越來(lái)越多的涂料用戶欣賞粉末涂料的無(wú)污染、貯存穩(wěn)定、易運(yùn)送、節(jié)省資源和高效率等長(zhǎng)處，需求支持下粉末涂料種類日漸趨多，使用規(guī)模廣泛，從小尺度零部件到各種大型設(shè)備的涂裝均能看到粉末涂料的身影。商場(chǎng)估計(jì)，到2026年全球粉末涂料商場(chǎng)規(guī)模估計(jì)將到達(dá)150億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為6.8％。

值得注意的是，我國(guó)粉末涂料首要包含環(huán)氧、聚酯以及環(huán)氧/聚酯粉末涂料，高級(jí)的丙烯酸、聚氨酯和氟碳粉末所占份額很小，份額不到1% 。外資出產(chǎn)企業(yè)占據(jù)我國(guó)高端粉末涂料商場(chǎng)80%的份額，國(guó)內(nèi)大部分粉末涂料企業(yè)創(chuàng)新力缺乏，技術(shù)水平相對(duì)落后，出產(chǎn)的粉末涂料以一般粉末涂料為主。

現(xiàn)在，一般粉末涂料商場(chǎng)現(xiàn)已出現(xiàn)供大于求的局勢(shì)，商場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加重，核心競(jìng)爭(zhēng)力缺乏的企業(yè)被商場(chǎng)淘汰。這促使企業(yè)不得不轉(zhuǎn)型升級(jí)，將目光集中到高端粉末商場(chǎng)，向具有特別功用的功用性粉末涂料開(kāi)展，以滿意特定用處的外表涂裝。

功用性粉末涂料是指適用于特定場(chǎng)合、具有特別功用的粉末涂料。它在傳統(tǒng)的維護(hù)和裝修效果基礎(chǔ)上，賦予了涂料包含絕緣、防腐、防水、耐高溫和防輻射等多種特別功用。按照功用可分為防腐蝕型、耐候型、耐熱型、疏水型和抗菌型粉末涂料等多種類型。一起跟著粉末涂料的開(kāi)展，也正在涌現(xiàn)如防蚊型、抗涂鴉型等新式的粉末涂料。

功用性粉末涂料涵蓋了人類日子的方方面面， 例如，防腐蝕粉末涂料覆蓋管道設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、公路交通、海洋設(shè)備和軍工設(shè)備等范疇。可是，我國(guó)功用性粉末涂料開(kāi)展較為緩慢，除裝修型、防腐型、耐候性粉末涂料外，其它功用性粉末涂料均開(kāi)展不大。

依據(jù)此背景，本文重點(diǎn)對(duì)重防腐粉末涂料、耐候性粉末涂料、抗菌性粉末涂料、耐高溫粉末涂料、疏水粉末涂料和自愈型粉末涂料6種功用性粉末涂料進(jìn)行介紹。

重防腐粉末涂料

世界各國(guó)每年因腐蝕造成的直接丟失約占其GDP的2%~4%，危害超過(guò)天然災(zāi)害和各類事故的丟失總和。為避免零部件被腐蝕，人們挑選在在外表涂敷防腐涂層，隔絕資料與外界環(huán)境的觸摸，維護(hù)涂層內(nèi)部的金屬資料，保證零部件的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用。

資料顯示，防腐涂料分為一般防腐涂料和重防腐涂料：一般防腐涂料，運(yùn)用年限為5~10年；重防腐涂料相比于一般防腐涂料具有杰出的附著力、反抗腐蝕介質(zhì)的滲透性，或?qū)Ωg介質(zhì)具有化學(xué)抗性，并且涂膜自身具有較強(qiáng)的耐久性，然后為被涂膜資料供給抗腐蝕性，運(yùn)用年限可以到達(dá) 30年以上，防腐效果進(jìn)步4~5倍。

常見(jiàn)的防腐粉末涂料分為一般改性防腐涂料、熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料和環(huán)氧富鋅粉末涂料。

現(xiàn)在重防腐粉末涂料首要是經(jīng)過(guò)物理屏蔽完成對(duì)資料的維護(hù)效果，包含基料樹(shù)脂、顏料和填料改性；一起運(yùn)用厚涂、多涂或復(fù)合涂層的涂裝方法，生成一層甚至多層細(xì)密的維護(hù)膜，進(jìn)步涂層的重防腐功用。（納米鐵鈦粉、石墨烯、金剛砂以及化學(xué)改性樹(shù)脂的運(yùn)用也能進(jìn)一步進(jìn)步樹(shù)脂的防腐才能。）

因?yàn)槭┕l件等約束，現(xiàn)今重防腐涂料仍以液體涂料為主。環(huán)保化、高功用、多功用和低能耗是今后重防腐涂料的開(kāi)展方向。

耐候性粉末涂料

耐候性粉末涂料指的是能經(jīng)受室外環(huán)境考驗(yàn)、長(zhǎng)時(shí)間堅(jiān)持其裝修和維護(hù)功用的粉末涂料。露出在戶外的粉末涂料會(huì)因日光曝曬、濕度、溫度和污染物質(zhì)（如酸雨）等多種要素的影響而產(chǎn)生老化降解。像日光曝曬會(huì)導(dǎo)致涂層產(chǎn)生黃變和褪色、甚至粉化；淋和冷凝會(huì)使涂層出現(xiàn)變色、失光和銹蝕現(xiàn)象。現(xiàn)在粉末涂料在戶外的使用日趨廣泛，如交通運(yùn)送、室外裝修、工程機(jī)械等，對(duì)粉末涂料的耐候性提出了更高的要求。

粉末涂料的耐候功用進(jìn)步取決于樹(shù)脂種類、顏填料、助劑的挑選和配套運(yùn)用。一方面可以挑選適宜的基料樹(shù)脂或?qū)蠘?shù)脂改性并挑選適宜的固化劑。如聚酯/TGIC體系、聚酯/ HAA體系、丙烯酸酯、聚氨酯、聚偏二氟乙烯 ( PVDF) 、氟碳及有機(jī)硅改性聚酯體系等。另一方面可以參加一定量的抗氧化劑、紫外線吸收劑和自由基捕獲劑等來(lái)減緩?fù)繉拥睦匣瑖?guó)內(nèi)現(xiàn)已開(kāi)始體系地將增加劑用于進(jìn)步粉末涂料耐候性的研討。

耐候性粉末涂料用樹(shù)脂種類繁復(fù)，但普遍耐久性較差。而氟碳粉末涂料（含氟樹(shù)脂的粉末涂料的總稱）因?yàn)槠渥陨硖攸c(diǎn)表現(xiàn)出優(yōu)秀的耐候功用，廣泛使用于高端建筑鋁型材范疇、電氣電子和航天航空等范疇，出產(chǎn)施工工藝成熟，是當(dāng)世界公認(rèn)的超耐候涂料種類。熱固性氟碳粉末涂料功用（如耐候性、耐腐蝕性等）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚酯、環(huán)氧粉末涂料。

然而，氟碳粉末涂料具有優(yōu)異的耐候功用，卻在商場(chǎng)中占比很小，國(guó)內(nèi)尚未構(gòu)成氟碳粉末涂料的系列產(chǎn)品。仍然存在許多問(wèn)題尚待解決: 包含優(yōu)化氟碳粉末涂料的出產(chǎn)工藝和下降出產(chǎn)成本；進(jìn)步氟碳粉末涂料的外觀、光澤度和耐沖擊等功用。開(kāi)宣布具優(yōu)異功用的超耐候粉末涂料仍然是具有挑戰(zhàn)性的一項(xiàng)使命。

抗菌粉末涂料

抗菌粉末涂料是指可以殺死微生物或許阻止微生物生長(zhǎng)繁殖的粉末涂料。在日常日子中，一般的消毒液等滅菌產(chǎn)品只能起到時(shí)間短的殺菌效果，但假如經(jīng)過(guò)進(jìn)步物體外表涂層自身的抗菌功用，就可以使涂層可自行按捺微生物在外表的生長(zhǎng)，可以堅(jiān)持外表的長(zhǎng)時(shí)間清潔。

抗菌涂層中起首要效果的是抗菌增加劑。大部分有機(jī)抗菌資料為液體，使用受限；無(wú)機(jī)類抗菌劑，包含銀離子和銅離子等。這類抗菌劑盡管起效較慢，但其具有低毒性、耐熱性、持續(xù)性、抗菌廣譜和不會(huì)產(chǎn)生抗藥性等長(zhǎng)處。PPG、巴斯夫等公司現(xiàn)已將銀離子參加到粉末涂料中。

可惜的是，無(wú)機(jī)抗菌劑具有與高分子聚合物的相溶性較差、溶解性欠好、殺菌慢和變色等缺陷，難以滿意人類日子的需求。因而，抗菌型粉末涂料逐步從單一型開(kāi)展到復(fù)合型抗菌粉末涂料。別的，抗菌劑制備方法仍有許多問(wèn)題亟待解決。例如，現(xiàn)在廣泛運(yùn)用的銀系抗菌劑的丟失問(wèn)題，使得抗菌涂層的耐久性削弱…所以，開(kāi)發(fā)具有耐久性、低毒性等優(yōu)異功用的通用抗菌涂層仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的使命。

耐高溫粉末涂料

跟著粉末涂料的使用規(guī)模不斷變大，一些極點(diǎn)環(huán)境對(duì)粉末涂料提出了更高的要求，然后促進(jìn)了耐高溫粉末涂料的開(kāi)發(fā)。該類粉末涂料不只具有較強(qiáng)的耐熱功用，并且具有耐腐蝕性和耐候性等優(yōu)秀功用，廣泛使用于烹飪組件、大功率燈飾、鍋爐、烘箱、高溫爐和轎車零件等多種耐高溫設(shè)備。

現(xiàn)在商場(chǎng)上一般的粉末涂料的長(zhǎng)時(shí)間耐溫性較低，在200 ℃及以上的高溫時(shí)，涂層會(huì)出現(xiàn)褪色、黃變和粉化等現(xiàn)象。故一般把可以承受200 ℃以上的溫度的粉末涂料稱之為耐高溫粉末涂料。了解到，成膜物質(zhì)的挑選是決議粉末涂料的耐溫性的關(guān)鍵要素，當(dāng)下技術(shù)上首要的經(jīng)過(guò)物理改性和化學(xué)改性取得耐高溫粉末涂料：

物理改性指經(jīng)過(guò)有機(jī)硅樹(shù)脂、氟樹(shù)脂與聚酯/環(huán)氧樹(shù)脂混合，或許經(jīng)過(guò)參加適宜的固化劑和顏填料，得到耐高溫粉末涂料；

化學(xué)改性則是經(jīng)過(guò)化學(xué)方法對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改性，改變高分子聚合物的結(jié)構(gòu)，增加聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量，以使樹(shù)脂可以耐高溫。

聚酯樹(shù)脂是最常見(jiàn)的成膜樹(shù)脂，可是因?yàn)榫埘?shù)脂主鏈大量C-O鍵的存在，導(dǎo)致一般聚酯樹(shù)脂在高溫條件下會(huì)產(chǎn)生粉化、脫落，因而要經(jīng)過(guò)改性來(lái)進(jìn)步聚酯粉末涂層的耐熱功用。并且聚酯樹(shù)脂與顏填料、有機(jī)硅樹(shù)脂的混溶性較差，流平性欠好；環(huán)氧樹(shù)脂也是一種常見(jiàn)的成膜樹(shù)脂，為了增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂粉末涂料的耐熱功用，可以對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂粉末進(jìn)行改性或參加適宜的固化劑和顏填料。

超疏水粉末涂料

疏水性涂料通常指的是一種低外表能涂料，涂料外表的靜態(tài)水觸摸角θ大于90°，而超疏水性涂料是一種具有特別外表性質(zhì)的新式涂料，水滴在其外表的觸摸角超過(guò)150°，滑動(dòng)角小于10°，幾乎成球形，很簡(jiǎn)略經(jīng)過(guò)滾動(dòng)帶走涂層外表塵土，因而具有杰出的自清潔才能。

構(gòu)建超疏水涂層首要經(jīng)過(guò)2種方法:

（1）選用低外表能物質(zhì)如有機(jī)氟、硅樹(shù)脂和含活性基團(tuán)的長(zhǎng)鏈脂肪烷烴修飾粗糙的基底外表，下降外表自由能。

（2）構(gòu)筑粗糙的微納米結(jié)構(gòu)，進(jìn)步疏水外表的粗糙度，首要包含刻蝕法、模板法、自拼裝法、光刻法和氣相堆積法等多種方法。

除對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改性外，在常用的粉末涂料中增加疏水助劑是完成超疏水最簡(jiǎn)略快捷的方法，但這樣方法增加量往往較大，通常在10%以上，甚至能到達(dá)50%。另一方面，還可以使涂層表里結(jié)構(gòu)相同，即使外層在力的效果下被破壞，露出的內(nèi)層依然是超疏水層。

值得注意的是，疏水涂層的耐久性與疏水功用成反比，很難一起滿意疏水性和耐久性的需求，約束了它在實(shí)際日子中的使用。商場(chǎng)上含疏水涂層的產(chǎn)品十分罕見(jiàn)，特別是具有超疏水外表的產(chǎn)品幾乎沒(méi)有。這首要是因?yàn)榈屯獗砟芪镔|(zhì)與基體的相容性有限，結(jié)合強(qiáng)度較低，導(dǎo)致涂層不行牢固，耐久性差。

因?yàn)槭杷繉拥哪途眯耘c疏水功用之間的對(duì)立性問(wèn)題。未來(lái)的疏水涂層有3個(gè)開(kāi)展方向：

（1）制備耐久性一般但疏水性較強(qiáng)的超疏水涂層，用于特定需求自清潔的范疇；

（2）制備具有極高耐久性但疏水性一般的疏水涂層，可用于長(zhǎng)時(shí)間需求疏水性的范疇；

（3）制備具有多功用的粉末涂料，不只可以疏水，還有其他如耐候、耐高溫和防腐等功用，以滿意人們對(duì)高功用涂料的要求。

自愈性粉末涂料

現(xiàn)在首要經(jīng)過(guò)改進(jìn)樹(shù)脂、顏料、增加劑以及配方技術(shù)來(lái)維護(hù)涂層功用，但涂層一旦被破壞，基材就會(huì)在露出部位被腐蝕，從而不斷腐蝕涂層所維護(hù)的基材。2001年，天然科學(xué)雜志上首次提出了聚合物自愈技術(shù)。

常見(jiàn)的自愈性復(fù)合資料分為自主和非自主2種自愈機(jī)制。

自主愈合機(jī)制通常是在涂層中嵌入可聚合的愈合劑或腐蝕按捺劑來(lái)完成自修正功用；

而對(duì)于非自主愈合機(jī)制，則通常是由外部熱量或光影響引發(fā)化學(xué)反應(yīng)或物理改變，然后完成自愈合功用。它首要是依據(jù)均勻分散到基體資料中的自愈合資料在受到外界應(yīng)力產(chǎn)生決裂時(shí)，釋放其內(nèi)部的修正劑，使催化劑與自修正劑產(chǎn)生交聯(lián)固化反應(yīng)添補(bǔ)壁面裂縫。

自愈合粉末涂料作為涂料商場(chǎng)上新出現(xiàn)的一種功用涂料種類，因?yàn)槠湓谑艿狡茐臅r(shí)可以自我修正，具有快捷性、耐久性等長(zhǎng)處，可以耐久地對(duì)基材進(jìn)行維護(hù)，必將作為今后涂料開(kāi)展的一個(gè)重要方向。但自愈性粉末涂料制造過(guò)程較為雜亂，因而開(kāi)宣布方便、利于產(chǎn)業(yè)化出產(chǎn)的自愈性粉末涂料尤為重要。

總結(jié)

重防腐涂料和耐候性涂料因?yàn)槠涫褂脧V泛仍然是未來(lái)開(kāi)展的干流趨勢(shì)，疏水涂料以及耐高溫涂依據(jù)其相應(yīng)的使用環(huán)境也會(huì)開(kāi)宣布更多的適應(yīng)性種類，其它針對(duì)特定用處的新式粉末涂料也會(huì)不斷涌現(xiàn)。

現(xiàn)在商場(chǎng)上粉末涂料占有率低，功用性粉末涂料的開(kāi)展仍處于較低水平。但因?yàn)楣τ眯苑勰┩苛系墓τ煤铜h(huán)保優(yōu)勢(shì)，在轎車、船舶、管道和建筑等范疇有著巨大的使用遠(yuǎn)景，具有重大的開(kāi)展空間，仍然需求不斷進(jìn)行探索研討。