我国粉末涂料发展史及产品结构
粉末涂料即为粉末状态的涂料,它的含义不仅在于粉末涂料的产品为粉末状态的,即使在涂装过程也是以粉末状态来使用的,只有在烘烤成膜时它才有一个熔融而形成的液态过程。粉末涂料是没有挥发份的,成膜物为100%的涂料;粉末涂料一次性就可形成较厚的涂层;理论上产品的利用率近乎100%;由于没有液态介质的挥发,成膜过程可控制在十几分钟以内,因而成膜效率非常的高。因此,人们称粉末涂料具有“四E”性的涂料。 粉末涂料的发展始于上世纪五十年代初期,由前联邦德国克纳萨克·格里塞恩公司于1952年发明了乙烯类树脂(PVC)的热塑性粉末涂料。随后聚乙烯(PE)、尼龙等热塑性粉末涂料相继问世。五十年代后期,壳牌化学公司第一个研发出了热固性环氧粉末涂料,但由于分散均匀程度过差,性能并不理想。直到1962年,壳牌化学公司在英格兰和荷兰的实验室开发了挤出工艺,从而改善了其分散均匀性差的问题,该工艺沿用至今,依然是粉末涂料的最主要的生产工艺。早期的粉末涂料涂装是使用流化床装置,先将被涂工件预热,热工件在流化床中将雾化的粉末粒子熔结粘附于表面形成一定厚度的粘附层,再经烘烤熔融流平,形成连续的涂膜。1962年,第一台用于有机粉末涂料的静电涂装设备在法国诞生,这一发明对于高装饰性的热固性粉末涂料的使用和发展起到了关键作用,使得粉末涂料的涂层达到了“薄涂”的目的,而且涂层更加均匀。不仅如此,这一发明还给今后的美术型粉末涂料品种的开发和使用奠定了基础。
由于环氧树脂/双氰胺体系的粉末涂料涂层受紫外光辐射的影响,涂层在日光照射下很快粉化被破坏,加之其抗黄变性能较差,因而该体系粉末涂料只能用于户内,且对黄变性能要求不高的产品上使用。为克服以上问题,1970年荷兰的Scado BV公司和比利时的UCB公司相继开发了三聚氰胺/聚酯体系的粉末涂料,与此同时Hüneke也发布了环氧和聚酯混合型树脂体系的粉末涂料的研究成果。而真正具有实际意义的技术突破是1971年荷兰的Scado BV公司开发的使用端羧基聚酯树脂与双酚A型环氧树脂共混融的体系(混合型)和羧基聚酯与异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)体系(纯聚酯型)的粉末涂料,这两种粉末涂料体系不仅克服了环氧树脂/双氰胺体系的不耐黄变和装饰性效果较差的问题,而且羧基聚酯/TGIC体系优异的户外耐久性使之成为最重要的户外使用的粉末涂料产品。时至今日,这两种体系的粉末涂料依然占有最重要的地位。同一时期,德国的Bayer公司和BASF公司开发了热固性丙烯酸树脂体系的粉末涂料,虽然在欧洲没能形成销售市场,但在日本得到了很好的发展和应用。上世纪80年代,羟基聚酯树脂/异氰酸酯体系的粉末涂料在美国和日本市场形成了相应的规模。