【正文】 在酸性環(huán)境下使用的粉末涂料也不能使用立德粉。立德粉是由硫化鋅和硫酸鋇共沉混合組成的白色顏料，曾經(jīng)是最重要的白色顏料，而隨著鈦白粉產(chǎn)量的增大，立德粉已越來越少使用。用于食品和玩具行業(yè)的產(chǎn)品也不能使用氧化鋅。間接法是以鋅錠為原料制得氧化鋅，間接法生產(chǎn)的氧化鋅品質(zhì)最優(yōu)、價高；直接法是以精鋅礦為原料制得氧化鋅，直接法生產(chǎn)氧化鋅生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品價格較低廉；濕法是將鋅鹽溶液轉化成堿式碳酸鋅或碳酸鋅，再高溫煅燒和粉碎制得氧化鋅，也稱活性氧化鋅，濕法生產(chǎn)的氧化鋅的比表面積很高，適用于特殊用途。選擇鈦白粉，必須了解鈦白粉的顏色、消色力、分散性、遮蓋力、吸油量、粒徑及粒度分布、表面處理劑的種類和用耐光性和耐候性 弱 強 量等 ?其他白色顏料 ①氧化鋅 氧化鋅又稱鋅白。鈦白粉是按表面處理劑量的不同加以區(qū)分，例如： R2類金紅石型鈦白粉產(chǎn)品， TiO2含量在 90%～ 95%，表面處理劑的量 %～ %； R3類金紅石型鈦白粉產(chǎn)品， TiO2含量在 80%～ 85%，表面處理劑的量 10%～15% 。 表 42 二氧化鈦顏料的光穩(wěn)定性與其晶型、處理劑的關系 未處理的 銳鈦 型 TiO2 Al2O3處理的 銳鈦型TiO2 Al2O3處理的 金紅石型TiO2 Al2O3+SiO2處理的 金紅石型TiO2 Al2O3+SiO2+ZrO2處理的金紅石型TiO2 國內(nèi)鈦白粉行業(yè)執(zhí)行標準 GB170693，產(chǎn)品類型有： 未經(jīng)處理的銳鈦型鈦白粉 BA0101；經(jīng) Al2O3處理的銳鈦型鈦白粉 BA0102；經(jīng)過包膜處理的金紅石型鈦白粉 BA0103。 Al2O3 是親油疏水的， SiO2 是親水疏油的，粉末涂料用鈦白粉的處理劑中 Al2O3/ Al2O3+SiO2的比值大的較易分散。包膜處理劑不同會影響鈦白粉的分散性和光 穩(wěn) 定性 。對于抗烘烤黃變要求高的白色粉末 涂料最好使用氯化法生產(chǎn)的金紅石鈦白粉。硫酸法生產(chǎn)出來的金紅石鈦白粉，雜質(zhì)含量較高，粉末粒徑較粗，粒徑分布較寬，其白度、消色力和遮蓋力沒有氯化法的鈦白粉好。 金紅石鈦白粉由于晶格排列緊密，不僅射光率高，光散射系數(shù)高，在粉末涂料中的遮蓋力、消色力和白度高，穩(wěn)定性強，光催化作用相對較?。ㄒ驗槠渚Ц袢毕萆伲?。這種未包膜銳鈦型鈦白粉的雜質(zhì)含量較高，粉末粒徑較粗（一般平均粒徑為 微米以上），遮光率比較低，消色力和白度較低，遮蓋力也較差，對成膜物具有較強的光催化作用，除在紋理型粉末涂料中為達到形成紋理的目的而使用這種鈦白粉外，未包膜銳鈦型鈦白粉不太適合在粉末涂料產(chǎn)品上使用。國內(nèi)的鈦白粉生產(chǎn)廠家大多生產(chǎn)未表面處理的銳鈦型鈦白粉，由于價格低廉，被國內(nèi)許多粉末涂料生產(chǎn)廠家用于戶內(nèi)用粉末涂料產(chǎn)品中。 表 41 粉末涂料常用的白色顏料及其指標 金紅石鈦白粉 銳鈦型鈦白粉 氧化鋅 立德粉 化學性質(zhì) 極為穩(wěn)定 極為穩(wěn)定 兩性化合物 不耐酸 相對密度 折射率 吸油量 ≤ 20 ≤ 22 14 14 相對不透明度 100% 81% 26% 13% ?鈦白粉 根據(jù)結晶形態(tài)，鈦白粉分為銳鈦型鈦白粉和金紅石型鈦白粉。無論從化學性質(zhì)還是從光學性質(zhì)看，鈦白粉，特別是金紅石鈦白粉是目前最好的白色顏料?？刂粕⑸淠芰Φ闹饕蛩厥穷伭吓c基料之間折射率的差異，折射率是白顏料的關鍵性能。 ．白色顏料 白顏料不僅用于白色產(chǎn)品中，還用于各種較淺顏色的彩色產(chǎn)品中，在顏色中可以調(diào)節(jié)顏色明度，在白色和淺彩色的粉末涂料中提供大部分的遮蓋力。大部分顏料依據(jù)顏料索引號都能找出對應的物質(zhì)，依據(jù)其物質(zhì)的性質(zhì)對該顏料的基本性能有所了解并作為選用的一個依據(jù)。從生產(chǎn)制造角度來分類又可分為鈦系顏料、鐵系顏料、鉻系顏料、鉛系顏料、鋅系顏料、金屬顏料、有機合成 顏料等，這種分類方法，往往一個系統(tǒng)就能代表一個專業(yè)生產(chǎn)行業(yè)，具有實用意義。 顏料的分類方法有多種，從化學組成來分類可分成無機顏料和有機顏料兩大類。在粉末涂料的成分中，顏料是其重要的組成部分。由于粉末涂料生產(chǎn)加工的特點，分散劑與樹脂或顏料的任何一方都不能夠形成均質(zhì)或高分散狀態(tài)，這種不均勻狀態(tài)使得分散劑加多后反而造成物料擠出時的“打滑”的情況出現(xiàn)，消弱或消除了物料的剪切分散作用，降低了 顏料的分散性，任何配料時所加入的顏料分散劑的效果都不太明顯，這種情況主要反映在較難分散的炭黑和有機顏料上。 抗 靜電劑和電荷控制劑有極限用量，例如在使用靜電槍的時候，粉末的電阻率應在 1012Ωｍ左右，如果粉末的導電性太強，就會很快地失去電荷從而對工件不吸附?？轨o電劑是用來增加涂層的導電性以增加涂層向地面?zhèn)魉挽o電的能力；電荷控制劑是用于控制粉末涂料粒子的帶電性能和帶電量以增加粉末粒子的帶電速率從而增加粉末的上粉率以及克服發(fā)拉第效應所產(chǎn)生的粉末和工件吸附差的現(xiàn)象。氧化鋁在和粉末擠出片料一起粉碎后也能夠增加粉末涂料粒子的帶電性。增電劑主要是一些含氮的化合物，在粉末涂料體系中無反應影響的位阻胺化合物或其低聚物，物質(zhì)中含氮量越高，增加帶電效果越好。 ?．增電劑（包括摩擦增電劑） 增電劑是能夠改善粉末涂料粒子帶電程度的助劑。一些復合聚乙烯蠟、酰胺蠟和氫化蓖麻油具有一定表面活性劑作用或分散作用，配合安息香其共同使用可以改善涂膜 表面豐滿度。 ?．脫氣劑和“消泡劑” 最常用的脫氣劑是安息香，它作為一種“固體溶劑”使涂膜持續(xù)不斷地展開（流動），有足夠長的時間讓空氣和小分子低溫揮發(fā)物質(zhì)從涂膜中逃逸出去。而作為極小隔離層的氣相二氧化硅或氧化鋁粒子還起到了“滾珠軸承”的作用，提高了粉末涂料的粉體流動性。 通過不同的紋理助劑，再結合不同的配方和生產(chǎn)工藝，紋理粉可以做出豐富多彩的產(chǎn)品。 粉 末涂料常用的紋理劑一般有以下幾類： ①和粉末涂料主體系不同的表面張力的低表面張力物質(zhì)，此類材料包括 CAB（即有合適玻璃化溫度或粘度的醋酸丁酸纖維素）、加工成固體形態(tài)的具有一定粒徑分布的流平劑以及含有一定比例硅油成分的物質(zhì)等，通過不同的配方或工藝來做成具有凹凸或縮點的立體紋理，這就是我們常說的浮花劑或點花劑； ②使粉末涂料體系產(chǎn)生觸變性的有機或無機的觸變助劑，使粉末粒子在低剪切速率下只熔融而不流動或有限流動，從而形成砂紋紋理，這類材料包括有機膨潤土、氣相二氧化硅、滑石粉、高嶺土以及一些高吸油量或具有片層狀結構 的填料，此外還有一些有機觸變劑，如一些氟蠟、丙烯酸共聚物的金屬鹽等有機離子聚合物等； ③具有一定觸變性或與體系有不同熔融溫度的顆粒（與粉末涂料進行后拼混），形成多色的或凸出的顆粒點，這可以是某一種高熔點的聚合物，也可以是另一種粉末涂料。這類助劑的添加量在配方總量的 %以下時粉末涂料涂膜具有重涂性。 滑爽性是指低的表面摩擦阻力，可通過增加涂膜表面的細膩光滑性，加入能夠在涂膜表面形成潤滑膜的一類助劑來解決或改善涂膜抗表面劃傷，這類助劑就是所謂的增滑劑。在剛性與柔性的結合上，通過保證固化后聚合物的分子量要足夠大，選擇具有合適結晶度及彈性的樹脂作為成膜物 ,使涂膜具有足夠的強度。 ?．抗表面劃傷和增滑劑 涂膜的表面劃傷主要是指硬物劃傷、擦傷、和耐磨性。紫外線吸收劑的用量 一般 是樹脂量的 1～ %，光穩(wěn)定劑的用量一 般是樹脂量的 ～ 2%，與樹脂均勻混合效果更佳，一般的樹脂生產(chǎn)供應商在戶外用樹脂中加有一定量的這類助劑。 抗氧化劑又稱熱穩(wěn)定劑，是空間位阻型抗氧化劑和抗水解的有機亞磷酸鹽的混合物 , 在烘烤過程中能夠起到抗黃變的作用。在使用時容易被混淆 . 紫外線吸收劑是主要是羥苯基苯并 三唑的衍生物等這類物質(zhì) ,可以將日光中的紫外部分的光能吸收并轉化為熱能的物質(zhì)，通過這種轉化，消除太陽光對涂層的損害。 多元酸固化劑作為戶外消光粉是通過兩步反應進行消光，由于多元酸固化劑要消耗一定量的 TGIC，配方中 TGIC 的用量較大，多元酸固化劑生產(chǎn)的粉末涂料夏季容易結塊。隨其用量的增加，涂膜光澤降低，到一個極限后隨消光劑的增加涂膜光澤不會有變動或略有升高。這類消光劑對聚酯具有選擇性 ,對酰胺類的材料較敏感，如 T10 EBS 等材料，同時使用不能得到理想的消光效果。 ?．消光劑 除前面所提到過的 68 型和 55 型的消光固化劑、以及 GMA 聚丙烯酸消光樹脂和多元酸消光劑外，目前使用最廣的是所謂的“有限反應消光劑”， 即為市面上所說的物理消光劑，一般認為是有機陰離子金屬鹽分散在聚乙烯蠟等載體中。環(huán)氧樹脂體系固化的促進劑為咪唑及其衍生物，聚酯 /TGIC 體系的固化的促進劑為季銨鹽和季 鏻 鹽等 , 羥基 /異氰酸酯體系的固化的促進劑為有機叔胺和經(jīng)常使用的有機錫化合物 ,羧基 /羥烷基酰胺體系目前還沒有有效的固化促進 劑。這種促進劑有酸性和堿性兩大類，酸性固化促進劑有三氟化硼絡合物、氯化亞錫、辛酸亞錫等；堿性固化促進劑包括大多數(shù)有機叔胺、咪唑化合物等。在平面粉體系中，液流（純流平劑）的正常用量為配方總量的 ～ %；701 的用量為配方總量的 ～ %范圍內(nèi)， 701 過量使用會造成表面大橘皮和失光現(xiàn)象。進口流平劑如 PV8 PLP100 和 ModaflowⅡ 、 Ⅲ 、 20 6000 等系列流平劑都 是丙烯酸共聚物吸附在白炭黑的固體粉末，純流平劑的含量大約在 60%左右；在國內(nèi)由 于受到技術和工藝水平的限制，國產(chǎn) 流平劑 都是丙烯酸的均聚物 —— 聚丙烯酸正丁酯（液態(tài)），單獨使用涂膜較易形成縮孔 （主要原因是流平劑與樹脂不相溶） ，隨后又開發(fā)出表面張力更低的丙烯酸均聚物 —— 聚甲基丙烯酸甲酯（固態(tài)，商品牌號 701）來改善 國產(chǎn) 流平劑 與樹脂的相溶性 。 助劑是起輔助作用的材料，其種類和品種繁多，選用時一定要注意各助劑產(chǎn)生的作用，切不可亂用和濫用，使配方做到簡單有效。 配方結構包括樹脂與固化劑的配比用量、樹脂占配方總量的比例（或顏填料占配方總量的比例）、各助劑占配方總量的比例等。 粉末涂料的結構 粉末涂料成膜物、固化劑、助劑的選用及用量的大小決定了粉末涂料配方的結構，在很大程度上影響涂膜的流平、光澤和涂膜的機械性能、化學性能、產(chǎn)品的使用性能。 粉末涂料顏料的選用和顏色調(diào)整對粉末涂料非常重要，顏料的選用涉及到粉末涂料的成本和粉末產(chǎn)品的應用性能及粉末產(chǎn)品與樣品顏色的一致性。顏填料體積濃度的增大 ， 顏填料粒子不可能完全被樹脂所潤濕分散，在破碎和磨粉時顏填料裸露在外，粉末顆粒的 帶電上粉率 差 ， 在 粉末涂料成膜 時 形成熔融流動的溫度提高而縮短了流平時間 ，影響 涂膜的流平 ，涂膜表面容易產(chǎn)生 針孔或細紋。隨著顏填料的體積濃度增加到一定程度時，會產(chǎn)生一系列的影響 ，在擠出混煉 時 樹脂對顏填料分散程度的影響，隨著顏填料體積濃度的增加，樹脂對顏填料的分散量增加，體系黏度增大，剪切阻力增大，不利于分散。 粉末涂料的顏填料量涉及的方面比較 廣 ，配方設計上要全面平 衡。顏填料體積濃度的表達式為： 顏填料體積濃度 =顏填料體積 /（顏料體積 +樹脂體積） 從公式中可以看出， 通過 各種材料的比重可以算出配方的顏填料體積濃度，在實際應用中各種材料的比重難以全面準確地掌握，生產(chǎn)時無法把顏填料分散到最小粒徑狀態(tài)并使樹脂對顏填料完全潤濕，很難得到準確地 PVC 值。 PVC 的大小 決定 粉末涂料生產(chǎn)時的混煉效果、流平性、紋理的效果、上粉率和材料成本。在生產(chǎn)粉末涂料過程中，材料的選用、工藝的操作方法都和產(chǎn)品質(zhì)量有著緊密的聯(lián)系，因此，熟練掌握 各種原材料的應用和 生產(chǎn)工藝是至關重要的。 表 35 粉末涂料固化技術比較 傳統(tǒng)低溫固化 紫外固化 近紅外固化 熔融和固化時間 20～ 30 分鐘 2～ 3 分鐘 1～ 20 秒 最高表面溫度 140～ 160℃ 100～ 120℃ 100～ 200℃（由基才決定） 首選的固化機理 加聚反應、縮聚反應 鏈式加聚反應 加聚反應 對膜厚的限制 無 ＜ 100 微米 無 目前可用產(chǎn)品范圍 各種顏 色、各種美術型產(chǎn)品 特定顏色、各種光澤、某些美術型產(chǎn)品 無顏色限制、各種光澤、美術、金屬效果 較厚底材是否需要穿透加熱 是 否 否（但由基材決定） 價格 低 高 中等 用于熱敏基材的可行性 低 高 中等 在非金屬材料上應用的可行性 非常有限 是 是 基材形狀限制 無 僅僅是平面或簡單三維形狀 僅僅是平面或簡單三維形狀 粉末涂料是的各種化學物質(zhì)，經(jīng)物理機械處理后，成為細度均勻的顆粒粉體。 近紅外加熱的優(yōu)勢在于有很高的粉末涂層穿透能力，使涂膜從內(nèi)到外同時固化；非常高的加 熱速率，大大縮短了固化時間，減少了固化能耗，使產(chǎn)品使用具有更高的效率；對于較厚涂層和有色涂層的固化沒有品種限制。 ? 近紅外射線（ NIR）固化的粉末涂料 1998 年，國外開發(fā)了粉末涂料近紅外固化技術，這種高強度的近紅外輻射的強度比傳統(tǒng)的中短波紅外燈高幾個數(shù)量級，能深深的穿透粉末涂層，實現(xiàn)從粉末熔融到涂膜固化在數(shù)秒內(nèi)完成。 lb） 40 目前，國外一些研發(fā)機構正在開發(fā) 第二代 UV 固化的樹脂，比如通過提高樹脂的結晶度等手段進一步提高粉末的儲存穩(wěn)定性，降低熔結溫度，提高粉末的熔融流動性。 UV 固化粉末涂料配方及其涂膜性能見表 3