摘要：介绍了高性能高耐候粉末涂料的制备工艺及其涂膜的性能指标，讨论了聚酯、固化剂、钛白粉、纳米氧化锌、紫外线吸收剂和抗氧剂对涂膜耐候性的影响。

1 引言

随着汽车、洗衣机、冰箱和空调等行业的蓬勃发展，尤其是户外建筑材料及高速公路扩栏对耐候性能要求极高，对高装饰、超耐候粉末涂料的需求越来越迫切。丙烯酸粉末涂料是一种高装饰、高耐候性涂料，其具有良好的耐老化性和耐腐蚀性、高机械强度以及优异的保光保色性和户外耐久性，但是价格的昂贵，限制了其广泛的应用。上海常江化学有限公司开发的高耐候粉末涂料不但具有良好的耐磨性、硬度和较低的价格高硬度粉末涂料，而且使用寿命可达10—15年。

2 试验部分

2.1 涂料的制备

高耐候粉末涂料的一个重要性能指标就是耐候性。引起涂层老化或破坏的主要因素是太阳光，特别是250—380nm 紫外线辐射导致涂膜聚合物降解，对涂层的破坏作用最严重，所以在配方设计时必须考虑这一点。将配好的原材料 (见表1) 放入混料锅内高速分散5min ，然后经挤出机高温熔融挤出、冷却、粗粉碎、ACM 细粉碎高硬度粉末涂料，再经89um(180目) 过筛制得高性能高耐候粉末涂料。

2.2 喷涂工艺

将制得的高耐候粉末用高压静电 (50—70kV) 喷涂于磷化好的1.2mm厚的冷轧钢板上，经过200℃，10min 烘烤固化。

2.3 涂膜性能指标

涂膜性能指标如表2所列。

3 结果与讨论

3.1 影响涂膜耐候性的因素

3.1.1 聚酯、固化剂的影响

户外粉末涂层在曝晒时，温度的升高影响水解和光氧化，在较高的温度下，氧和水扩散入涂膜的速率也提高。因此曝晒在通常略偏酸性的户外，最好选用耐水解性较好的间苯二甲酸含量较高的聚酯，其良好的水解稳定性使涂膜的耐候性大大提高（见图1）。另外，不同厂家生产的TGIG固化剂的耐候性也有差别，其游离氯含量及半衰期是影响粉末涂料性能的关键因素（见表3）。

3.1.2 钛白粉的影响

二氧化钛是一种性能很好的白色颜料，对光散射力强涂料品牌网，白度好。二氧化钛分为锐钛型和金红石型，其中采用硅包膜技术生产的金红石型具有优异的耐候性、抗粉化性。二氧化钛还具有优越的紫外线屏蔽作用，但不同厂家、不同牌号的TiO2 的保光性、耐候性也不同（见图2） 。

3.1.3 纳米氧化锌的影响

粉末涂料中添加了纳米氧化锌，利用其量子尺寸效应使它对某波长的光吸收带有蓝移现象，并能完全吸收小于400nm波长的光，以抵抗低于380nm紫外光的破坏，并极大程度反射可见光以保扩涂膜的作用，以便在更长的时间内不粉化、褪色、失光。但由于纳米氧化锌的比表面积较大，添加量多，涂膜表面桔皮严重，表面不够致密，反而降低其耐候性（见表4）。

3.1.4 抗氧剂和紫外线吸收剂的影响

涂膜在阳光下曝晒，吸收了能量较高的紫外光能后，形成了电子受激态，这种激发态分子能产生光物理作用和光化学作用，致使涂膜失光、褪色、粉化等，因此在粉末涂料中加入紫外线吸收剂和抗氧剂。紫外线吸收剂和抗氧剂对保光率的影响见图3 。

由图3可见，在选择适当的树脂、颜料、填料的基础上加紫外线吸收剂和抗氧剂后，其保光率明显优于只添加紫外线吸收剂和未加任何助剂的室外粉末涂料，因为紫外线吸收剂及其他光稳定剂虽然能吸收或消除光辐射的破坏作用，但它们大多不能分解氢过氧化物或捕获自由基，同时也因吸收光辐射能增加涂膜发热而促进氧化。因此，配合使用抗氧剂将大大减缓涂膜的大气老化，增加其耐候性。

4 结论

选用耐水解性好的间苯二甲酸含量高的高耐候聚酯制备的室外型粉末涂料具有优异的耐候性。

利用二氧化钛对紫外线有屏蔽作用的特点，添加硅包膜的金红石型 R960 钛白粉制备白色高耐候粉末涂料。

添加了纳米 ZnO 的耐候性粉末涂料与未加纳米填料的耐候性粉末涂料相比较，其耐候性有了明显提高，但由于纳米 znO的比表面积大，添加量应为5 ％，不宜过多。

添加抗氧剂和紫外线吸收剂，对粉末涂料的保光、保色率、耐候性较单加紫外线吸收剂或不加任何助剂的涂料有了很大程度地提高。