（湖北来斯涂塑新材料有限公司 436070 湖北鄂州）
摘 要：粉末涂料行业标准缺乏，对于原材料的选择控制难达到统一。本文通过汇总粉末加工企业中遇到的各种问题，来引导大家正确选择和使用材料，预防大的质量事故的发生。
关键词：粉末涂料助剂、冒烟、结块、吸潮、选择性、相容性
中图分类号：TQ619.6 文献标识码：C
粉末涂料自上世纪90年代开始发展，至今30余年。从开始所谓的塑粉能代替油漆，到现在身边随处可见的粉末涂层，大家对此并不再陌生，各式各样的粉末涂层被接受，粉末生产企业如春后竹笋爆发式的发展。而作为这种定制的非标涂层，运用到高中低各个层次的产品上，每个用户对它的定义和要求各不相同，而标准的缺乏对于这个行业发展受到了极大的限制。从最开始的HG/T2006-2006热固性粉末涂料标准，到现在YS/T680-2016铝合金建筑型材用粉末涂料的成熟运用，包括今年即将实施的HG/T5578-2019金属护栏用粉末涂料，越来越多的领域开始对粉末涂料都有定义，而对粉末涂料原材料来说，都还只是停留在双方商定的基础。笔者从业粉末涂料行业近10年来，针对粉末生产客户反馈的质量问题汇总如下，跟大家共同分享交流。
常见粉末原料的质量问题有
1.材料外加到成品粉中有白点和颗粒
这类现象是粉末厂出现质量问题最多、概率最大的。受涂层平整性要求，对外加材料的粒径和相容性要求很高。一般外加的产品有：浮花剂、白炭黑、氧化铝C、消光剂、蜡粉、金属粉、消泡剂、抗结块剂、抗静电剂等。而使用这类产品大多有两个原因：
a简化工艺获得高效率产量。
b获得某种特殊效果，比如纹理或光泽、防结块等。
这种外加的产品进入粉末涂料体系后，粗粒径的产品在熔融烘烤过程中，它无法自我流动，粉末树脂包裹不了导致平整涂层上有颗粒显现。受原材料透明度的影响，外加产品加到粉末中通过烘烤后涂层上留有白点，比如浮花剂、白炭黑等最为明显。解决这类问题最有效的方法不要外加，如非有必要，外加的产品一定要纯一定要过筛控制粒径。如果过筛还是不能解决的，需要考虑更换材料。
（图1白炭黑外加产生颗粒） （图2 浮花剂外加产生白点）
2.低分子试剂烘烤有烟雾
受现在的环保压力和下游喷涂厂的环境条件影响，越来越多的粉末加工厂提出粉末涂装烘烤时的烟雾问题。而在粉末涂料的生产配方中，很多用到小分子的化合物，这类物质熔点低，在200度烘烤固化过程中，容易产生烟雾的现象。而产生烟雾最大的来源是树脂和助剂，主要表现为安息香、增电剂、蜡粉、部分固化剂等。我们在实验室烘烤测试材料时发现，不同厂家的树脂和固化剂在烘烤时产生的烟雾程度不一样。
值得一提的是，很多人认为配方里加的试剂量很少，单一的产品冒烟程度小，按理不会冒烟那么厉害。而类似这种冒烟的材料多了后，叠加在一起，当温度和湿度达到一定的环境，颗粒物达到一定浓度表现为烟。烟雾就是有机物通过不完全燃烧产生的颗粒物和水汽组成的固溶胶。同时冒烟现象和挥发现象还有些很大的不同，VOC的挥发是我们肉眼看不见的，而冒烟是可视的。
我们要想解决这个问题，就要控制每个材料的冒烟程度，树脂尽量选择品牌影响力大的企业，助剂里尽量不加安息香，蜡粉不能选择低分子量的，其他试剂的熔点尽量选择高于130以上的。像这种冒烟程度我们通过胶化仪或烘箱就能很好的进行甄别。
（图3 粉末烘烤冒烟） （图4 流平剂不相容）
3.体系不相容和外来污染
粉末涂料相容性是指材料和材料之间不被对方所接受，而表现出的不良反应我们称之为不相容。相容性就好比粉末涂料的免疫力，在对抗不同材料的入侵时，他净化斗争时的战斗能力，有的需要一些极性化合物来辅助配合自己来消化，有的是需要加大助剂用量或冲淡体系入侵物来达到涂层的相对平衡，有的则无法对抗而直接让其产生瑕疵等不良现象。
很多粉末厂在市场竞争中碰到这种现象，喷涂厂单独用其他家粉末或单独用自己生产的粉末都不会有问题，但如果把不同厂家的粉末混在一起，就会导致缩孔、失光、流平差等不良反应。粉末涂料原材料同样存在这个现象，不同厂家的聚酯和助剂都会引起粉末涂料的相容性差，他们在粉末配方里互相冲突。
查阅很多文献发现，含有硅油一类的产物对粉末涂料涂层缩孔产生的概率非常大，很多粉末厂也明确禁止供应商不能含硅油产品。选用的助剂和树脂尽量不要超过三家，供应商的品种越多则对粉末涂料体系会越脆弱，设计的配方就越容易出现问题。而外来产物的污染如油污等，就是粉末涂料本身无法自我修复而导致瑕疵产生，是粉末涂料不相容的最明显的表现。而大量的质量问题解决过程中发现，压缩空气的净化程度，也对粉末体系的影响也很大。
4.纹理产品纹路不可控
艺术型粉末的需求量逐年递增，尤其是建材领域。有很多小型的粉末厂以不同花纹的粉末涂层为卖点，展示自己的技术实力和研发能力，满足客户的装饰性能的需求。而这类粉末涂料在制作的过程中出现的问题频率是最高的，纹理的可重复性和纹路的可控制性会随着材料的变化千差万别，也有很多技术人员琢磨不透，常见的几个现象有：
a浮花剂不出纹，或放长时间纹路消失
b锤纹粉末不出纹或纹路特别小
c皱纹粉末不起皱或立体感不强
d砂纹粉太粗糙或砂纹不够细腻
e点花纹花纹起不来、重复率低
（图5点花粉纹理重复性差）（图6纹路立体感控制）（图7皱纹剂内挤不出纹）
而纹路的控制大多与添加剂的粒径、加量，树脂的粘度和树脂份的含量，挤出机的加工温度和粉末烘烤固化的温度，粉末制作工艺的控制以及涂装工艺的调整等等环节都有影响，这些问题的产生都会让粉末厂有个错觉：就是你的产品不行。艺术纹理本来就是利用不同的表面张力的差异而制造出的效果，这些效果正好被人们视觉审美所接受，纹理效果的发现大多也是不断的尝试琢磨出来的，没有统一的标准规范约束，导致使用者的主观意识很强。这个是需要我们和涂装企业来共同协商的。
5.消光系列光泽不稳定
光泽也是赋予涂层装饰性能的重要指标，相同颜色的涂层不同光泽下视觉效果会大有不同，甚至让人怀疑产生色差。而光泽的分类标准也不尽相同，测试方法中测试角度的不同也会使得光泽值不一样。
湖北来斯技术部在多年粉末涂料的应用开发过程中，将粉末涂料光泽按1379的分类方法来界定。
1-无光：光泽度在10度以下，基本可以看做无光。
1-3-哑光：光泽度在10-30度之间，称作哑光。
3-7-半光：光泽度在30-70度之间，称作半光。
7-9-有光：光泽在70-90之间，称作有光。
9-光泽在90以上，称作高光。
测定角都是60度角。而在低光泽的测定过程中，尤其是30度以下光泽，用60度角的光泽仪测定不同光泽的数值都非常地接近，而涂层表现出来的光泽又似乎区别很大，这时我们应该采用20度角光泽仪来测试。这些光泽的不同，都是通过树脂成膜后本身就赋予的光泽，和消光材料的加入获得不同的光泽。
消光剂的运用在粉末涂层中还是很常见的，每个厂家的消光剂对相同的树脂消光获得的光泽不一样，同一个厂家的消光剂对不同品牌的树脂消光是有选择性的，有的树脂可以消很低光泽，有的树脂就很难消下去光泽，类似选择同一款户内的消光剂，用浙江中法的聚酯就比其他厂家的树脂做的粉末涂层光泽更难消光。不同粉末涂料的体系选用的消光剂也不同，消光剂和粉末涂料一样也分户内和户外，户内消光剂加入到户外粉末涂料中是达不到低光泽的效果的。总的来说消光剂是专剂专用，所以对下游粉末涂料生产企业来讲显得颇为麻烦，获得低光泽的涂层需要筹备好几种消光剂库存。最为麻烦的是很多厂家在自己实验室打样的过程中，测试的光泽很低，但到喷涂厂后涂层光泽很高，这个是与粉末涂料的加工温度和涂装固化条件有很大的关联。
6.原材料吸潮结团结块
粉末涂料的原材料很多都是聚合物，这类聚合物通过基础的化工原料在反应釜里被合成熔融的流体，通过冷却、干燥、造粒后获得固体颗粒，当温度刚达到一定时，这些固体颗粒不断的聚集成团，我们称之这个温度为玻璃化温度Tg，当温度远远超过聚合物的玻璃化温度时，聚合物会从固体结团状态逐渐转变成流体状态，致使聚合成为一团粘稠的糊状物，我们常用的TGIC就容易发生这种结团现象。
粉末结团是困扰整个行业的通病，每逢夏天投诉最多的就是结团问题。粉末原材料一样如此，常见容易结团的原材料有：聚酯树脂、增光剂、浮花剂、HAA等。这些原材料结团后有的不影响产品性能，如聚酯和增光剂，将其用物理方法破碎后，仍然不影响粉末涂料机械性能，而结团严重的，用锤子都敲不碎的，很多厂家为了节省避免报废，依旧将其错峰使用的（夏天容易结块的材料放在冬天生产时候使用），除了影响粉末涂料整体的玻璃化温度外，其他不会造成影响。但类似浮花剂结团，固化剂结团，这些就没有办法再来使用，报废处理的多。
纯的化学品在粉末涂料行业也运用的比较多，类似有抗氧剂、安息香、紫外线吸收剂、二甲基咪唑等一些功能性的材料，这类材料有着明显的特征：纯度高、熔点（软化点）低、结构固定、功能性强。我们在购买和使用过程中要妥善处理，用完后扎紧包装封口，也有厂家生产包装时采用双层包装来处理。产品的吸潮结合空气中的氧发生了化学变化，改变了其本质结构导致化学性质改变，这类产品也是不能继续使用的。
（图8树脂增光剂结块） （图9抗氧剂吸潮）
7.产品没有预期的效果
这类问题是非标行业的最大障碍，分两个方向来看：粉末厂的预期和材料商的产品效果。如何来平衡这两个方向的冲突？
首先材料商的产品效果并非是万能的，甚至有的材料商为了发展业务，过分夸大某种功能，不恰当的引导客户需求。例如：市场上的一枪上粉剂、镀锌管附着力促进剂等等以结果为导向的材料名称，可能这些材料有能解决那些问题的功能，但不是真像他说的那样神奇有效。
再来看看客户的预期，这类客户在市场竞争中，出现了不恰当的需求，又急于解决这类问题，依赖材料商来解决。我们来列举些案例来看看，前面提到过冒烟的问题，有的客户甚至会问材料商有没有防冒烟的助剂？材料树脂份不高上粉不好，加了电荷调节的试剂依然看不到效果，这种不恰当的解决思路是整个行业最为常见的现象。还有就是为了竞争同一客户，粉末的某种功能别的厂家有而自己的没有，是不是需要助剂解决？
提出这些讨论主要是能正确的引导下游客户需求，从分析问题的角度正确解决问题，始终给大家建议的是：有些材料能不加的尽量不加，出现什么问题找到原因想办法解决那个问题。
8.合成工艺控制不合格
粉末涂料的性能最主要的是来源于树脂和固化剂成膜的产物，所以在树脂的合成中，对整个涂层的性能至关重要。而一般合成会出现比较多的问题是：反应时间过长、反应温度过高、处理时间过短、反应原材料的优化选择等诸多方面。
在树脂、增光剂、固化剂等合成中，其色泽、透明度是一个比较直观的检测指标，要求材料无色且透明，反应时间长和温度高都会影响这两个指标。其次是对粉末涂料流平性能会有影响，增光剂或树脂在合成中处理不当容易被焦化，这种焦化产物对粉末涂层来说就是杂质，容易使涂膜产生缩孔。处理时间过短会导致有害物质或杂质的残留，例如环氧树脂合成中水洗的次数会影响树脂中的总氯含量，从而影响粉末涂层的机械性能。粉末聚酯树脂在生产配方上，选择低链的化工原料虽不影响粉末涂层直观的性能，但对涂膜的机械性能和耐候性能影响很重要，包括对体系的玻璃化温度都有影响。一旦发生这种质量问题，是很难被发现的，需要我们大量的数据检测的重复的尝试寻找问题所在。
综上所述，粉末涂料质量问题多为使用配合的问题，真正出现产品质量缺陷的不多。在材料的选择过程中，熟悉的配方都需要对材料逐一核实，知道产品存在的优缺点，对客户有明确质量要求的需要了解清楚，然后再要求材料商指定某种指标。每个产品在出厂前都会检验合格，如何来选材如何来搭配对粉末涂料技术人员尤为考验。
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