陕西绝缘粉末，陕西电容器粉末，陕西压敏粉末

　　1.前言

　　粉末涂料、水性涂料、光固化涂料、高固体分涂料并称为四大新型环保涂料。粉末涂料作为涂料的一个重要分支，以其高效、环保、经济的特点，以及优异的装饰性和耐腐蚀性，广泛应用于家用电器、通用五金、铝型材、汽车等领域。

　　针孔，即毛孔，一种针状孔洞，是涂料固化过程中容易出现的微小涂层缺陷。它的出现不仅影响涂层的美观，还可能严重影响涂层的耐腐蚀性能。

　　热固性粉末涂料因其独特的应用条件，通常表现出固化温度较高(120以上)、膜厚较厚(50u以上)、固化时间较短(20min以内)、初始熔体粘度较高(无溶剂稀释)的特点。实践表明，正是由于上述特点，粉末涂料在固化过程中比初始粘度较低的溶剂型涂料更容易出现针孔。值得一提的是，由于热塑性粉末涂料的粘度不增加，因此出现针孔的概率相对较小。

　　针孔作为涂膜的缺陷，在高光粉末涂料中尤为明显，而低光粉末涂料，尤其是哑光粉末涂料通常不明显。如何预防和消除中高光泽粉末涂料的针孔，成为粉末涂料技术人员必须面对的课题(以下研究仅针对热固性高光泽粉末涂料体系)。

　　2.粉末涂料针孔产生的原因及解决方法；

　　粉末涂膜针孔的形成与其独特的熔融固化工艺密切相关。因此，要研究粉末涂膜针孔的形成机理，就必须了解粉末涂膜的熔融固化过程。

　　粉末涂料，顾名思义，是粉末涂料的一种。在涂覆过程中，首先是通过静电喷涂，以疏松的结构吸附或堆积在基材表面。喷涂后工件进入热烘道，基体和涂层受热熔化流动，原有的松散结构或堆积方式随着粉末颗粒的熔化流动而被破坏。特别地，在成膜过程中由液体流动产生的局部涡旋效应被称为Baynard涡旋。Baynard涡的本质是粉末涂料熔融固化过程中粘度变化引起的表面张力变化，使高粘度、低表面张力的流体下沉到旋涡的中部(凹部)，而低粘度、高表面张力的流体上升到旋涡的外围(凸部)，直至固化完成。在这个过程中，涂层后原有的疏松堆积间隙中的气体(空气)会在粉末熔化溃散形成气泡并排出，来自涂层内部或基体的小分子气体也会聚集形成气泡排出。随着固化体系粘度的增加，截留在Baynard涡旋中的气泡最终在放电过程中形成针孔。因此，为了预防和消除粉末涂料中的针孔，必须分析涂料中小分子(气泡)产生的根本原因，然后对症下药，预防和解决涂料中的针孔。在粉末涂料的熔化和固化过程中，粉末涂料中捕集的挥发性小分子可分为以下几种情况：

　　(1)粉末涂层的主要针孔：空气滞留在涂层中。

　　喷涂后，粉末以松散的结构沉积在工件上。这种松散的结构使得粉末颗粒之间的大量间隙充满空气。随着环境温度的升高，粉末涂料颗粒熔化，导致这种松散结构的崩溃。由于粉末涂料的涂层厚度一般大于50(喷涂后的疏松结构远大于此厚度)，升温较慢的中间位置的粉末颗粒熔化较慢，使得颗粒间的空气被熔化的涂层截留，随着固化的进行，热固性粉末涂料由于自身的特点，这种涂层针孔是不可避免的。所以严格来说，针孔是粉末涂料的原始缺陷。

　　为了消除上述因素造成的初级针孔，消气剂是高光粉末涂料配方中的必要原料，安息香(安息香)是消除上述针孔的高效消气剂。安息香的消泡机理非常复杂，除了消除上面提到的针孔外，安息香对消除其他因素引起的针孔也有一定的作用。

　　需要注意的是，虽然安息香是一种非常有效的粉末涂料消泡脱气剂，但并不能解决所有粉末涂料的针孔问题。即使是粉末涂料原有的脱气问题，也还是需要注意：

　　(一)安息香受热易分解导致涂膜发黄，过量添加安息香会造成浅色粉末涂料变色。

　　(b)随着涂层厚度的增加，特别是当涂层厚度超过120时，即使加入大量安息香，涂层表面仍有明显的针孔(厚膜针孔)。这种厚膜针孔需要通过添加其他类型的消泡剂和安息香来消除。

　　(c)安息香不能完全消除某些低温固化粉末涂料中的针孔；

　　为了降低固化温度，通常在聚酯/TGIC体系或聚酯/环氧混合粉末涂料体系中加入固化促进剂，导致体系在加热固化过程中熔体粘度迅速增加，使大量气体被困在涂料中不能完全释放，产生针孔。实践表明，安息香不能完全解决这个问题，还需要配合其他消泡剂来解决。

　　(2)粉末涂料固化反应产生的挥发性小分子；

　　粉末固化反应可分为两类，一类是无小分子释放的直接反应，如羧基与环氧基的反应，羟基与未封端异氰酸酯基的反应。目前有聚酯/环氧混合型室内粉末涂料、聚酯/TGIC室外粉末涂料、GMA丙烯酸树脂/DDDA透明粉末涂料、纯环氧粉末涂料等。在市场上广泛使用，在固化过程中不会产生额外的小分子。另一类固化反应释放小分子，如聚酯/-羟基烷基酰胺户外粉末涂料、羟基聚酯/四甲基甲基甘脲粉末涂料、羟基/封闭型异氰酸酯(如赢创B1530)粉末涂料体系，在固化过程中分别释放水、甲醇和异氰酸酯封闭剂。固化反应释放的小分子会聚并整合成气泡，从涂膜中排出。但由于粉末体系的粘度增加和膜厚问题，一些小分子不能及时释放，被截留在涂层中，产生针孔。因此，这种粉末涂料不仅有原有的针孔需要解决，还有额外的小分子气泡需要消除。当然，值得一提的是，由于B1530密封胶的解封温度比较高，大概在160左右，体系有足够的时间和较低的粘度在解封前平整和释放截留的气体，而B1530固化体系的针孔问题并不是特别明显。实践表明，单独的安息香不能显著解决这个针孔问题。这类粉末涂料针孔的消除，除了安息香之外，还应配合其他消泡脱气剂。

　　(3)基质因素

　　基材是粉末涂料中针孔的另一个重要原因。多孔基材，如铸铝和铸铁，是粉末涂料中针孔的高发区。

　　原因是多孔基体本身存在大量空气，或者存在大量挥发性物质(如未干燥的水分等。)的缝隙中。粉末涂层完成后，间隙中的空气或挥发性物质在加热过程中被熔化的粉末涂层密封。随着涂层体系粘度的迅速增加，间隙中的气体无法从涂层中释放出来，从而产生针孔。

　　要消除这种针孔，首先可以在喷涂前对多孔基体进行较高温度、较长时间的预热，并尽可能使基体干燥，粉末涂料由于基体温度高，具有较低的初熔粘度，有利于基体中气体的排出。在粉末制造中，一方面可以在粉末涂料配方中加入一些能提高粉末涂料基体润湿性的物质，使熔融涂料快速渗透到多孔基体中，在体系初始熔融粘度较低时，尽快将间隙中的气体逼出。另一方面，应选择熔体粘度较低的树脂(成膜物质)，或在研磨配方中加入一些能显著降低涂料熔体粘度的物质。

　　为了改善粉末涂料在基材上的润湿性，一些含有极性基团(如酰胺基、羟基等)的化合物。)可以添加到系统中。这些化合物不仅有助于润湿基材，还有助于降低体系的熔体粘度。类似于液体涂料中的溶剂或稀释剂，它们可以被称为“固体溶剂”，因为它们表现出粉末涂料中固体的特性。“固体溶剂”是解决这类问题的一种非常有益的尝试。当然，为了不影响体系的防腐性能，这种“固体溶剂”不能是不活泼的水溶性化合物，加入量也不能太大。

　　值得一提的是，一些反应性“固体溶剂”的发现可能非常辉煌。这种“固体溶剂”主要表现出两个特点：一是低分子量、低初始熔融粘度的固体物质；第二，可以参与化学反应，但不一定和原来的粉末涂料体系反应，而是一个自洽的反应体系。典型的例子如封闭或未封闭的异氰酸酯固化剂(如B1530和B1540)，可以参与体系中残留羟基的反应，延长体系的凝胶时间，降低熔体粘度，增加交联密度。这种物质也有助于消除针孔。

　　(4)粉末潮湿。

　　除非条件极其恶劣，一般情况下，粉末涂料不容易受潮。粉末容易受潮，往往是因为粉末长期低温存放，突然进入高温潮湿的环境。由于粉末涂料开箱后温度较低，空气中的水分很容易凝结而受潮。对于严重受潮后的粉末涂料，大量的水分被引入体系，在烘烤过程中从涂层中排出，一些来不及排出的气体以非常小的针孔的形式存在，通常以雾影的形式存在。

　　这种问题，只有预防。第1步是保证粉末的正常储存条件，第二步是尽量避免超低温储存。如果真的需要低温保存，在开箱使用前，粉末要有足够的时间恢复到常温，以免受潮。

　　(5)粉末原料的因素

　　原料中小分子含量过高，也是造成涂膜针孔的重要因素。一方面是粉末树脂本身的挥发物含量过高，尤其是高沸点小分子含量过高；另一方面，粉末原料潮湿，吸收大量水分。

　　以上因素造成的针孔一般都很小，主要是涂膜表面的雾影。

　　(6)消泡剂的选择：

　　安息香是高光粉末涂料最有效的消泡脱气剂，能有效消除正常膜厚(60-90)下的初级针孔。安息香对其他原因引起的针孔也有一定的协同作用，但作用往往有限。安息香使用过量也会导致涂膜发黄。同时，安息香本身是一种受热分解升华的物质，过量使用会带来负面影响。

　　含酰胺基和羟基的消泡剂能有效改善涂料对底材的润湿性，提高树脂对颜料尤其是无机颜填料的润湿性，降低涂料的熔体粘度，有效消除各种原因引起的气泡。当然，也要选择粘度和凝胶时间低的树脂，防止出现严重的泡孔。

　　透明粉消泡剂：作为一种特殊的粉末涂料，透明粉针孔的原理和消泡方法与普通粉末涂料相同。特别的一点是，透明粉末是一个高度透明的体系，整个体系是光学各向同性的，没有严重的相分离。因此，在消泡过程中，加入的消泡脱气剂必须与体系完全相容。从这个意义上说，这种消泡剂需要仔细选择。

　　需要注意的是，大量非反应性消泡剂的加入对涂料的性能是有害的，使用量要慎重添加。

　　总之，粉末涂料产生针孔(气泡)的原因有很多。根本原因是固化过程中随着体系粘度的增加，涂层中截留的小分子气体聚集而来不及释放。涂层中截留的小分子来源包括：粉末涂装(原粉末涂装)过程中松散堆积的空气、某些固化反应产生的水、甲醇等小分子、多孔基体产生的小分子气体、粉末原料或粉末成品存放不当引入的小分子气体等。针对不同的原因，可以采取相应的解决方法：

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