粉末涂料的概述
1 粉末涂料的发展概况
粉末涂料和涂料技术是20世纪中期开发的一项新技术，新工艺，具有节省能源，减少污染，工艺简单，易实现工业自动化，涂层性能优异等特点。粉末涂料是完全不含有机溶剂以粉体形态涂料并形成涂层的新型涂料。早期的粉末涂料实际上就是塑料粉末。早在20世纪40年代中期在欧洲已开发研究使用。1950年，聚乙烯粉末火焰喷涂实验的成功开始了粉末涂料的应用，1952年，德国的盖特梅尔（Ercoin Gemmer）发明了流化床涂装(Fluidized Bed System)热塑料性粉末工艺，保证了涂层的均匀性，从而使粉末涂料开始具备了实际应用价值。随后不久,聚氯乙烯和尼龙等热塑性粉末涂料相继在美国问世。20世纪60年代，为保护本公司天然气和原油输送管道免受腐蚀，壳牌SHELL，公司开发第一种热固性粉末涂料--环氧粉末涂料，几乎与此同时（1962年），法国萨迈斯（Sames）公司首先推出了粉末静电喷涂设备，实现了将来粉末涂料直接涂到不预先加热的金属工件上，其后粉末涂料快速发展，至本世纪2001年全世界粉末产量已达80万吨，其中欧洲的33万吨，北美18万吨，亚洲约20万吨，其中中国约16万吨，日本约2.5万吨。
粉末涂料的应用早期主要是在容器，管道的防腐蚀方面和电绝缘方面，以热塑性粉末和硫化床浸涂涂料装工艺为主。20世纪70年代以后，随着各国这一新技术的大力研发，其新品种不断涌现，其配方性能也不断改进和提高，其用途就由防腐蚀转为主转向了装饰性涂装，应用领域也不断的得以拓宽，涉及各国国民经济的许多领域，诸
如家电、建筑材料、交通器材、金属构件、汽车工业、农用机械、电讯设备、管道工业等等。
2 粉末涂料的分类
2.1 粉末涂料可以按树脂特性分为热塑性粉末涂料和热固粉末涂料两大类。
热塑性粉末涂料可分为聚乙烯粉末涂料，聚丙烯粉末涂料，聚氯乙烯粉末涂料、聚酰胺（尼龙）、聚沸乙烯粉末涂料等。国内用的比较多的涂料品种是聚乙烯粉末涂料，另外还有少量聚氯乙烯粉末涂料、聚酰胺（尼龙）和聚苯硫醚粉末涂料。
热固性粉末可分为（纯）环氧粉末涂料，聚酯环氧粉末涂料，（纯）聚酯粉末涂料，聚酰胺粉末涂料，丙烯酸粉末涂料，聚酯丙烯酸粉末涂料，丙烯酸环氧粉末涂料和沸树脂涂料等。其中用得作多的涂料品种是聚酯环氧粉末涂料，其次是（纯）聚酯粉末涂料，再其次是（纯）环氧粉末涂料，由于各国国情不同，其发展使用情况有明显差别。
2.2 从粉末涂料的涂装方法和存在的状态分类时可分为静电粉末喷涂粉末涂料硫化床浸涂粉末涂料，点泳粉末涂料，紫外光固化粉末涂料和水分散（或水厚装）粉末涂料品种。
2. 3 从粉末涂料的特殊功能和用途分类时可分为装饰性粉末涂料，防腐蚀粉末粉末涂料，耐候性粉末涂料，绝缘粉末涂料，抗菌粉末涂料和耐高温粉末涂料等品种。
3 热塑性粉末涂料
热塑性粉末涂料具有遇热变软，冷却后又能硬化成膜的特征，其成
膜过程是一个物理性熔化塑化的过程，加工和生产比较简单。涂膜具有优良的化学性能和三防性能，并具一定的机械强度和绕曲性，价格一般说来比较低。适宜于厚膜涂装，但这类涂料与金属的附着力较差，需通过预涂底涂或和改性树脂的办法来提高其附着能力。预涂底漆由于成本及工艺原因世界少有应用。在改性树脂涂料配方方面各国都在不断探索、提高。涂料性能有质的飞跃
聚乙烯粉末涂料（PE）知识
聚乙烯粉末涂料是热塑性粉末涂料中产量最大，用途最广的一种，其它是以聚乙烯为基料，添加多种功能材料，助剂生产的一种具有装饰性，防腐性粉末涂料，具有以下优。
1、优良的耐水，耐酸碱，耐化学性； 2、良好的隔热和电绝缘性；
3、拉伸强度，柔韧性及耐冲击性优异；
4、抗低温性好，-30度保持400H以上无开裂；可用于严寒的环境； 5、原料无毒，符合环保要求；
聚乙烯粉末涂料主要用于仪器外壳，电冰箱内搁架，自行车网蓝，衣架健身器材，杂品五金工具，电缆等的涂装。随着涂料技术的不断突破，继而用于管道内外壁，贮槽防腐、防扎衬里，玻璃容器，工业涂布，汽车配件等涂装，使其应用领域更为拓展。
4 热固性粉末涂料
能够适应户外应用条件的热固性粉末涂料有以下品种：
4.1 聚酯 / 异氰脲酸三缩水甘油酯（ TGIC ）
异氰脲酸三缩水甘油酯（ TGIC ）作固化剂的聚酯粉末涂料是国
内市场上占绝对优势的耐候性粉末。
这类粉末具有很多优点：涂层光滑致密，无针孔等弊病。耐热性较好烘烤过程不易泛黄，物理化学性能好，可配制各类颜色和花纹。 但 TGIC 对皮肤有刺激，其毒性问题一直很突出，历来颇有争议，许多国家都在开发替代品。
4.2聚酯 / 羟烷基酰胺（ HMMA ）
羟烷基酰胺（ HMMA ）外观为淡黄至白色粉末，熔点 110-120°C ，羟值 80-90mgKOH/g 。羟烷基酰胺反应活性比 TGIC 强，可在较低温度下固化，所配制的粉末 Tg 比 TGIC 系的略高，储存性要好。 羟烷基酰胺在固化聚酯的过程中释放水等小分子化合物，涂层过厚即容易出现针孔。 耐热性较 TGIC 系为差。羟烷基酰胺配制的高光平面粉末，表面不够致密，影响了装饰性，多用于生产砂纹﹑锤纹等不要求平整外观的粉末。
4.3 聚氨酯粉末涂料（ PU ）
PU 粉末由封闭型异氰酸酯固化羟端基聚酯而得,作为固化剂的封闭型异氰酸酯主要有芳香族和脂肪族两种。芳香族耐候性较差，主要用于室内防腐蚀，抗污染等方面，如微波炉的门，书写白板等。 PU 粉末适于户外应用，最多采用的是封闭型异佛尔酮二异氰酸酯（封闭剂解离温度为 140°C 左右）作固化剂。著名的品牌是德国赫斯（ Huls ）的 IPDI B-1530 和 BF1540 。价格贵，粉末厂很少选用。 PU 粉末的优点： 粉末固化前有充分的流平时间，体系粘度低，故流平特别好，可与液体涂料相媲美。配制范围比 TGIC 系要宽，粉
末容易喷涂， PU 粉末在固化时释放封闭剂，气味难闻，容易污染空气。
5 耐候性粉末涂料种类及测试方法介绍
20 世纪 40 年代，聚乙烯（ PE ）获得工业化生产，随之产生了 PE 粉末，采用火焰法喷涂。 50 年代，欧洲开始研制并生产热固性环氧（ Epoxy ）粉末涂料。 70年代，连续出现两次石油危机，促使人们从节能和有效利用有限资源的角度考虑，先后研制出环氧 / 聚酯型 ﹑ 聚酯型 ﹑ 聚氨酯型 ﹑丙烯酸型等各类热固性粉末涂料。其间热塑性粉末涂料如聚丙烯（ PP ） ﹑ 聚氯乙烯（ PVC ） ﹑ 聚酰胺（尼龙） ﹑ 乙烯 - 乙酸乙烯共聚物（ EVA ） ﹑ 聚苯硫醚（ PPS ） ﹑ 氟树脂等也获得了一定的发展。
90 年代后期，为适应新的安全或耐候性要求，欧美国家又相继开发了一些具有特殊性能的粉末涂料品种，如低分子量环氧化合物固化聚酯，热固性氟树脂粉末，丙烯酸 / 聚酯粉末。进入新的世纪，新的粉末技术和品种更是层出不穷，粉末市场变得越来越大，也变得 越来越复杂。中国粉末涂料经过近 10 年的快速发展，几乎所有的粉末品种都能在市场中找到。整个粉末涂料市场也将趋于更加细化，其中耐候性粉末增长幅度要快于其它品种。
为什么要考虑粉末涂料的耐候性
无论哪一种粉末涂料都是由基料（树脂 ﹑固化剂） ﹑ 颜料 ﹑ 助剂 ﹑ 填充料四 部分组成。
粉末涂料一经配方确定，并施工于工件上后，涂层即被赋予了一
定的物理化学性能， 这些性能在外部自然环境中，经过一段时间会发生哪些变化，涂层最终失去效用要多长时间，哪些因素对涂层的破坏性最强，等等，这些都是大家非常关注的。
如何测试粉末涂料的耐候性
涂料的耐候性测试及评定，必须有充分的依据，不是凭空捏造出来的。现在国际上普遍推广两种方法：自然曝晒和人工加速老化试验，并强调两种试验方法要结合起来，综合考虑，以得出更加可靠的结论。
自然曝晒以美国佛罗里达州曝晒为标准，该州位于美国的最南端，周边是大海，全年阳光充足而强烈，空气中水份和盐份很高，相对于地球上其它地方，除少部分具极端气候现象外，这里的自然条件对于涂料来说可算是很严酷的环境。
将制好的标准样板，插入曝晒架上，朝南 5° 或 45° 角，定期测试光泽和颜色变化，并记录。一般试验期以年为单位，试验结束，可绘制涂层光泽和颜色变化曲线。自然曝晒准确直观，数据可信，但试验周期过长，不能很快地指导科研和生产，由此绝大部分的相关试验都采用人工加速老化来完成。
人工加速老化试验模拟自然条件，如控制一定的温度﹑ 湿度和降雨周期，并选用不同波长的光照射以模拟阳光，试验周期短，通常只用 200-1000 小时，很快就能得出结论。人工加速老化试验采用的光源有很多，常见的有：氙弧太阳光，荧光紫外线，碳弧灯。 中国国标规定了用于涂料老化测试的两个标准：
GB/T1865-1997 《人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐
射）》（详见附录一）
GB/T16585-1996 《硫化橡胶人工气候老化（荧光紫外灯）试验方法》
这两种方法都能检测粉末涂料的耐久性，氙弧辐射光照温和，对颜料﹑塑料等更适合，测试周期要长一些。荧光紫外灯加速性好，适于快速检验，紫外线波长选择范围宽，能适应多种检测要求。
也有加速自然曝晒试验，如 EMMAQUA 试验（在美国亚利桑那），使用特殊的反射镜来强化太阳光，并结合以周期喷雾和温度控制。据观察，该法与佛罗里达曝晒有良好的关联性，而老化速度快 5-6 倍。 任何加速老化试验都只能作参考，不能迷信测试结果。这些试验仅是模拟自然条件，而实际条件千差万别，老化试验结果与实际使用结果有时差别非常大。所以粉末涂料的耐候性好坏必须以实际使用的效果为准。
粉末涂料的概述
1 粉末涂料的发展概况
粉末涂料和涂料技术是20世纪中期开发的一项新技术，新工艺，具有节省能源，减少污染，工艺简单，易实现工业自动化，涂层性能优异等特点。粉末涂料是完全不含有机溶剂以粉体形态涂料并形成涂层的新型涂料。早期的粉末涂料实际上就是塑料粉末。早在20世纪40年代中期在欧洲已开发研究使用。1950年，聚乙烯粉末火焰喷涂实验的成功开始了粉末涂料的应用，1952年，德国的盖特梅尔（Ercoin Gemmer）发明了流化床涂装(Fluidized Bed System)热塑料性粉末工艺，保证了涂层的均匀性，从而使粉末涂料开始具备了实际应用价值。随后不久,聚氯乙烯和尼龙等热塑性粉末涂料相继在美国问世。20世纪60年代，为保护本公司天然气和原油输送管道免受腐蚀，壳牌SHELL，公司开发第一种热固性粉末涂料--环氧粉末涂料，几乎与此同时（1962年），法国萨迈斯（Sames）公司首先推出了粉末静电喷涂设备，实现了将来粉末涂料直接涂到不预先加热的金属工件上，其后粉末涂料快速发展，至本世纪2001年全世界粉末产量已达80万吨，其中欧洲的33万吨，北美18万吨，亚洲约20万吨，其中中国约16万吨，日本约2.5万吨。
粉末涂料的应用早期主要是在容器，管道的防腐蚀方面和电绝缘方面，以热塑性粉末和硫化床浸涂涂料装工艺为主。20世纪70年代以后，随着各国这一新技术的大力研发，其新品种不断涌现，其配方性能也不断改进和提高，其用途就由防腐蚀转为主转向了装饰性涂装，应用领域也不断的得以拓宽，涉及各国国民经济的许多领域，诸
如家电、建筑材料、交通器材、金属构件、汽车工业、农用机械、电讯设备、管道工业等等。
2 粉末涂料的分类
2.1 粉末涂料可以按树脂特性分为热塑性粉末涂料和热固粉末涂料两大类。
热塑性粉末涂料可分为聚乙烯粉末涂料，聚丙烯粉末涂料，聚氯乙烯粉末涂料、聚酰胺（尼龙）、聚沸乙烯粉末涂料等。国内用的比较多的涂料品种是聚乙烯粉末涂料，另外还有少量聚氯乙烯粉末涂料、聚酰胺（尼龙）和聚苯硫醚粉末涂料。
热固性粉末可分为（纯）环氧粉末涂料，聚酯环氧粉末涂料，（纯）聚酯粉末涂料，聚酰胺粉末涂料，丙烯酸粉末涂料，聚酯丙烯酸粉末涂料，丙烯酸环氧粉末涂料和沸树脂涂料等。其中用得作多的涂料品种是聚酯环氧粉末涂料，其次是（纯）聚酯粉末涂料，再其次是（纯）环氧粉末涂料，由于各国国情不同，其发展使用情况有明显差别。
2.2 从粉末涂料的涂装方法和存在的状态分类时可分为静电粉末喷涂粉末涂料硫化床浸涂粉末涂料，点泳粉末涂料，紫外光固化粉末涂料和水分散（或水厚装）粉末涂料品种。
2. 3 从粉末涂料的特殊功能和用途分类时可分为装饰性粉末涂料，防腐蚀粉末粉末涂料，耐候性粉末涂料，绝缘粉末涂料，抗菌粉末涂料和耐高温粉末涂料等品种。
3 热塑性粉末涂料
热塑性粉末涂料具有遇热变软，冷却后又能硬化成膜的特征，其成
膜过程是一个物理性熔化塑化的过程，加工和生产比较简单。涂膜具有优良的化学性能和三防性能，并具一定的机械强度和绕曲性，价格一般说来比较低。适宜于厚膜涂装，但这类涂料与金属的附着力较差，需通过预涂底涂或和改性树脂的办法来提高其附着能力。预涂底漆由于成本及工艺原因世界少有应用。在改性树脂涂料配方方面各国都在不断探索、提高。涂料性能有质的飞跃
聚乙烯粉末涂料（PE）知识
聚乙烯粉末涂料是热塑性粉末涂料中产量最大，用途最广的一种，其它是以聚乙烯为基料，添加多种功能材料，助剂生产的一种具有装饰性，防腐性粉末涂料，具有以下优。
1、优良的耐水，耐酸碱，耐化学性； 2、良好的隔热和电绝缘性；
3、拉伸强度，柔韧性及耐冲击性优异；
4、抗低温性好，-30度保持400H以上无开裂；可用于严寒的环境； 5、原料无毒，符合环保要求；
聚乙烯粉末涂料主要用于仪器外壳，电冰箱内搁架，自行车网蓝，衣架健身器材，杂品五金工具，电缆等的涂装。随着涂料技术的不断突破，继而用于管道内外壁，贮槽防腐、防扎衬里，玻璃容器，工业涂布，汽车配件等涂装，使其应用领域更为拓展。
4 热固性粉末涂料
能够适应户外应用条件的热固性粉末涂料有以下品种：
4.1 聚酯 / 异氰脲酸三缩水甘油酯（ TGIC ）
异氰脲酸三缩水甘油酯（ TGIC ）作固化剂的聚酯粉末涂料是国
内市场上占绝对优势的耐候性粉末。
这类粉末具有很多优点：涂层光滑致密，无针孔等弊病。耐热性较好烘烤过程不易泛黄，物理化学性能好，可配制各类颜色和花纹。 但 TGIC 对皮肤有刺激，其毒性问题一直很突出，历来颇有争议，许多国家都在开发替代品。
4.2聚酯 / 羟烷基酰胺（ HMMA ）
羟烷基酰胺（ HMMA ）外观为淡黄至白色粉末，熔点 110-120°C ，羟值 80-90mgKOH/g 。羟烷基酰胺反应活性比 TGIC 强，可在较低温度下固化，所配制的粉末 Tg 比 TGIC 系的略高，储存性要好。 羟烷基酰胺在固化聚酯的过程中释放水等小分子化合物，涂层过厚即容易出现针孔。 耐热性较 TGIC 系为差。羟烷基酰胺配制的高光平面粉末，表面不够致密，影响了装饰性，多用于生产砂纹﹑锤纹等不要求平整外观的粉末。
4.3 聚氨酯粉末涂料（ PU ）
PU 粉末由封闭型异氰酸酯固化羟端基聚酯而得,作为固化剂的封闭型异氰酸酯主要有芳香族和脂肪族两种。芳香族耐候性较差，主要用于室内防腐蚀，抗污染等方面，如微波炉的门，书写白板等。 PU 粉末适于户外应用，最多采用的是封闭型异佛尔酮二异氰酸酯（封闭剂解离温度为 140°C 左右）作固化剂。著名的品牌是德国赫斯（ Huls ）的 IPDI B-1530 和 BF1540 。价格贵，粉末厂很少选用。 PU 粉末的优点： 粉末固化前有充分的流平时间，体系粘度低，故流平特别好，可与液体涂料相媲美。配制范围比 TGIC 系要宽，粉
末容易喷涂， PU 粉末在固化时释放封闭剂，气味难闻，容易污染空气。
5 耐候性粉末涂料种类及测试方法介绍
20 世纪 40 年代，聚乙烯（ PE ）获得工业化生产，随之产生了 PE 粉末，采用火焰法喷涂。 50 年代，欧洲开始研制并生产热固性环氧（ Epoxy ）粉末涂料。 70年代，连续出现两次石油危机，促使人们从节能和有效利用有限资源的角度考虑，先后研制出环氧 / 聚酯型 ﹑ 聚酯型 ﹑ 聚氨酯型 ﹑丙烯酸型等各类热固性粉末涂料。其间热塑性粉末涂料如聚丙烯（ PP ） ﹑ 聚氯乙烯（ PVC ） ﹑ 聚酰胺（尼龙） ﹑ 乙烯 - 乙酸乙烯共聚物（ EVA ） ﹑ 聚苯硫醚（ PPS ） ﹑ 氟树脂等也获得了一定的发展。
90 年代后期，为适应新的安全或耐候性要求，欧美国家又相继开发了一些具有特殊性能的粉末涂料品种，如低分子量环氧化合物固化聚酯，热固性氟树脂粉末，丙烯酸 / 聚酯粉末。进入新的世纪，新的粉末技术和品种更是层出不穷，粉末市场变得越来越大，也变得 越来越复杂。中国粉末涂料经过近 10 年的快速发展，几乎所有的粉末品种都能在市场中找到。整个粉末涂料市场也将趋于更加细化，其中耐候性粉末增长幅度要快于其它品种。
为什么要考虑粉末涂料的耐候性
无论哪一种粉末涂料都是由基料（树脂 ﹑固化剂） ﹑ 颜料 ﹑ 助剂 ﹑ 填充料四 部分组成。
粉末涂料一经配方确定，并施工于工件上后，涂层即被赋予了一
定的物理化学性能， 这些性能在外部自然环境中，经过一段时间会发生哪些变化，涂层最终失去效用要多长时间，哪些因素对涂层的破坏性最强，等等，这些都是大家非常关注的。
如何测试粉末涂料的耐候性
涂料的耐候性测试及评定，必须有充分的依据，不是凭空捏造出来的。现在国际上普遍推广两种方法：自然曝晒和人工加速老化试验，并强调两种试验方法要结合起来，综合考虑，以得出更加可靠的结论。
自然曝晒以美国佛罗里达州曝晒为标准，该州位于美国的最南端，周边是大海，全年阳光充足而强烈，空气中水份和盐份很高，相对于地球上其它地方，除少部分具极端气候现象外，这里的自然条件对于涂料来说可算是很严酷的环境。
将制好的标准样板，插入曝晒架上，朝南 5° 或 45° 角，定期测试光泽和颜色变化，并记录。一般试验期以年为单位，试验结束，可绘制涂层光泽和颜色变化曲线。自然曝晒准确直观，数据可信，但试验周期过长，不能很快地指导科研和生产，由此绝大部分的相关试验都采用人工加速老化来完成。
人工加速老化试验模拟自然条件，如控制一定的温度﹑ 湿度和降雨周期，并选用不同波长的光照射以模拟阳光，试验周期短，通常只用 200-1000 小时，很快就能得出结论。人工加速老化试验采用的光源有很多，常见的有：氙弧太阳光，荧光紫外线，碳弧灯。 中国国标规定了用于涂料老化测试的两个标准：
GB/T1865-1997 《人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐
射）》（详见附录一）
GB/T16585-1996 《硫化橡胶人工气候老化（荧光紫外灯）试验方法》
这两种方法都能检测粉末涂料的耐久性，氙弧辐射光照温和，对颜料﹑塑料等更适合，测试周期要长一些。荧光紫外灯加速性好，适于快速检验，紫外线波长选择范围宽，能适应多种检测要求。
也有加速自然曝晒试验，如 EMMAQUA 试验（在美国亚利桑那），使用特殊的反射镜来强化太阳光，并结合以周期喷雾和温度控制。据观察，该法与佛罗里达曝晒有良好的关联性，而老化速度快 5-6 倍。 任何加速老化试验都只能作参考，不能迷信测试结果。这些试验仅是模拟自然条件，而实际条件千差万别，老化试验结果与实际使用结果有时差别非常大。所以粉末涂料的耐候性好坏必须以实际使用的效果为准。