MortonInternational公司的StevenKiefer的论文表明,未来粉末涂料的技术改进包括适于现有树脂体系的新固化机理、新型聚酯树脂、有机硅的添加及丙稀酸技术,要求提高耐久性;为提高安全性及涂膜性能,设计了新型交联剂,其化学名称为羟烷基酰胺和四甲氧基甲基甘脲,为使耐候性方面有重大改进,正在开发一种新型的基于羟基和羧基官能团的脂肪族或脂环族单体的聚酯树脂。在其制造工艺方面,主要集中在以下几个方面:①发展膜厚30～40μm的薄层粉末涂料,涂膜性能不降低;②粉末粒度分布更合理,如果粒度分布能控制在15～30μm,粉末涂料的薄层化就可实现;③改进颗粒形状和导电性,提高粉末附着率,粉末更易回收;④发展新的材料,使固化温度降至130℃以下,又不降低涂膜性能和外观;⑤设计更好的涂装生产线,使涂装自动化,涂膜均匀一致,换色快。

美国俄亥俄州Ferro公司的F.Mandel博士在1997年3月于英国伯明翰的粉末涂料讨论会上提出论文,作了由Ferro公司开发的作为粉末涂料生产的革命性的替代法———新型VAMP工艺的最新报道。

VAMP工艺中,使用超临界态的液态二氧化碳作加工介质。超临界态是将二氧化碳压缩并加热到临界点以上时获得的。在临界点下,液态相和气态相的平衡消失,并称此为超临界状态。许多其它化合物也可以变成超临界状态,但二氧化碳成本低,易于获得,且环保许可。在超临界状态下,二氧化碳兼具气体和液体二者的性质。

将主要为固体和粉末涂料原料装入配有一个搅拌浆叶的主压力容器中,接着将二氧化碳充于该容器中,直到达到临界点。VAMP工艺的条件可在55～80℃及2400～3000PSI的范围内。在熔融挤出法中,温度范围处于90～130℃,而且由于外部加热装置和粘性物料的加入,挤出机壁筒的温度往往更高;然而用二氧化碳作加工介质,具有热交换充分、混合温度低,由此降低了胶化的危险性,其容器内的温差被保持在热交换表面的1～3℃内。超临界二氧化碳通过溶胀树脂和聚合物对其的影响与体系的压力成正比,并且增加了他们在低温下的流动性。树脂和聚合物的溶胀降低了其玻璃态转变温度,由此使树脂在低于正常玻璃态转变温度5～7℃下的流动性增加。树脂的行为表明,低于临界态下,二氧化碳溶于聚合物内;在超临界状态下,聚合物类似超临界流体,不存在聚合物溶解度的证据。

细分的无机颜填料,如二氧化钛和碳酸钙,随着从其絮凝粒子上的吸附水的去除被分散于体系中,低分子量的有机物质,如UV稳定剂被溶解和扩散于树脂中,超临界流体降低了湿润接触角,因而使树脂和无机颜料密切混合。当达到均匀时,该批料采用喷射流工艺,经喷嘴喷入接收器中。在此排放过程中,由于二氧化碳的相转变导致快速冷却,有利于生产。再经筛分机筛分后,选取所需的粒径部分进行包装。

技术网现已发现并证明用VAMP加工的材料有几个明显的优点,即产品的分子量较低,玻璃化温度提高,在薄涂膜下遮盖力优良、活性较高,色度控制优良,并提高了摩擦带电的适应性。此外,由于加工温度低,减少了聚合的倾向,因而在固化中很少可能有凝胶形成。

1998年,湛江天龙粉末涂料首次采用氮气为介质,应用超临界工艺获得第一批环氧粉末涂料,固化条件为170℃、160s。笔者和我国大学合作在2000年开始研究以液态二氧化碳为介质的超临界工艺技术,于2001年10月在山东进行试验制造,获得的粉末化学、防腐、电气性能非常优越,只是在粉末颗粒的成型方面有缺陷,目前正致力于粉末造粒的研究。

王瑞红(大庆油田建材制造安装有限责任公司)