耐高溫粉末涂料中填料及顏料的選擇

由于粉末涂料具有接近零VOC排放的優(yōu)點，在整個涂料、涂裝行業(yè)成為快速發(fā)展的領(lǐng)域，在當前國家綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的背景下更驅(qū)動了它的快速發(fā)展。

近年來，中國逐漸成為全球灶具、烤爐、排氣管等的主要生產(chǎn)基地，市場對耐高溫耐熱型粉末涂料的需求日益增長。

所謂耐高溫、耐熱型粉末涂料就是指長期經(jīng)受300℃以上，涂膜不被破壞，仍能保持適當機械性能，并起保護作用，涂膜變色范圍、失光度在商定范圍的粉末涂料。

根據(jù)涂膜的耐熱特性和技術(shù)特點，耐熱型粉末涂料可分為普通耐熱型和耐高熱型，普通耐熱型粉末涂料外觀可以是平光、砂紋、錘紋，耐熱溫度低于300℃；

耐高熱型粉末涂料的耐受溫度可以達到400℃以上，由于原材料的特殊性，一般需要硅樹脂參與設(shè)計的配方，得到的均是砂紋紋理產(chǎn)品，很難得到平光和錘紋外觀。

一、應(yīng)用領(lǐng)域及性能要求

耐高溫粉末涂料廣泛應(yīng)用于電所、電站、冶金、石油、化工、食品等領(lǐng)域，例如：BBQ烤爐、大功率燈飾外罩、暖氣管道、熱風爐、烘箱、摩托車排氣管、煙囪等多種耐高溫設(shè)備。

以BBQ烤爐為例，底材多數(shù)為冷軋鋼板，少數(shù)為鑄鋁，采用除油、除銹、磷化/鈍化等前處理，靜電噴涂耐熱粉末涂料后固化成膜，使用溫度在200~300℃之間，峰值溫度為350℃。

涂膜不僅需要滿足沖擊、硬度、折彎、附著力、耐酸堿、老化等常規(guī)性能要求，還需要達到一定的熱循環(huán)性能，如高溫淬冷前后附著力、色差、光澤改變等；

又如車輛排氣管用耐高溫粉末涂料，使用溫度可達350~550℃，高溫環(huán)境下涂膜不應(yīng)出現(xiàn)如裂紋、開裂、起泡、粉化等外觀缺陷，色差值、失光率等商定，顏色以黑色為主。

二、填料的選擇

1 云母粉

云母粉是一種天然細顆粒的白云母，屬單斜晶體，呈鱗片狀，具絲絹光澤。在配方中添加云母可以提高涂膜的耐紫外性能，提高涂膜的耐候性。

片狀結(jié)果不僅可以改善涂膜的致密性，防止水分滲入，提高涂膜的耐水性、耐酸堿腐蝕性和良好的絕緣性，還可以提高涂膜對熱的屏蔽作用，可提高涂膜的耐熱性。

2、滑石粉

滑石粉又稱含水硅酸鎂，是由滑石礦粉碎而成，滑石粉的細顆粒呈針狀結(jié)晶，有滑膩感，可作為觸變性填料使用。

對粉末涂料的熔融流動性，對流平具有一定的影響，常用于紋理粉，添加量不宜過多，滑石粉可提高涂膜的硬度、耐候性和耐腐蝕性，滑石粉內(nèi)的-OH可以額外提高涂膜的附著力。

3、空心微珠/中空微珠

中空微珠是一種高硬度、高強度的惰性中空球形顆粒，主要成分是二氧化硅和三氧化二鋁，直徑在0.2-400μm，外觀為灰白色，中空微珠具有以下特點：

（1）小的表面積，可減少樹脂的使用量；

（2）較低戮度和良好流動性，對流平影響不大；

（3）可提高涂層硬度、抗劃傷和抗腐蝕性能好；

（4）可消光；

（5）提高涂膜的隔熱性、耐水性和耐高溫性；

（6）吸收紫外光線，提高涂層耐候性能；

（7）可以改善涂膜的硬度、耐熱性和耐磨性。

4 石英粉/白炭黑等

石英粉莫氏硬度高，耐酸、不耐堿、耐磨無毒，具有較好的電氣絕緣性，可提高涂膜的硬度、耐熱性，但添加量不宜多，會造成擠出困難。

白炭黑莫氏硬度5.4-6，吸油量100％-200%,具有耐光、耐高溫、耐酸、不耐堿特性，具有消光、防流掛和提高粉末涂料流動性的特點，添加量不宜過多，否則會造成擠出困難，常應(yīng)用在耐熱粉末涂料中。

三、耐溫顏料的選擇

當溫度高于250℃，普通有機顏料會發(fā)生變色甚至分解，因此在耐熱粉末涂料配方中只能選擇無機顏料，如氧化鐵黑、石墨等顏料，考慮抗變色性、涂層整體綜合性能。

氧化鐵黑和石墨是最佳的黑顏料，不僅具有較好的抗高溫變色性，又不會影響涂層的機械性能，另外鋁粉、不銹鋼粉、鐵粉也可以添加進配方涂膜的耐熱性。

對于耐熱粉末涂料，作為基料的樹脂應(yīng)具有較好的熱穩(wěn)定性，如果填料選擇得當，可以大大提高涂膜的許多性能，不同的填料在涂層中所起的作用各有差異，單靠樹脂或者填料是不能實現(xiàn)耐高溫要求的。

另外，多種填料搭配，可得到綜合性能最好的涂膜，如云母、滑石粉、空心微珠三者搭配可提高涂膜的抗開裂性。