一、 脫氣劑（Degassing agent）

    為了防止粉末涂料的針孔產(chǎn)生，通常在配方體系中添加一種叫做安息香（Benzoin）的助劑來(lái)克服這一缺陷。安息香的化學(xué)名又叫二苯乙醇酮，是白色或淺黃色結(jié)晶性粉末。在環(huán)氧體系中還可以起到降低熔融粘液和調(diào)節(jié)表面張力的功效，是一種非常有效的脫氣劑。但安息香在淺色或白色體系中很容易導(dǎo)致黃變產(chǎn)生，尤其是在過(guò)烘烤情況下更加嚴(yán)重，這是由于工業(yè)級(jí)安息香中會(huì)有一種叫苯偶酰（Benzil）的物質(zhì)，該物質(zhì)對(duì)溫度極為敏感，是產(chǎn)生黃變的最主要物質(zhì)，因此人們不斷地尋找新的替代物以克服安息香所固有的缺陷，但到目前為止所有的這些替代物都存在著性能上或經(jīng)濟(jì)性不夠等特性，所以安息香仍是目前最主要的脫氣劑，通常在淺色或白色體系中將安息香和其它脫氣劑協(xié)調(diào)使用以求達(dá)到更好的應(yīng)用效果。

人們尋找安息香替代物已有很多年了，最早在1976年日本涂料公司Jiro Yoshikawa就探索過(guò)許多在化合物，如雙酚A、苯基乙酰水揚(yáng)酸酯、安息香等來(lái)阻止涂膜中氣泡的產(chǎn)生。1992年DSM的Jan Schippers發(fā)現(xiàn)結(jié)晶性酰胺蠟在Primid體系中可以阻止針孔的產(chǎn)生而不會(huì)產(chǎn)生黃變， 這是安息香難以做到的，尤其是在過(guò)烘烤條件下。同在1992年Stanislaw Skora開(kāi)發(fā)了一種二苯氧基丙醇化合物（bisphenoxy propanol）來(lái)防止粉末涂料的針孔產(chǎn)生且不會(huì)導(dǎo)致黃變，添加量為0.5~3%。但該添加劑也有缺陷，容易產(chǎn)生“流淚”現(xiàn)象， 在烘道中冷凝時(shí)有液滴產(chǎn)生，過(guò)高的烘烤溫度還易引起涂膜變紅趨勢(shì)。在1993年世界水性、高固體份及粉末涂料研討會(huì)上，Velsicol的William Arendt 發(fā)表了1.4一環(huán) 己基二甲醇二苯酯（CHDM dibenzoate）可作為混合型粉末涂料的脫氣劑使用的論文，文章中指出該脫氣劑具有較好的脫氣效果且不產(chǎn)生黃變。Wilkinson和Philips也于1993年發(fā)明了一種熱塑性聚合物可以在Primid系統(tǒng)中替代安息香使用，同時(shí)也說(shuō)明在其它體系中的脫氣效果和差異性。美國(guó)的Air Products也有非黃變脫氣劑產(chǎn)品提供其商品牌號(hào)是Surfynol Pzoo是一種炔醇類化合物，另外氫化蓖蔴細(xì)衍生物，某些PE蠟也有一定的脫氣效果。

不過(guò)需要指出的是目前對(duì)安息香的脫氣機(jī)理并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的解釋，不過(guò)有論文從實(shí)驗(yàn)角度證明安息香在固化的最初6~8分鐘內(nèi)會(huì)從涂膜中逃逸出來(lái)，隨著安息香的逃離，涂膜中留下一個(gè)自由體積以供聚積的氣體擴(kuò)散。為了獲得更好的脫氣效果，最好是根據(jù)不同體系的加工特性選擇相適宜的脫氣劑，也許將安息香和其它脫氣劑組合使起來(lái)使用效果會(huì)更好。

一種用于多孔基材的專用脫氣機(jī)今年來(lái)越來(lái)越受歡迎，因?yàn)閷?duì)于那些那些鋁合金，鍍鋅件及鑄鐵件等基材普通的脫氣機(jī)不能起到積極的作用，因此需要用一些具有特殊功能的脫氣機(jī)來(lái)解決。如合肥科泰的KT961，KT962及KT418DG等。對(duì)于多孔基材而言含蠟基的專用脫氣機(jī)具有比較好的效果，其機(jī)理是這樣的：在溫度達(dá)到脫氣劑的熔融溫度后具有低表面張力的熔融蠟基通過(guò)工件的毛細(xì)孔滲入進(jìn)去使空隙中的空氣排出體外，同時(shí)在粉末的熔融過(guò)程中脫氣劑的低熔融粘度使粉末中的空氣溢出涂膜外從而達(dá)到脫氣效果。由于脫氣劑的成分不同因此在選用時(shí)應(yīng)考慮工件的加工條件及效果。如KT961具有比較低的熔點(diǎn)，因此對(duì)那些較厚工件就比較適合。而具有傳熱效果快的工件KT962的脫氣效果更好，也可以混合使用。對(duì)于微粉化的脫氣劑有時(shí)候還可以通過(guò)后期干混來(lái)解決一些難脫氣的問(wèn)題。KT418DG是用于透明粉或Primid的非黃變脫氣劑。

在選用脫氣劑時(shí)需要根據(jù)具體應(yīng)用情況進(jìn)行選擇，比如對(duì)那些黃變要求高的體系盡量減少安息香的使用量，而對(duì)于含蠟基的脫氣劑還需要考慮過(guò)多導(dǎo)入所產(chǎn)生的負(fù)面作用，一般有實(shí)力的廠家會(huì)給出相應(yīng)的應(yīng)用指導(dǎo)的。

二、抗氧劑和光穩(wěn)定劑在粉末涂料中的應(yīng)用

粉末涂料在受到高溫烘烤或日光照射后會(huì)發(fā)生老化、黃變等現(xiàn)象嚴(yán)重地影響了我們對(duì)產(chǎn)品的外觀及性能的需求，為了防止或降低這種趨勢(shì)的發(fā)生，我們通常采用添加抗氧劑或光穩(wěn)定劑的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖然影響涂膜老化的因素很多，如樹(shù)脂、顏料、添加劑的質(zhì)量和類型、涂料的配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、溫度的變化、大氣的組成、濕度等自然因素，但適宜的添加劑的應(yīng)用確實(shí)降低了這種趨勢(shì)的發(fā)生。

1． 抗氧劑的作用機(jī)理及應(yīng)用特性

高分子老化機(jī)理在“戶外型粉末涂料交聯(lián)劑及應(yīng)用”一章中有詳細(xì)描述，可參考相關(guān)內(nèi)容。其實(shí)抗氧劑就是一種抑制或延緩聚合物氧化降解的物質(zhì)?？寡鮿┑钠贩N很多，功效也不盡相同，如果按照其機(jī)理來(lái)分類的話可分為兩大類，一類叫鏈終止型抗氧劑（chain-breaking antioxidant），此類抗氧劑與高分子中產(chǎn)生的自由基（free radical）反應(yīng)中斷鏈的增長(zhǎng)也稱為主抗氧劑，另一類叫預(yù)防型抗氧劑（preventive antioxidant），該類抗氧劑能抑制或減緩引發(fā)過(guò)程中自由基的生成，又稱輔助型抗氧劑。主抗氧劑有受阻酚類，仲芳胺類，預(yù)防型抗氧劑有亞磷酸酯類、二硫代氨基甲酸金屬鹽類等，那么在實(shí)際應(yīng)用中我們?nèi)绾蝸?lái)選擇抗氧劑呢？

①變色性?？寡鮿┑纳儐?wèn)題是我們考慮的一個(gè)重要因素。一般而言酚類抗氧劑沒(méi)有污染性，可用于無(wú)色或淺色體系，而芳胺類的則有較強(qiáng)的變色性和污染性。

②揮發(fā)性。分子量較大的抗氧劑揮發(fā)性較低，不同品種的抗氧劑也有很大的差異性。因此選用時(shí)應(yīng)根據(jù)每個(gè)不同的品種進(jìn)行選擇。

③溶解性。理想的抗氧劑是在聚合物里溶解度高崦在其它介質(zhì)中溶解度低，這取決于抗氧劑的結(jié)構(gòu)、種類、溫度等因素。

④聚合物的結(jié)構(gòu)。需要指出的是不同的聚合物結(jié)構(gòu)會(huì)有不同的抗氧化能力，在選擇抗氧劑時(shí)必須考慮到這種差異性。

⑤熱的影響。熱的影響極其重要，溫度每上升10℃氧化速度大約提高一倍。而在100℃時(shí)氧化速度將是室溫（20℃）的256倍。因此高溫下的氧化是一個(gè)非常重要的影響因素。必須選擇耐高溫性能良好的抗氧劑。受阻酚抗氧劑在耐高溫方面性能較差，而二氫喹啉吖啶類等在高溫下有特別的使用價(jià)值。

⑥金屬離子的影響。變價(jià)金屬離子如銅、鐵、錳等微量元素的存在會(huì)加速聚合物的氧化，因此可以采用金屬離子鈍化劑予以抵制。

如N-水楊又-N’-水楊酰肼就是一種銅抑制劑。

           -OH            HO

           -C – NH – N = C-

           ||              |

           O              H

    ⑦協(xié)調(diào)效應(yīng)。胺類或酚類鏈終止型抗氧劑與過(guò)氧化物分解劑（如亞磷酸酯類）配合使用可提高聚合物的抗熱氧化能力，這也稱為協(xié)調(diào)效應(yīng)。協(xié)調(diào)效應(yīng)是指兩種或兩種以上的抗氧劑配合使用時(shí)總效應(yīng)大于單獨(dú)使用時(shí)各種效應(yīng)的總和。但幾種抗氧劑使用時(shí)也會(huì)存在一種有害的效應(yīng)，也稱作抗氧劑的對(duì)抗效應(yīng)，選擇抗氧劑時(shí)需要考慮協(xié)調(diào)效應(yīng)也要考慮對(duì)抗效應(yīng)。

⑧抗氧劑使用量?？寡鮿┑挠昧咳Q于聚合物的種類。交聯(lián)體系、抗氧劑的效率、協(xié)同效應(yīng)及成本等因素。大多數(shù)抗氧劑都有一個(gè)適宜的濃度值，在適宜濃度之內(nèi)用量增大抗氧能力增加，超過(guò)適宜濃度時(shí)有不利的影響，此外還應(yīng)考慮抗氧劑的揮發(fā)、抽出、氧化損失等因素。

2． UV吸收劑和光穩(wěn)定劑

紫外線吸收劑（UV absorber）是一種預(yù)防型的穩(wěn)定助劑，在紫外光危及聚合物結(jié)構(gòu)之前選擇性地、強(qiáng)烈地吸收紫外光，并將其轉(zhuǎn)換成無(wú)害的低能輻射，防止了紫外光對(duì)聚合物的降解作用。

典型的紫外線吸收劑的光物理過(guò)程是分子內(nèi)所形成的氫鍵螯合環(huán)吸收光量子吸入的能量切斷氫鍵螯合環(huán)，這一進(jìn)程中把光能轉(zhuǎn)化為熱能釋放。紫外吸收劑分子內(nèi)形成的氫鍵越強(qiáng)，鍵的裂解能越高，可以吸收紫外線的能量也越多，對(duì)聚合物的降解保護(hù)也越徹底。紫外線吸收劑的防護(hù)效果取決于被保護(hù)涂膜的厚度，根據(jù)朗伯.比爾定律：E(λ)=  ε（λ ）. c .d

其中：     ε  --   波長(zhǎng)的摩爾吸光系數(shù)

         C   --  紫外線吸收劑的濃度

         d   --   膜厚

         E   --  在λ波長(zhǎng)下的吸光度

同一種紫外線吸收劑在不同濃度、膜厚時(shí)其吸收紫外線的能力也是不同的，涂膜越厚紫外線吸收劑的防護(hù)效果越好。常用的UV吸收劑有二苯甲酮類化合物，苯并三唑類化合物（如Tinuvin 900）.

    受阻胺光穩(wěn)定劑是一種自由劑捕獲劑，主要包括呱啶類、咪唑烷酮類、氮雜環(huán)烷酮類衍生物，在高分子材料的光氧化中這類化合物通過(guò)捕獲自由基、分解氫過(guò)氧化物、猝滅激發(fā)狀態(tài)能量來(lái)達(dá)到防老化目的，一般用于有色系統(tǒng)，如icba-Gergy的Tinuvin144就是這一類物質(zhì)。

采用不同作用機(jī)理光穩(wěn)定劑配合使用，無(wú)論在塑料、涂料中都取得了優(yōu)良的效果，如果把具有捕獲自由基能力的受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）與UV吸收劑并用可獲得非常好的光穩(wěn)定效果，同樣HALS和亞磷酸酯抗氧劑混合使用其效果也且有協(xié)同作用。

.3.電荷調(diào)節(jié)劑系列

  電荷調(diào)節(jié)劑系列我們簡(jiǎn)單地把他們分為摩擦帶電劑和電荷控制劑兩部分，首先來(lái)談?wù)勲姾煽刂苿┎糠?，在粉末涂料中加入抗靜電劑或電荷調(diào)節(jié)劑可降低粉末的表面電阻使粉末更好地沉積到工件的表面上，也改善了靜電噴涂中法拉弟效應(yīng)的產(chǎn)生。就靜電涂裝而言，在接地工件和噴槍電極之間施加了一個(gè)很強(qiáng)的電壓并產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電場(chǎng)。由于施加的電壓足夠高使得在槍尖部分產(chǎn)生CORONA放電，CORONA放電是一種冷態(tài)的等離子體，它會(huì)在放電區(qū)域產(chǎn)生大量的電子并充斥在電極和工件之間，這些電子會(huì)吸附在空氣的分子中產(chǎn)生帶負(fù)電荷的離子，這些帶電的離子會(huì)吸附在粉末粒子上并隨著噴涂過(guò)程在工件上沉積，事實(shí)上粉末粒子的帶電效率是非常低的，大約只有0.5%，其它大部分為自由離子，它們會(huì)隨著噴涂過(guò)程吸附在被涂表面并產(chǎn)生累積直至排斥或放電為止，嚴(yán)重地影響了粉末的進(jìn)一步沉積和凹槽面上粉率，而表面電荷調(diào)節(jié)劑則可以平衡或改善被涂工件表面的自由離子的累積，從而改善噴涂效果，使厚膜涂裝也成為可能。

高分子表面的高表面電阻致使產(chǎn)生的靜電荷很難排泄出去，一般可以通過(guò)以下方式獲得。

①提高加工環(huán)境的濕度有利于抑制靜電荷的產(chǎn)生和促使電荷的泄漏；

②改善聚合物的結(jié)構(gòu)，如引入極性化或離子化基團(tuán)以提高導(dǎo)電性；

③在高分子材料中加入導(dǎo)電性材料如金屬粉，碳黑等；

④添加抗靜電劑提高材料的極性或吸濕性。

以上幾種方法各具特點(diǎn)，其中濕氣對(duì)材料的表面電阻或體積電阻影響很大，而有些方法如添加金屬粉末或改善高分子材料等不是在任何應(yīng)用場(chǎng)合下都可以輕松獲得的，有局限性，而添加抗靜電劑的方法最簡(jiǎn)單易行。

抗靜電劑按親水基能否被電離可分為離子型和非離子型。如果親水基電離后帶負(fù)電則為陰離子型，反之帶正電則為陽(yáng)離子型。如果帶有二個(gè)以上的親水基而電離后又分別帶有不同的電荷時(shí)則又分為兩性離子型抗靜電劑，若不電離則稱為非離子型抗靜電劑，不論其如何分類其作用原理基本相同，主要利用表面活性特征吸附空氣中的水分，表面活性劑產(chǎn)生極化形成極薄的導(dǎo)電層，構(gòu)成電荷泄漏通道。因此絕大多數(shù)的抗靜電效果取決于化合物結(jié)構(gòu)和環(huán)境的相對(duì)濕度。與吸濕機(jī)理相比，添加抗靜電劑所產(chǎn)生的潤(rùn)滑作用而由此降低的摩擦系數(shù)在一定程度上也抑制了靜電荷的產(chǎn)生。需要說(shuō)明的是抗靜電劑的添加量和高分子結(jié)構(gòu)及使用環(huán)境相關(guān)，過(guò)多的導(dǎo)入會(huì)導(dǎo)致噴涂效率的降低甚至產(chǎn)生不吸附現(xiàn)象。

陰離子型抗靜電劑一般有硫酸衍生物、磷酸衍生物和高分子量的陰離子型聚丙烯酸鹽等。

陽(yáng)離子型則有季銨鹽類、烷基咪唑啉類等。

非離子型則有脂肪酸、醇、烷基酚的環(huán)氧加合物，胺類衍生物等，在實(shí)際應(yīng)用中絕大部分抗靜電劑都屬于陽(yáng)離子型季銨鹽類和陰離子磺酸衍生物，尤其是胺類的產(chǎn)品會(huì)對(duì)環(huán)氧體系產(chǎn)生催化作用或?qū)е逻^(guò)烘烤黃變，同時(shí)過(guò)多的導(dǎo)入也會(huì)導(dǎo)致帶電性降低從而影響吸附率。

現(xiàn)今市場(chǎng)上比較多的是季銨鹽類產(chǎn)品，缺點(diǎn)是容易導(dǎo)致涂層黃變由于具有一定的加速性還會(huì)對(duì)流平產(chǎn)生一定的影響。但是作為綜合性能好的產(chǎn)品，脂肪族衍生物也許是最佳的選擇，比較具有代表性的有：Noveon的stat 308和cognis的texauart900及合肥科泰的KT308(S)系列等，KT308和Noveon的s308是同一類型物質(zhì)，這一類型的產(chǎn)品除了可以增加上粉率和減少屏蔽效應(yīng)外還具有促進(jìn)流平的功效，不黃變和沒(méi)有催化性是其另一特征。

  摩擦帶電添加劑是另一種形式的產(chǎn)品，由于在噴槍和工件之間存在著非常強(qiáng)的電場(chǎng)，因此靜電涂裝很難對(duì)拐角或凹槽處產(chǎn)生非常好的涂裝效果，而摩擦帶電噴涂可以較好地解決在類問(wèn)題，因?yàn)槟Σ翗專?/span>tribo gun）不產(chǎn)生很強(qiáng)的電壓，不會(huì)在工件表面附近產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)以阻止帶電粒子的飛入。摩擦槍噴涂主要是通過(guò)粉末粒子在管道中摩擦帶電，對(duì)不同的樹(shù)脂體系由于具有不同的帶電效果，所以為了獲得較好的帶電率，我們?cè)谕苛吓浞交驑?shù)脂中加入一定量的摩擦帶電劑以提高摩擦帶電效果。含氮化合物可明顯改善摩擦帶電性，比較典型的物質(zhì)是受阻叔胺，如合肥科泰的TB88就是該物質(zhì)，因此有些顏料甚至 ? -HAA都是有效地摩擦帶電物質(zhì)。為了避免含氮添加劑對(duì)含有環(huán)氧體系產(chǎn)生加速性，通常用受陰胺或胺醇類物質(zhì)作摩擦帶電劑，某些光穩(wěn)定劑如（HALS）如Ciba-Geigy的Tinuvin144通常也用作摩擦帶電劑使用。有時(shí)為了加強(qiáng)摩擦帶電性，在配方體系中還加入少量高度分散的氧化鋁粉末來(lái)增加摩擦帶電效果。