粉末涂料用碳酸钙研究进展

粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体的涂料，大部分是由树脂、固化剂、颜填料等部分组成。因其无溶剂、无污染、可回收、可降低施工强度和涂膜机械强度高等特点，深受消费者喜欢，已广泛应用于门窗、建筑、汽车、家具等多个领域。   1、粉末涂料分类与应用   根据树脂交联的方式不同，粉末涂料可分为热固性和热塑性两种。常见的热塑性涂料有：聚氯乙烯、聚乙烯以及氟树脂粉末涂料；常见的热固性粉末涂料有：聚酯、环氧树脂、聚氨酯型粉末涂料。   目前，粉末主要在工程机械行业，如薄板件和小件产品上。产品种类从热塑性粉末涂料向涂层性能更优的热固性粉末涂料转移。在功能方面，由最初的防腐蚀保护作用向装饰、保护和功能化并重的方向发展，越来越多的功能性粉末涂料品种也受到关注，比如抗菌涂料、疏水涂料、耐高温涂料、耐候性涂料、重防腐涂料等。行业发展趋势是，开发低温固化粉末涂料、提高边角孔洞缝覆盖能力、开发2C1B（干喷干）工艺等。 粉末涂料制备及喷涂过程   与传统溶剂型涂料相比，粉末涂料有以下优点：①无挥发性有机物（VOCs）的排放，利用率达98%以上，符合当前建设资源节约型、环境友好型社会的要求；②减少了有机溶剂对人体健康的危害，也避免了有机溶剂运输过程中诸如火灾、爆炸等危险；③使用粉末涂料时膜厚容易控制，且工艺较为简便，易于实现自动化作业；④由于可采用高分子量有机树脂，使用粉末涂料得到的涂膜机械性能更高。   2、碳酸钙在粉末涂料中的应用   除了透明粉末涂料之外，一般的粉末涂料都需要添加填料，填料是粉末涂料配方中重要的组成部分。在粉末涂料中，填料的作用是提高涂膜的硬度、刚性、耐划伤性等物理性能，同时改进粉末涂料的松散性和提高玻璃化温度等性能。另外，在满足涂膜各种性能的情况下，还可以降低涂料成本。   不同填料对环氧粉末涂料性能的影响   粉末涂料中常用的品种有沉淀碳酸钡、重晶石粉、轻质CaCO3、重质CaCO3、高岭土、滑石粉、膨润土、沉淀二氧化硅、云母粉、石英粉等。从功能性考量，填料的应用必须有所取舍，硅灰石粉、云母粉具有很好的防腐性能，但云母粉对涂层的柔韧性不利，同时硅灰石粉、云母粉吸油量大，会严重降低涂层光泽和流平性能；硫酸钡、碳酸钙填料对涂层光泽和流平性能影响较弱，但会对涂层防腐性能影响较大。   对不同种类填料应用于粉末涂料中的性能研究时发现，CaCO3可以作高光产品的填料，而且它的光泽度不输于其他填料；一般半光产品，可以直接加入CaCO3调出，无须加入B68类的消光剂，可节约成本；CaCO3还可提高涂料的上粉率和喷涂面积，尤其用在混合粉中比较明显。   用于粉末涂料中CaCO3的重要参数   需要指出的是，与硫酸钡相比碳酸钙作为填料有一定的劣势，产品比重小，颗粒比较蓬松，吸油量略高。不过，通过选择合适的有机改性剂对碳酸钙进行表面包覆改性处理可降低碳酸钙的吸油量，改善产品加工性能，提高碳酸钙在粉末涂料中的应用价值。   有研究指出，CaCO3填料用表面活性剂、偶联剂等处理后，可改进填料在粉末涂料中的分散性，提高添加量，同时改进粉末涂料涂膜外观。   伍林伟等研究了添加不同改性剂的重质碳酸钙在环氧聚酯粉末涂料中对产品的影响，以硬脂酸和偶联剂改性的重质碳酸钙，其加工性、漆膜光泽度与普通碳酸钙相比均有明显提升，采用偶联剂改性的碳酸钙对漆膜的冲击强度和附着力均有提升。   碳酸钙与白云石主要区别 徐永华等对比研究了不同重质碳酸钙在乳胶漆、无机涂料以及聚酯粉末涂料中的应用情况发现，聚酯粉末涂料中，以白云石为原矿生产的重质碳酸钙，其加工性、漆膜光泽度、漆膜白度和对比率等性能均显著优于同规格的小方解石和大方解石产品。   结语   粉末涂料的制备和应用有一定的特殊性，碳酸钙在粉末涂料中应用可以多挖掘粉体粒径、形貌、纯度、白度、水分含量、吸油值、比表面积等指标及改性技术的作用，总结加工工艺和不同矿源之间的差异，以此挖掘专用型产品。   参考文献 伍林伟，等：改性碳酸钙在环氧 /聚酯粉末涂料中的应用研究，江西广源化工有限责任公司 龚怀军，等：非金属矿物填料在涂料中的应用现状及发展趋势，江西广源化工有限责任公司 巴旭民，等：石油天然气管道外涂环氧粉末涂料，合肥工业大学 谢俊青，等：超细粉末涂料流动性机理及提升研究，天津大学 李翠红，等：粉末涂料研究进展，邢台学院