塑料粉末热喷涂的特点、涂料类别、涂层性能和应用

粉末固态涂料与传统液态涂料涂装的比较

传统的油性漆，对金属表面有优异的润湿性和较好的耐候性，但涂膜本身的耐蚀性，特别是耐水性、耐化学介质性差，不能满足恶劣环境下的防腐蚀要求。常规的液态树脂涂料成分中含有有机溶剂(有机溶剂是涂料配方中的一个重要组分，没有它，则会给涂料的制造、储存、施工都带来困难，涂层的质量会受影响)，涂料成膜后，溶剂全部挥发到空气中，造成空气污染和材料浪费。有机溶剂中大多数是有毒有害物质，是造成大气污染的主要原因之一，损害人的健康，易引起火灾和爆炸。粉末涂料是一种不含溶剂的固态涂料，诞生于20世纪40年代末，与传统液态涂料相比，性能、制造方法和涂装作业等各个方面都有很大差异(见下表)

塑料粉末涂料类型和性

从塑料粉末涂料的成膜性质可以把塑料粉末涂料分为热固性和热塑性两大类。热固性粉末涂料的主要组成是各种热固性的合成树脂，如环氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯树脂等，热固性树脂能与固化剂交联后成为大分子网状结构，从而得到不溶、不熔的坚韧而牢固的保护涂层

热塑性粉末涂料以热塑性合成树脂为主要成膜物质，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯树脂等，热塑性粉末涂料经熔化、流平，在油、水或空气中冷却固化而成膜，配方中不加固化剂

塑料粉末一般由基料树脂、颜料、防老化剂及其他添加剂组成，热固性粉末中还含有固化剂。单独的树脂涂层，其强度、耐热性、耐磨性有限，可以采用添加改性树脂或填料的办法来提高其性能。如改善聚乙烯粉末涂料涂层的力学性能和提高其与金属的附着力的措施成为发展这个品种的重要手段，下表举例介绍了聚乙烯改性品种的情况

粉末涂料中添加金属粉末、陶瓷粉末等材料可以显著地改善涂层性能。如为了提高聚苯硫醚涂层的耐磨性，可以采用聚苯硫醚-氧化铝复合喷涂粉末

比较项目

粉末涂料

液态涂料

可以使用的树脂

能够熔融的固态树脂

液态或可以分散在溶剂中的树脂

喷涂损失

＜10%

约20%～50%

回收可能性

有

无

溶剂挥发

无

有

一次涂厚性

良好

差

聚乙烯

粉末树

脂改性

品种

序号

改性树脂

主要改性特点

需要涂装次数

1次

多次

1

醋酸纤维素

提高硬度和流平性

边角覆盖性

良好

差

利用率

粉末散失损耗5%

喷涂材料散失50%

2

聚丙烯

提高硬度和其他力学性能

可回收利用的粉末35%

喷涂中溶剂散失23%

3

EVA

提高附着力，降低加热温度

干燥时溶剂损失14%

4

树脂聚丁烯

提高光泽度和力学性能

材料利用60%

利用的材料13%

塑料粉末热喷涂的特点

①塑料粉末涂料不含溶剂，其制造和施工过程中释放的有机溶剂几乎为零，避免了有机溶剂挥发所引起的大气污染和火灾事故，节省了大量溶剂，且物料无毒，大大降低了对操作人员的危害

②粉末涂装利用率高。由于涂料是100%的固体，可以采用闭路循环体系，喷溢的粉末涂料可以回收，涂料利用率高达95%

③树脂的相对分子质量比溶剂型涂料大，涂覆层的性能和耐久性比溶剂型涂料有很大提高

④粉末涂料涂装时，厚度可以控制，一次涂装可达30～500μm，相当于溶剂型涂料几道至几十道涂装的厚度，减少了施工时间，节能、高效

⑤可以选择相应的涂层材料来满足所需性能要求，所提供的粉末均为标准化生产

⑥操作简单，对操作人员需要较少的培训；使用方便，涂装前无需进行物料混合，不需要随季节调节黏度，厚膜也不易产生流挂且易于实现自动化流水线生产

⑦所有涂装工作均在同一系统中完成，没有溶剂的干燥时间，因而涂装时间大大缩短；不需要通风来干燥溶剂，因而输入的热量保持在炉内，减少了能源损耗

⑧易于保持施工环境的卫生等

粉末涂料是一种高性能、低污染、省能源、省资源的新型涂料。其制造工艺比普通涂料复杂，制造成本较高，需要专门设备，涂料成膜烘烤温度高，制备厚涂层较容易，但很难制备薄到15～30μm的厚度，更换涂料颜色、品种比普通涂料麻烦

塑料涂层的性能及其应用

金属材料的耐蚀能力有限，特别是耐酸碱盐等强腐蚀介质性能差，而多数塑料对酸碱盐介质具有良好的耐蚀防腐性能。塑料粉末涂覆于金属基体上，利用金属的强度，发挥塑料本身的各种特性，形成满足各种要求的塑料涂覆层

选择合适的塑料品种、涂层厚度和成膜过程，塑料涂层可以获得如下性能：①对无机酸碱盐、大多数溶剂和有机酸具有良好的耐化学腐蚀性；②对许多材料具有减摩性、防黏性；③耐磨性、防滑性；④抗机械振动性；⑤电绝缘性；⑥装饰性等。

目前，塑料粉末涂料在许多领域得到了应用。

①家电行业。主要应用于家用电器外壳涂装市场

②建筑行业。耐候性粉末涂料用于户外建筑物型铝和包铝的保护，解决钢门窗路牌、公路标志、门牌等防腐问题

③石化行业。化工机械、化工设备容器等的防腐管道行业。石油输送管、化工防腐管、住房用水管、电站水管、煤气管、船舶水管等

④汽车及其车辆零部件。采用粉末涂料涂装的比例越来越高，粉末涂膜代替电镀和涂装零部件，不仅提高了装饰性、防腐性，而且经济效益也非常可观

⑤金属丝网等金属物件。涂塑后的性能大大优于镀锌工艺

⑥电子元器件绝缘涂层及其绝缘包装等。塑料涂层作为电子元器件、电阻、电容器绝缘包装、变压器、电动机转子的绝缘涂层逐步兴起，如通过对电容器采用绝缘型涂料全封闭涂装，其电性能优良，外观光滑，效果极佳

⑦金属家具。金属制品涂塑取代纯木制品