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热塑性粉末及其涂装现状与发展建议(Ⅰ)-热塑性粉末涂料,涂装-表面...

    自从90年代末,我国廊坊燕美公司批量生产PE热塑性以来,随着我国交通运输、城市建设和西气东输、南北水调等基础设施的蓬勃发展,近20多年来,我国热塑性粉末涂料获得迅猛发展。据不完全统计,生产热塑性粉末的厂家至少有200多家。热塑性粉末品种以聚乙烯为主,其次是聚氯乙烯、EVA、尼龙等。聚乙烯粉末又分民用粉末、工程用粉末、管道用粉末,主要用于高速公路、快速铁路、机场、监狱、园林等防护隔离栅。聚氯乙烯粉末主要用于电焊网和小件产品的。EVA粉末除了用于民用产品涂装外,还用于服装热熔胶。尼龙粉末则用于医疗产品、体育用品、耐磨管道和轴类零件的涂装。去年我国热塑性粉末产量大约10万吨左右,其中聚乙烯粉末约占热塑粉末涂料总产量的百份之九十以上。

    2、热塑性粉末用树脂

    2.1热塑性粉末涂料用树脂的种类

    热塑性粉末涂料与热固性粉末涂料不同,涂装过程,树脂本身在一定温度下熔融流平,形成涂膜,且这种过程是可逆的。作为粉末涂料用树脂,必须具备以下条件。一是树脂必须能做成粉末;二是树脂加工成粉末后应具有良好的流动性;三是树脂粉末通过加热能熔融流动成膜;四是树脂的熔融温度与热分解温度之间的温度要大,否则在涂装工艺上将难以控制。因此,虽然树脂种类很多,通常用于热塑性粉末涂料的还仅限于以下的品种,如表1所示。

表1 热塑性粉末涂料用于树脂

    2.2聚乙烯树脂

    聚乙烯树脂是热塑性粉末涂料用得最多的品种,以前曾选用高密度聚乙烯粉末原料,一干混生产PE粉末,但粉末流动性较差,涂膜质量不好,现在已很少使用。目前选用LDPE和LLDPE。用于室内使用的民用粉末多选用LDPE和LLDE按比例共混,而管道用粉则主要用LLDPE做基料。PE树脂的性能及代表性树脂如表2、表3、表4所示。

表2 PE树脂性能

表3 北京燕山化工公司LDPE

表4 齐鲁石油化工公司厂LLDPE

    2.3聚氯乙烯树脂

    聚氯乙烯具有优异的耐化学性能,是难燃材料,具有自熄性。电气绝缘性能也非常好。但聚氯乙烯的分解温度与流动温度接近,给涂料施工带来不便。此外聚氯乙烯是热不稳定树脂,对紫外线也很敏感,而且是无极性材料,与金属结合力较差。为了改善聚氯乙烯的热稳定性,提高其冲击韧性,软化点和使用温度,一般要采用共混或共聚方法进行改进。表5为一些厂家生产的聚氯乙烯树脂性能。

表5 一些PVC树脂性能

    2.4聚丙烯树脂

    聚丙烯在通用树脂中密度最小,仅为0.90~0.91g/cm3。它广泛用薄膜制品,不大用粉末涂料。因为其分子中含有甲基,甲基中氢原子容易受氧或臭氧的攻击,所以PP比PE的耐热性差,涂装时烘烤温度的范围也很窄,难以获得良好的涂层。但是随着树脂原料生产技术的提高和配方的改进,添加抗氧剂和紫外线吸收剂,粉末涂料也有上市的,例如日本用于自动洗碗机内部部件的涂装,在英国用于温泉配管的涂装。

    PP树脂可以通过共聚共混方法改进,共聚一般在化工厂进行,共混可以在粉末厂进行。例如利用丙烯-乙烯共聚提高其柔性;利用丙烯与醋酸乙烯共混提高其冲击强度,改善脆裂性等。表6为部分厂家生产的聚丙烯树脂的型号及性能。

表6 部分厂家生产的PP树脂型号及性能

    2.5聚酰胺

    聚酰胺(PA),俗称尼龙(NYLON),燃点180~230℃,密度为1.020~1.149g/cm3,热分解温度大于300℃,耐油,耐化学溶剂,耐酸,但易吸水,吸水后略微膨胀,不易燃,能自熄,无毒,易染色,也易被污染。PA具有良好的耐磨性,强度高、韧性好。自润滑等特性。可以在-40~100℃下长期使用,但耐共性较差,为了获得良好的综合性能,同样需要改性。

    PA树脂的缺点是吸水率高,多采用碳原子链较长的尼龙材料,并在加工成型前进行干燥处理。常用的PA材料性能如表7已用于粉末涂料的有尼龙11、尼龙12、尼龙1010。

表7 聚酰胺树脂性能

    2.6饱和聚酯

    用作粉末原料的饱和聚酯代表品种有聚对二甲酸.乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),表8为粉末涂料用饱和聚酯树脂的特性。

表8 饱和聚酯树脂的特性

    热塑粉末用树脂如氟树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚丁烯-1、聚乙烯醇缩丁醛等用得较少,在此不再详述。

    应该说明,我国热塑性粉末总的来说,批量还较小,对于石化大厂来说微不足道,只能根据需要去选择原料树脂,尚无专门的生产厂。

    3.热塑性粉末涂料发展现状

    3.1热塑粉末生产方法

    热塑性粉末生产按粉碎方法机械粉碎、化学粉碎、干式混合、复合粉碎等方法。目前我国热塑粉以聚乙烯粉末为主,其次是聚氯乙烯,其它品种生产量很少。

    聚乙烯粉末的生产工艺为:

    主要生产设备为挤出机和粉碎机。挤出机由单螺杆逐渐发展为双螺杆,粉碎机一般采用常温机械粉碎,粉碎机由小到大。磨盘由单片逐渐过度为双片,不断提高产量,节省能源。近些年来,聚乙烯粉末通过配方改进,逐渐适应市场的需要。

    聚氯乙烯粉末采用干混生产,因为化工工厂可以直接提供合适粒度的原料。聚氯乙烯粉末具有多孔性,对增塑剂及其他助剂有良好的吸附性。干混法生产工艺较简单,粉末质量主要依靠配方控制。聚氯乙烯粉末干混法生产工艺如下:

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