法;異型件一般采用流化床或靜電噴涂法。無論何種噴涂方法,都必須在噴涂之前將工件預熱到某一溫度,使粉末一經涂覆即熔化,其余熱應該能使涂膜流動,并在規定時間內固化,最后用水冷卻終止固化過程。單層熔結環氧粉末涂料的施工工藝如圖 10-1所示。單層環氧粉末涂膜的厚度一般為 300~500μm,加強級可達 700μm。


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