有机硅烤炉漆(耐高温粉末涂料的工艺性能)

Posted 2023-05-29

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摘要：本文简述耐高温粉末涂料的配方设计、生产控制、性能指标控制等方面，讨论不同的配方组成对耐温、盐雾、光老化等性能的影响。

1、前言

粉末涂料是一种固体粉100%的涂料，它与一般溶剂型涂料和水性涂料不同，不是使用溶剂或水作为分散介质，而是借助空气作为分散介质。

它具有无挥发物产生，易清理，无需溶剂，对操作人员危害小，喷涂利用率高，性能优异等特点。

随着全球对环保关注度增加，粉末涂料的运用领域越来越广泛，我国粉末涂料使用量已经超过100万吨。

耐高温粉末涂料属于特殊功能性涂料，按所承受温度不同，一般分成200℃、300℃、350℃、400℃、500℃及以上。

广泛应用于烧烤炉、焖烧炉、取暖机、暖气管道、消音、烘箱、车用排气管、烟囱等多种设备上。因为耐高温粉末涂料在环保、安全、利用率等方面的优势，其必将逐步取代传统的高温漆。

近年来由于“漆改粉”的趋势引导，耐温要求500℃及以上的市场需求越来越大。

500℃及以上的应用场景中，涂层直接承受明火的灼烧，涂层最低的要求要达到不粉化不脱落。本文重点讨论该类型的产品。

2、耐高温粉末涂料配方组成

粉末涂料其配方组成主要如下：树脂及其固化剂，它是涂料成膜的基础；助剂，用以改善涂层的外观或各方面性能；颜料，赋予涂层遮盖性和颜色；填料，主要是起到物理增强的作用。

常用的饱和聚酯树脂、环氧树脂等材料在350℃以上时，碳氧键很快就会出现断键，分解，表现在涂层上就是粉化脱落。

有机硅树脂由于其以硅氧键为主链，因其较高的键能而赋予了有机硅树脂较高的氧化稳定性，是耐高温粉末涂料主体树脂的首选。

颜填料是影响耐高温涂料性能的关键，填料应选择稳定性高，且能与有机硅树脂的硅氧烷官能团发生反应，所以硅酸盐类的填料是首选，如云母粉、硅微粉等。

另外就是硅酸盐类的材料，它们主要因为其磷酸根能与金属进行反应，从而保证涂层与基材之间的附着力。

在颜料方面，大多常规颜料不能经受500℃以上的高温，白色可以选用钛白粉，黑色可以选用氧化铁黑、铁锰黑，红黄蓝等颜色，建议选用包裹型的产品，整体配方保证重金属不会超标。

3、耐高温粉末涂料生产工艺控制

耐高温粉末涂料的生产工艺与普通产品差异不大，生产过程如下表，工艺参数需要控制的地方主要是在熔融挤出阶段。

由于有机硅树脂的软化点较低，一定要控制好恰当的挤出机温度，才能保证在熔融挤出阶段的混合均匀程度。

在粉碎阶段，需要保证粒径分度尽量窄，因为耐高温粉末涂料的涂层受热时会有一定的膨胀，涂层内部的均一性越好，膨胀产生破坏的可能就越低。

4、耐高温粉末涂料的性能

耐高温粉末涂料由于是功能性涂料，主要是关注其耐高温的性能，耐高温的性能检测采用两种方式测试。

其一是确定温度试验，使用马弗炉对试验板承受一定时长的温度烘烤后的板面效果以及附着力进行检验。

其二是实际应用测试，将涂料涂敷在应用的工件上，在实际的应用环境下测试一定的时长。

4.1 耐高温粉末涂料产品性能

4.2 耐高温粉末涂料耐盐雾性能

烧烤炉，火盆等产品一方面要求涂层具有耐温性，另一方面也需要有足够的防腐蚀效果，毕竟消费者在使用时不愿意看到锈迹斑驳。

所以耐高温粉末涂料的耐盐雾性能也是一个关键指标。本文对比了不同防锈材料磷酸锌用量对于耐高温粉末涂料耐盐雾性能的影响，配方如下表。

从上表实验结果来看，防锈材料磷酸锌的引入对盐雾性能有所提升，但是用量太多的情况对耐温性能有较大的影响。

可能是其不能参与涂层成膜，大量的情况增加了涂层耐温时的不稳定性。但是目前耐温性能并不十分理想，还需要进一步进行提升。

5、结论

随着全球对环保的重视程度日益增加，“漆改粉”已经成为涂料界的趋势，耐高温粉末涂料的市场前景将越来越好。但是500℃以上产品的成熟程度还较低，尤其在耐盐雾、耐光老化等长效性能方面。