隨著環(huán)保和碳排放要求趨嚴(yán)，溶劑型涂料逐步被限制，水性涂料、UV涂料、粉末涂料和無溶劑涂料市場(chǎng)份額逐步增大。各種涂料優(yōu)勢(shì)各異，粉末涂料以其快捷的工藝流程、高效的效率優(yōu)勢(shì)占有獨(dú)有的市場(chǎng)。產(chǎn)品應(yīng)用在工程機(jī)械、鋁材、鑄造件、醫(yī)療器械、電子元件、海洋工程、管道輸送等各個(gè)方面，與我們的生活息息相關(guān)。

粉末涂料為固體顆粒狀涂料，在施工過程中受熱熔融進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。不同工件的自身特性、空氣中的污染、工件表面殘留污染、壓縮空氣中的污染等都會(huì)造成不同程度的縮孔現(xiàn)象。粉末涂料產(chǎn)生縮孔的原因大體有6個(gè)方面：

1）產(chǎn)品本身污染；

2）氣體污染；

3）環(huán)境污染；

4）工件自身污染；

5）烘道和燃?xì)馕廴荆?/span>

6）交叉污染?？s孔產(chǎn)生的原因很多，涉及粉末原材料、生產(chǎn)加工、貯存運(yùn)輸、施工應(yīng)用各個(gè)環(huán)節(jié)。

對(duì)此，石家莊市油漆廠、山東巨明機(jī)械有限公司、河北宏泰專用汽車有限公司日前對(duì)“一種在污染工件上抗縮孔粉末涂料的制備”進(jìn)行了研究。

據(jù)介紹，工件污染是在施工應(yīng)用的環(huán)節(jié)，工件的前處理大體分為噴砂、拋丸、酸洗磷化、硅烷化、電泳、特種除油劑等，由于連續(xù)化作業(yè)和設(shè)備的損耗，溶劑、水洗液以及鋼珠等會(huì)有不同程度的破壞，造成工件表面會(huì)有殘余的油漬和水分，特種的處理液，殘留底涂層、鍍鋅層現(xiàn)象，以及鑄造工件的致密性差受熱膨脹等原因造成噴涂粉末涂料后出現(xiàn)縮孔弊病。在客戶無法改變現(xiàn)有的工藝環(huán)境情況下，需要通過產(chǎn)品配方的調(diào)整來改善應(yīng)用效果。

實(shí)驗(yàn)研究人員以自身致密性缺陷、工件殘留水污染、殘留油污染、殘留處理液、保護(hù)層污染等表征工件污染情況，采用環(huán)氧聚酯樹脂為成膜物，討論了不同的消泡劑、抗干擾助劑、表調(diào)助劑以及粒度對(duì)粉末涂料在污染工件產(chǎn)生縮孔的影響。最終制備出了在污染工件上不產(chǎn)生縮孔的粉末涂料，產(chǎn)品滿足客戶對(duì)性能的要求以及HG/T2006—2022《熱固性和熱塑性粉末涂料》標(biāo)準(zhǔn)要求，已成功應(yīng)用在工程機(jī)械上，起到良好的防護(hù)和裝飾效果。從結(jié)果來看：

2.1聚酯樹脂對(duì)漆膜外觀的影響

粉末涂料產(chǎn)品使用的聚酯大多是飽和型的，聚酯的酸值一般在22~100mgKOH/g，酸值不同性能不同。本文采用的是高酸值（45~75mgKOH/g）聚酯搭配一步法環(huán)氧樹脂制備混合型粉末涂料。根據(jù)聚酯樹脂配方不同選取3種不同反應(yīng)速度的產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，觀察漆膜表面縮孔情況來確定合適的成膜物質(zhì)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所列。

（注：以“+”表示縮孔外觀狀況，“+”越多表示縮孔越多）

由表2可以看出：SJ5#BT制備的漆膜平整光滑，但在工件有污染的前提下不能很好地改善縮孔問題。SJ5#C樹脂制備的粉末涂料有輕微橘皮現(xiàn)象，在工件表面有少量油漬、水分殘留和保護(hù)層殘留情況下能改善表面張力小的分子擴(kuò)散，對(duì)縮孔改善有明顯效果。SJ3701制備的涂料，外觀有明顯橘皮，在工件表面有保護(hù)層和少量油漬、水分殘留情況下對(duì)縮孔改善效果明顯。

SJ5#BT的膠化時(shí)間較長(zhǎng)，漆膜的流平性好，漆膜平整光滑。但是由于和底材有過長(zhǎng)時(shí)間的潤(rùn)濕流動(dòng)，導(dǎo)致相容性差的殘留水、油漬和保護(hù)層在基材上出現(xiàn)縮孔。SJ5#C樹脂比SJ5#BT的膠化時(shí)間稍短，漆膜的流平性稍差，導(dǎo)致出現(xiàn)輕微橘皮現(xiàn)象。但是流動(dòng)和潤(rùn)濕時(shí)間縮短，所以在工件表面有少量油漬、水分殘留和保護(hù)層殘留情況下對(duì)縮孔有所改善。SJ3701樹脂的膠化時(shí)間最短，表干較快，導(dǎo)致橘皮現(xiàn)象嚴(yán)重，影響外觀，但是由于反應(yīng)速度快，在工件表面有保護(hù)層和少量油漬、水分殘留情況下對(duì)縮孔改善效果明顯。

通過外觀效果和表面縮孔現(xiàn)象綜合考慮，選擇膠化時(shí)間為130s的SJ5#C樹脂作為主體成膜物進(jìn)行本次試驗(yàn)的研究。

2.2助劑選擇

2.2.1消泡劑對(duì)漆膜外觀的影響

消泡劑在粉末產(chǎn)品中能有效加速工件和粉末產(chǎn)品中的小分子氣體逸出，消除表面氣孔和縮孔。消泡劑和氣泡接觸，然后消泡劑在氣泡界面上展布，接著消泡劑進(jìn)入氣泡或置換氣泡，最后是氣泡破滅。但是消泡劑的加量很關(guān)鍵，加量多了會(huì)霧影嚴(yán)重，甚至增加縮孔；加量少了起不到作用。

確定SJ5#C聚酯為成膜物質(zhì)，觀察不同添加量的消泡劑對(duì)漆膜外觀的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表3所列。

由表3可以看出：加入0.5%消泡劑，漆膜表面光亮無霧影，但在工件有污染的前提下不能很好地改善縮孔問題。加入1.0%消泡劑，漆膜表面有輕微霧影，對(duì)殘留水分的工件表面有明顯改善效果，但是在少量油漬、保護(hù)層殘留情況下對(duì)縮孔改善效果不明顯。加入2.0%消泡劑，漆膜表面霧影嚴(yán)重，在工件表面有少量油漬、水分殘留、處理液情況下對(duì)縮孔改善效果明顯。

消泡劑的加入對(duì)致密性差的工件有很好的脫氣消泡效果，對(duì)表面少量油漬、水分殘留、處理液污染的縮孔改善效果明顯。但是不同的加量對(duì)表面的顯影性影響較大，由于消泡劑自身的分子結(jié)構(gòu)特性和蠟基成分在粉末涂料高溫成膜過程表面遷移，用量過大會(huì)產(chǎn)生霧影，霧影嚴(yán)重影響表面的外觀效果。

根據(jù)外觀效果和表面縮孔現(xiàn)象確定其添加量為1.0%進(jìn)行本次試驗(yàn)研究。

2.2.2

抗干擾助劑對(duì)漆膜外觀的影響

抗干擾助劑為一種特殊的酯類物質(zhì)，主要針對(duì)不明物質(zhì)對(duì)工件造成的污染。抗干擾劑的加量多了漆膜橘皮嚴(yán)重，加量少了起不到明顯作用。確定SJ5#C聚酯為成膜物質(zhì)，觀察添加不同量抗干擾助劑對(duì)漆膜表面縮孔影響，試驗(yàn)結(jié)果如表4所列。

由表4可以看出：加入0.1%抗干擾助劑，漆膜表面光亮平整光滑，但在工件有油漬和處理液污染下還是不能很好地改善縮孔問題。加入0.3%抗干擾劑，漆膜表面有輕微橘皮，對(duì)殘留水分、油漬的工件表面有明顯改善效果，但是對(duì)于有保護(hù)液殘留工件的縮孔改善效果不明顯。加入0.6%抗干擾劑，在工件表面少量油漬、水分殘留、處理液情況下對(duì)縮孔改善效果明顯，但是表面橘皮嚴(yán)重。

抗干擾助劑的加入對(duì)水分、油漬殘留的工件有很好的消除縮孔效果，對(duì)處理液污染的工件需要加入很大量才能起到效果，但是嚴(yán)重影響了外觀效果。因?yàn)榭垢蓴_助劑作為一個(gè)活性高的高分子化合物在涂層成膜過程中能夠抵抗低表面張力干擾物質(zhì)帶來的干擾，但是由于其自身的高分子結(jié)構(gòu)對(duì)于涂層外觀有很大影響。根據(jù)表面縮孔情況和外觀效果確定其添加量為0.3%進(jìn)行本次試驗(yàn)研究。

2.2.3

表調(diào)助劑對(duì)漆膜外觀的影響

表調(diào)助劑為一種特殊的醛類物質(zhì)，主要調(diào)整產(chǎn)品體系的黏度。確定SJ5#C聚酯為成膜物質(zhì)，觀察不同添加量的表調(diào)助劑對(duì)漆膜縮孔的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表5所列。

由表5可以看出：加入0.5%表調(diào)助劑，漆膜表面光亮平整光滑，但在工件有處理液污染下還是不能完全解決縮孔問題。加入1.0%和2.0%表調(diào)助劑，都很好地解決了污染工件表面縮孔問題。

表調(diào)助劑的加入對(duì)水分、油漬殘留、處理液污染的工件有很好的消除縮孔效果，2.0%加入量會(huì)使工件表面出現(xiàn)輕微霧影現(xiàn)象，影響了外觀效果。因?yàn)楸碚{(diào)助劑作為一種表面張力很低的活性化合物可以調(diào)整體系黏度梯度，在涂層成膜烘烤過程中率先釋放牽引，加量過大會(huì)在表面形成殘留的烘烤膜，影響外觀效果。

根據(jù)表面縮孔情況和外觀效果確定其添加量為1.0%進(jìn)行本次試驗(yàn)研究。

2.3粒度控制影響

粉末涂料粒度分布會(huì)影響涂料的外觀和貯存性。粒度曲線分布窄、粒度均勻，粉末涂料上粉均勻，涂裝后漆膜表面平整性高；粒度分布太分散，太細(xì)的不容易帶電，質(zhì)量輕被引風(fēng)抽走，太粗的上不去落到粉房，漆膜表面平整性差。

確定SJ5#C聚酯為成膜物質(zhì)，觀察不同粒度粉末涂層表面縮孔情況，試驗(yàn)結(jié)果如表6所列。

由表6可以看出，粒度在28μm時(shí)，表面光滑細(xì)膩，但是在特定貯存環(huán)境下出現(xiàn)輕微壓實(shí)現(xiàn)象，貯存穩(wěn)定性較差。粒度在35μm時(shí)表面光滑細(xì)膩，在特定貯存環(huán)境下沒有出現(xiàn)明顯變化，貯存穩(wěn)定性好。粒度45μm時(shí)，表面輕微橘皮，在特定貯存環(huán)境下沒有出現(xiàn)變化，貯存性好。

根據(jù)產(chǎn)品綜合效果確定，中位粒度控制在35μm為宜。

結(jié)語(yǔ)

1）選擇膠化時(shí)間為130s的飽和聚酯樹脂SJ5#C作為成膜物對(duì)改善有污染工件縮孔現(xiàn)象有益；

2）添加1.0%消泡劑對(duì)表面有致密性缺陷較差的工件和少量水的干擾可以起到一定的消除縮孔的作用；

3）添加0.3%抗干擾助劑對(duì)工件油漬污染殘留效果明顯；

4）添加1.0%表調(diào)助劑可以對(duì)工件表面保護(hù)層殘留能起到消除縮孔的作用；

5）粒度選用中位粒徑為35μm，得到的漆膜細(xì)膩，貯存穩(wěn)定性好。