1．介紹：

粉末涂料由于其具有的無溶劑、施工簡單、利用率高等特點(diǎn)而在全球市場高速增長，有機(jī)硅耐高溫粉末涂料在美國八十年代在烤爐方面首先得到應(yīng)用，而在九十年代中期快速在歐美市場快速增長。隨著中國逐漸成為全球的灶具、烤爐等主要的生產(chǎn)基地。市場對耐高溫粉末涂料的需要也日益增長。本文對耐高溫粉末涂料的配方設(shè)計、問題處理、生產(chǎn)工藝等進(jìn)行了介紹。

2．原理及性能介紹

2．1原理

有機(jī)硅樹脂的反應(yīng)機(jī)理都是非常類似，其自身可以交聯(lián)。在高溫下的固化反應(yīng)式如下：

~Si-OH+HO-Si~--->~Si-O-Si~+H2O

~Si-OR+HO-Si~--->~Si-O-Si~+ROH

此外，有機(jī)硅樹脂中側(cè)基不同的有機(jī)基團(tuán)的熱穩(wěn)定性也有所不同：苯基〉甲基〉乙基〉丙基〉丁基〉己基

通常，有機(jī)硅樹脂的固化溫度不能低于200度。而270和350°C之間的溫度范圍對于有機(jī)硅耐高溫粉末涂料來說是個比較敏感的范圍點(diǎn)。因為在此時有機(jī)硅組分還沒有完全燒結(jié)完成，而有機(jī)組分已經(jīng)開始燃燒分解。

此外，由于低Tg的有機(jī)硅樹脂在儲存和生產(chǎn)運(yùn)輸過程中遇到的結(jié)塊問題使開發(fā)高Tg（玻璃化溫度）的有機(jī)硅樹脂也成為必然�，F(xiàn)在，德國瓦克化學(xué)公司已經(jīng)推出了Tg〉65的應(yīng)用于耐高溫粉末涂料的有機(jī)硅樹脂，成功解決了高溫天氣下的運(yùn)輸、儲存問題。

2．2有機(jī)硅粉末涂料應(yīng)該具有的性能？

與有機(jī)樹脂不同的是，與適當(dāng)?shù)念仭⑻盍吓浜鲜褂玫挠袡C(jī)硅樹脂應(yīng)具有優(yōu)秀的長期耐熱性(200-650°C)。

此外，對于食品接觸的場合，有機(jī)硅樹脂還應(yīng)符合FDA175.300andBGVV–XV。良好的冷熱交變性。通過把熱板直接浸入冷水中，而涂膜不會損壞。

3．配方設(shè)計

3．1基料的選擇：

有機(jī)硅樹脂是耐高溫粉末涂料的必不可少的基料，有機(jī)硅樹脂可以單獨(dú)作為基料或與聚酯、環(huán)氧樹脂拼用提高涂膜的耐高溫性。同時配方中也應(yīng)選用耐高溫的無機(jī)顏料與填料以及適當(dāng)?shù)闹鷦�。目前用于耐高溫粉末涂料的有機(jī)硅樹脂主要分為以下兩種：

甲基聚硅氧烷，其特點(diǎn)為：良好硬度；憎水性好；表面能低，具不沾效果；-高溫下耐黃變好；但與其他有機(jī)樹脂的混溶性差。苯基聚硅氧烷，良好的混溶性；良好的柔韌性；保光，保色性好。

在不同的耐高溫等級下有機(jī)硅樹脂的需要量：

耐熱250°C15%-45%

耐熱250--40030%-45%

3．2顏料的選用：

顏填料的選用對于耐熱有機(jī)硅粉末涂料也是至關(guān)重要的，很多耐高溫涂料由于選用不合適的顏、填料最終造成漆膜變色，附著力差等問題。

耐高溫粉末涂料主要以黑色或銀色為主：

黑色：二氧化錳，鉻鐵黑（氧化鐵，氧化鉻，二氧化錳混燒而成）。但黑度稍差。

銀色：鋁粉

白色：鈦白粉（350—400），鋅粉（約370）遮蓋力較差，氧化銻，耐光耐熱，粉化性小，可用于防火阻燃。

黃色：鍶黃（SrCrO4):耐熱性好，遮蓋力低，適合作底漆。

鉻黃(CdS，C.I.PY.37;C.I.No.77199)：色澤艷麗，遮蓋力好。但有毒，主要用于不可與食物接觸的涂料體系。

紅色：鉻紅（顏料紅108C.I.P.R.108,C.I.No77202）色澤鮮艷，遮蓋力強(qiáng)，耐候性、分散性、耐熱性都很好。

藍(lán)色：鈷藍(lán)（CoAl2O4，顏料藍(lán)，C.I.P.B.28,C.I.No77346）,主要成分是氧化鈷和氧化鋅。還有少量的氧化鋁和氧化鉻。化學(xué)穩(wěn)定性好，著色力低。無毒。

綠色：氧化鉻綠。

3．3填料的選擇：

滑石粉（3MgO.4SiO2.H2O）：提高抗龜裂性，易失光，易粉化。

云母粉（K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O）：抗粉化。

沉淀硫酸鋇（BaSO4）：惰性物質(zhì)，是體質(zhì)顏料中比重最大的填料，耐酸，耐堿，無負(fù)面影響。

硅粉（SiO2）：沉淀法二氧化硅。提高流動性。

硅灰石：硅酸鈣，高硬度，吸油量低。

4生產(chǎn)工藝：

預(yù)混合：

建議混合時間：6-15分鐘。

太短：效率差，加重擠壓機(jī)負(fù)擔(dān)。顏料凝聚成團(tuán)。太長：產(chǎn)生熱量，樹脂熔融結(jié)塊。

螺桿擠出溫度：

不能太高達(dá)到固化溫度，推薦擠出溫度：95-105

粒度分布：

粒度過細(xì)：流動差，易堵塞，結(jié)聚成團(tuán)。

帶電性好，易噴涂，可獲得平整漆膜。

推薦粒徑：10-80微米

5問題處理：

5．1如何提高上粉率

粉末粒徑的影響

太大：外觀質(zhì)量下降，桔皮嚴(yán)重，重力造成上粉率下降。

太�。簬щ娏繙p少，

推薦粒徑：10—90微米

基料比：足夠的基料：不少于45%

涂料含水率：粒徑越細(xì)，約易吸水；

儲存通風(fēng)：壓縮空氣管道除濕；噴涂時空氣濕度不可太大。

噴涂電壓：60—90KV

噴涂距離：250—350毫米

5．2如何消除針孔？

針孔的產(chǎn)生主要來自于水分，而水分主要來自于三方面：1，原材料中含有的水分。2，樹脂固化過程中產(chǎn)生的水分。3，生產(chǎn)、運(yùn)輸、存放中吸收空氣中水分。

添加除水劑異氰酸酯（IPDI)，會與水分發(fā)生如下反應(yīng)。

2R-N=C=O+H2OàR-NH-CO-NH-R+CO2

采用兩步固化。不僅可以提高漆膜的有效流平時間。同時可以使粉末涂料中的水分在此過程中揮發(fā)。

130C/5min

230C/30min

適當(dāng)提高擠壓溫度，可以除去原材料中部分的水分。

5．3如何提高附著力？

底材需要預(yù)處理

噴砂處理或砂紙打磨。

干膜厚度應(yīng)控制在20—60微米之間

底材應(yīng)保持在適當(dāng)厚度

5．4如何提高防結(jié)塊？

填料粒徑不可太細(xì)。太細(xì)的填料容易吸收水分，而吸收了水分的顏填料很容易在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存過程中集結(jié)成團(tuán)。

添加疏水性的氣相二氧化硅。疏水型的氣相二氧化硅可以在顏填料表面形成有效包裹，二氧化硅表面的疏水基團(tuán)可以把水分據(jù)之于門外，而水分是結(jié)塊的主要原因。適當(dāng)?shù)念伝�比（通常樹脂�?yīng)在45—55%）

6．參考配方

1)SILRES604260有機(jī)硅樹脂Wacker

2)VestagonB15306.5異氰酸酯Degussa

3)FERROPK309535黑色顏料Ferro

4)GlimmerSC80云母MicrofineMinerals

5)TalkumEL-1099滑石粉NaintschMinerals

6)HeucophosSAPP75磷酸鍶HeubachMinerals

7)Benzoin1.5安息香膠

8)ResiflowPV882.5流平劑Worlee