粉末涂料涂膜耐候性问题全位研究

粉末涂料在户外的应用越来越普遍。从而使作为耐护与装饰的粉末涂料涂层，其耐候性和耐久性也受到越来越多的关注，特别是如天花板、幕墙板、饮水机、空调机、洗衣机、铝型材等室内外用品的涂膜，在自然环境中会发生一系列变化，具体表现为光泽下降、颜色变暗淡，涂膜表面出现锈点或裂纹，开始轻微粉化……

　　粉末涂料的涂层随着时间的延长，其性能逐渐降低的现象称为老化；在自然环境中，粉末涂料受周围自然因素如日晒、雨淋、氧化、冷热变化以及微生物等的作用，而产生的老化现象称为自然老化。粉末涂料抑制或延缓自然老化的能力称为耐自然老化性，也叫耐候性。

　　影响粉末涂料耐候性的因素很多，其中包括树脂、固化剂、颜填料，以及其它助剂的结构和性能，涂装处理工艺等内部因素；以及日光(主要是紫外线)的作用、大气的组成(氧、臭氧、工业烟雾等)、湿度(包括酸雨、盐雾等)、温度变化等自然因素(外部因素)。紫外线辐射是粉末涂料自然老化的主要原因，大气中的氧是增强自然老化的重要因素。在紫外线和氧的作用下，引发粉末涂料产生自动氧化反应，即氧化连锁反应，使粉末涂料降解。水和热加速了此反应，起着光氧化的增强作用。

被污染的大气中含有稠环芳烃化合物(即分子中含有多个苯环的化合物)，及粉末原材料中的微量杂质，是粉末涂料光氧降解的敏感剂。这些反应的组合和对粉末涂料老化的影响程度，随着环境的不同而异，同时也随着粉末涂料化学组成及物理结构的差异而不同，导致粉末涂料耐候性差别很大。

　　1、光稳定剂的种类和作用

　　1.1光稳定剂的定义

　　光稳定剂是提高分子材料稳定性的一种物质，它能够阻止高分子材料发生光氧老化，大大提高它们的使用寿命。

　　光稳定剂能够抑制或减弱光降解作用，提高聚合物和复合材料耐光性能的物质，由于大多数光稳定剂都吸收紫外光，所以，习惯上也常把这类物质称为紫外线吸收剂。光稳定剂对于耐止复合材料的光老化、延长它们的使用寿命效果非常显着，而且用量也很小，一般仅为聚合物质量的0.01%～0.5%。

　　1.2光稳定剂的种类和作用

　　光稳定剂大致可以分为4类，即紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基铺获剂和光屏蔽剂。

　　1.2.1紫外线吸收剂

　　在紫外线危及粉末涂料涂层之前，它们能强烈地、有选择性地优先吸收对粉末涂料涂层危害极大的高能量紫外线，并将其转换成无害的低能辐射，耐止紫外光对粉末涂料的降解作用。

　　它能先于树脂成份吸收紫外线的辐射能量，通过它自身原子中电子结构的重排，将辐射能转换成热能而耗散于大气，一旦释放出热能原子又回复到原来状态；

　　1.2.2猝灭剂(能量转移剂)

　　它具有使所放出的热能不致损伤粉末涂层的功能。它不直接吸收入射的紫外线，只是待粉末涂层内蓄贮到一定能量时，才吸取会致使粉末涂层降解的过多能量，把这部分能量以热的形式转移到周围的大气中。

　　1.2.3自由基捕获剂

　　这类光稳定剂能捕获高分子中所生成的活性自由基，从而抑制光氧化过程，达到光稳定目的。当粉末涂料涂层吸收紫外线能量，并分解产生导致自动氧化反应的活性自由基后，自由基捕获剂能捕获这些自由基，并通过化学反应使之转变为稳定的高分子化合物，从而使光氧化反应终止。

　　1.2.4光屏蔽剂

　　能减少紫外线对材料的透射作用，是经济实用的添加材料。

　　2、提高粉末耐候性的途径及光耐护机理

　　由于粉末涂料的固化温度在200℃左右，在自然环境中，一般温度不会使粉末涂料产生热老化。太阳光对粉末涂料及其它高分子材料都能引起不同程度的破坏，导致涂膜降解，使得制品的外观及性能变坏。对粉末涂料危害大的是290nm～400nm的紫外线，日光对粉末涂料的降解作用是光和氧这两种物质的综合效应，通常称之为光氧化降解作用，或光氧老化。粉末涂料经日晒吸收光后，涂层是否稳定、是否断裂、氧化，取决于粉末涂料所选择材料吸收波长的能量。若吸收的光能大于键离能，就会发生粉末涂料涂层分子间的链断而使性能变劣，即出现粉化、脆裂、变色等现象。

　　粉末涂料的自然老化是一个复杂的过程。要抑制此过程的进行，延长使用寿命，提高其耐候性能，可从以下三个方面解决。

　　2.1选择耐候性好的树脂和固化剂

　　主要是选择更高一级的树脂，如：户外聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氟树脂及相应的固化剂等。

　　2.1.1纯聚酯体系

　　纯聚酯体系目前应用于户外耐候的粉末涂料主要有两种，一种是聚酯/tgic体系，一种是聚酯/primid体系。