粉末涂料用助剂

粉末涂料用助剂引言粉末涂料作为生产效率高、涂膜性能优良、生态环保型和可以回收再利用的经济性涂料品种，在我国从上世纪80 年代中期开始工业化以来，进入90 年代高速发展，本世纪也在持续高速发展。

目前我国已成为世界上粉末涂料生产量增长速度最快、生产量最大的国家。

粉末涂料的生产量已达到我国涂料总产量的8% 以上，成为重要的涂料品种之一。

粉末涂料是由树脂、固化剂（在热塑性粉末涂料中不需要）、颜料、填料和助剂等组成的固体粉末状涂料，其主要组成与溶剂型和水性涂料一样，只是因为粉末涂料状态的特殊性，例如要求树脂和固化剂是容易粉碎和分散的固体粉末或片状物；粉末涂料的固化反应温度较高，大多数品种都在180 ℃左右，所以粉末涂料组成成分的耐热温度高等的某些限制，一般在溶剂型和水性涂料中常用的树脂、固化剂、颜料和助剂，不能用在粉末涂料中，能用于粉末涂料中的品种就比较少。

助剂在粉末涂料配方中，虽然没有像树脂和固化剂那样重要，但是要得到满意的粉末涂料和涂膜性能，也是不可缺少的重要组成部分，在某种情况下对涂膜性能起决定性作用。

助剂在粉末涂料配方中用量很少，少则万分之几多则百分之几的含量（按质量）。

在粉末涂料品种中，除了特殊的电泳粉末涂料和水分散（水厚浆）粉末涂料，都是以固体粉末状存在，并以粉末状态涂装，不与溶剂和水介质接触。

在溶剂型和水性涂料中使用的许多助剂，在粉末涂料中不适用。

因此，在粉末涂料中能用的助剂品种明显要比溶剂型和水性涂料中的助剂品种少。

然而随着粉末涂料与涂装技术的发展，根据粉末涂料品种发展和品质改进的需要，不断开发粉末涂料用新助剂品种，使粉末涂料和涂装产品增多，产品质量也有明显提高，满足了市场需要。

我国作为粉末涂料生产大国，热固性粉末涂料主要品种是环氧、聚酯环氧和聚酯粉末涂料三大类；热塑性粉末涂料的主要品种是聚乙烯。

粉末涂料用主要原材料的大部分立足于国内，这里包括外资在国内投资企业；同样粉末涂料用助剂的生产也是绝大部分立足于国内，基本上满足了我国粉末涂料工业发展的需要，下面具体介绍粉末涂料用助剂的情况。

•粉末涂料用助剂应具备的条件粉末涂料用助剂，作为涂料助剂品种之一，应具备一般涂料用助剂的共性，又由于粉末涂料的特殊性，还应具备一般涂料用助剂所没有的特殊性，比较理想的粉末涂料用助剂应具备如下条件：（ 1 ）助剂在粉末涂料配方中的用量较少，为了使助剂在粉末涂料中充分发挥作用，在粉末涂料制造过程中容易分散均匀。

（ 2 ）助剂的化学稳定性好（除要求有化学反应性的特殊品种外），在粉末涂料的制造、贮存、运输和使用过程中，一般不与其他组成成分进行化学反应，也不容易受空气、温度和环境的影响，特别是在烘烤固化条件下，不发生副反应，稳定性好。

（ 3 ）从粉末涂料的制造工艺和贮存稳定性考虑，助剂最好是固体粉末状，并与树脂和固化剂的相容性好。

当助剂为液体状时，从制造和分散性考虑，用树脂或二氧化硅等为载体，先分散在这些载体中后使用；又从粉末涂料的贮存稳定性考虑，使用量不能太多。

（ 4 ）从粉末涂料和涂膜的综合性能考虑，添加助剂能改进和提高某些性能，但不能过分地降低粉末涂料和涂膜的其它性能，也就是添加助剂的结果一定是利大于弊。

（ 5 ）从粉末涂料的配色和涂膜外观考虑，助剂最好是无色或浅色，不会使粉末和涂膜着色。

（ 6 ）从粉末涂料生产和使用人员的身体健康和环境保护考虑，助剂最好是无毒或低毒。

（7 ）从粉末涂料的成本和推广应用考虑，助剂的来源丰富，价格便宜。

•粉末涂料用助剂的品种目前在我国粉末涂料品种按树脂品种分类时，以热固性粉末涂料为主，其中按生产量排第一位的是聚酯环氧粉末涂料；第二位是聚酯粉末涂料；第三位是环氧粉末涂料；聚氨酯粉末涂料产量很少；丙烯酸粉末涂料还没有工业化大生产。

另外，热塑性的聚乙烯粉末涂料占粉末涂料总产量的8% 左右。

从粉末涂料的外观分类，使用量最多的是平纹的有光和高光粉末涂料；其次是平纹的半光、亚光和无光粉末涂料；再则是美术型的纹理型粉末涂料，这些品种包括皱纹（桔纹）、砂纹、锤纹和花纹等粉末涂料；还有金属闪光和金属光泽粉末涂料等。

因为每一种树脂类型的粉末涂料都可以配制不同涂膜外观的粉末涂料，所以相互组合可以配制无数品种的粉末涂料。

这些粉末涂料品种也相应地需要不同品种和组合的粉末涂料用助剂。

虽然粉末涂料用助剂品种没有像溶剂型和水性涂料用助剂品种那么多，但是溶剂型和水性涂料中常用的基本助剂品种，在粉末涂料中也都有，只是品种数量少，要求不一样。

在平纹的有光和高光粉末涂料配方中，必须具备的助剂品种有流平剂、光亮剂和脱气剂等。

在平纹的半光、亚光和无光粉末涂料配方中，除了流平剂、光亮剂和脱气剂外，还需要消光剂或消光固化剂。

当使用多种功能的流平剂时，也可以不加光亮剂。

在美术型的纹理型粉末涂料配方中，一般不需要添加流平剂，但相应的需要添加纹理剂等助剂，这种纹理剂包括皱纹剂（桔纹剂）、砂纹剂、锤纹剂和花纹剂等。

在粉末涂料配方中，按涂膜外观要求必须添加上述的助剂外，根据粉末涂料和涂膜性能要求，还需要添加不同功能的助剂。

如果需要改进粉末涂料的带静电性能、防结块性能和固化反应性能，需要分别添加增电剂、防结块剂（松散剂或疏松剂）和促进剂。

为改进颜料和填料的分散性，添加分散剂。

如果需要改进和提高涂膜耐划伤性（耐刮伤性）、抗静电性、抗变黄性和抗菌性等性能，相应的需要添加抗划伤剂（抗刮伤剂）、抗静电剂、抗变黄剂和抗菌剂等助剂。

对于涂装铸铁、铸铝和热镀锌钢材等工件的粉末涂料，需要添加消泡剂等助剂。

对于要求耐候性优异的粉末涂料，除了树脂、固化剂和颜料的耐候性好外，还需要添加紫外光吸收剂等助剂。

为了使涂膜滑爽或防止流挂，还需添加增滑剂（滑爽剂）或防流挂剂（边缘覆盖力改进剂）等助剂。

对于要求防火阻燃的粉末涂料，需要添加阻燃剂。

在热塑性粉末涂料中，一般度需要添加增塑剂、防老剂等助剂。

另外，为了提高粉末涂料涂膜硬度，柔韧性、耐冲击强度等性能，还可以添加增硬剂、增韧剂等助剂。

粉末涂料按涂膜外观分类时，不同类型粉末涂料常用助剂和必要时添加的助剂见表 1 。

表 1 不同外观粉末涂料常用助剂和必要时添加的助剂按涂膜外观分类粉末涂料品种必须添加的助剂改进粉末涂料性能必要时添加的助剂改进涂膜性能必要时添加的助剂平纹有光和高光粉末涂料( 含金属闪光粉)流平剂、光亮剂、脱气剂防结块剂( 松散剂或疏松剂) 、增电剂、促进剂分散剂、抗划伤剂( 抗刮伤剂) 、抗静电剂、抗变黄剂、抗菌剂、消泡剂、紫外光吸收剂、增滑剂( 滑爽剂) 、防流挂剂( 边角覆盖力改进剂) 、阻燃剂增硬剂、增韧剂、增塑剂、防老剂平纹半光、亚光和无光粉末涂料( 含金属闪光粉) 流平剂、光亮剂、脱气剂、消光剂或消光固化剂美术型的纹理型有光粉末涂料纹理剂、脱气剂美术型的纹理型亚光和无光粉末涂料纹理剂、脱气剂、消光剂或消光固化剂•粉末涂料用助剂的功能和应用情况根据我国粉末涂料行业的现状，按涂膜外观分类粉末涂料用助剂的功能和应用情况介绍如下。

•平纹有光和高光粉末涂料用助剂如上所述，在粉末涂料配方中，对于平纹有光和高光（包括金属闪光和金属光泽）粉末涂料，必须要添加流平剂、光亮剂和脱气剂，尤其是流平剂是绝对不可能缺少的助剂。

一般粉末涂料必须在较高温度条件下熔融流平成膜。

因为粉末涂料的熔融粘度比较高，表面张力大而不均匀，所以在成膜时容易形成有许多缩孔的涂膜。

流平剂的作用是粉末涂料熔融流平时，在熔融涂料表面形成极薄的单分子层，以提供均匀的和较低的表面张力，使涂膜容易均匀地流平；同时使涂料与被涂物工件之间具有良好的湿润性，从而克服涂料表面由于局部表面张力不均而形成的针孔、缩孔等涂膜弊病。

粉末涂料用流平剂主要是丙烯酸酯的均聚物和共聚物，还有用有机硅改性丙烯酸酯均聚物和共聚物。

因为这些聚合物是粘稠状的液体，为了在配方中分散方便，往往分散在环氧树脂、聚酯树脂、气相二氧化硅等载体上，制作成固体颗粒或粉末状态后使用，国内常用的品种有宁波南海化学的GLP503 （分散在环氧树脂）流平剂，GLP504 （分散在高酸值聚酯树脂）流平剂，GLP505 （分散在聚酯粉末用聚酯树脂）流平剂，GLP588 （分散在气相二氧化硅）流平剂等，许多厂家生产类似的流平剂产品。

还有德国德信利化学公司的Resiflow Pv88 和Resiflow P67 等产品。

流平剂在粉末涂料中的用量，以流平剂有效成分计算，按成膜物质的0.5%~1.5% （质量）范围内使用，随颜填料用量的增加适当可以增加，添加量与流平剂品种和配方组成有关系，添加量过多时会影响粉末涂料的贮存稳定性。

光亮剂在粉末涂料配方中，使颜料和填料在粉末涂料树脂和固化剂中的润湿性得到改进，使颜料和填料的分散性好，同时也使粉末涂料在熔融流平过程中更好地降低表面张力和表面张力均匀，也起到助流平剂的作用，使涂膜产生缩孔等弊病的几率更少。

光亮剂是丙烯酸酯和甲基丙烯酸的共聚物，软化点在95~ 125 ℃的固体树脂，在使用丙烯酸均聚物流平剂的粉末涂料体系中必须添加，对于丙烯酸共聚物多功能流平剂体系，例如宁波南海化学GLP 系列流平剂体系中可以不加。

光亮剂在粉末涂料中的添加量是成膜物总量的1%~2% ，添加量多时降低涂膜耐冲击等性能。

光亮剂有的也叫增光剂或者701 助剂，在某些粉末涂料配方中起到增光作用，但并不完全这样。

脱气剂的作用是粉末涂料熔融流平时，粉末涂料中含有的水分、气体、粉末涂料固化反应产生的小分子化合物容易脱逸出来，避免涂膜产生小针孔或猪毛孔之类弊病的助剂。

常用的脱气剂有苯偶姻，又称二苯乙醇酮（俗称安息香），是白色或淡黄色无气味晶体，熔点133~ 137 ℃，缺点是高温下容易变色，在粉末涂料配方中的用量为成膜物的0.3%~0.5% （质量）。

近年来推出不变色的蜡型脱气剂，其中有六安市捷通达的SA500 脱气剂，德谦公司的PW-188 用量为都是配方量的0.5%~1.5% 。

•平纹半光、亚光和无光粉末涂料用助剂在平纹半光、亚光和无光（含金属闪光和金属光泽）粉末涂料中，除添加上面叙述的流平剂、光亮剂和脱气剂外，还必须添加消光剂或消光固化剂。

消光剂是添加到粉末涂料配方中，能够降低涂膜光泽的助剂。

常用的消光剂有蜡型和树脂型，主要是通过消光剂与成膜物之间相容性不好而产生消光效果。

在粉末涂料中常用的消光剂有六安市捷通达的SA206 、SA 2065G 、SA2066 、SA2067 消光剂，宁波南海化学的XG605W 消光剂和德谦公司的PW-176 、PW-178 、PW-181 、PW-182 、PW-183 、PW-184 消光剂等，其他厂家和商家也有类似产品。

在溶剂型涂料中常用的硬脂酸盐类气相二氧化硅等产品，在粉末涂料中不适用。

消光固化剂是粉末涂料的特殊固化剂，参加化学反应。