PE浸塑粉配方设计及应用效果 

前言

PE 聚乙烯浸塑粉即聚乙烯粉末涂料，是热塑性粉末涂料的一种，是以 PE 树脂为主原料，另外添加一定的助剂、颜料、填料经一定的工艺而制成的一种粉末涂料，涂膜具有优良的耐酸、碱、盐等化学药品性，电器绝缘性能和耐低温性能，并有一定的机械强度和挠曲性，价格一般来说比较低廉，适用于厚涂；同时，涂层平坦、光滑、丰满、无毒、无污染，，是一种省资源、省能源的新型涂料。目前，主要用作家用电器、日常用品、医疗器械、轻工、化工设备等外壳及零部件的装饰、防腐及绝缘涂层。

PE浸塑粉的生产，关键是生产工艺及所使用的设备是否适合工艺要求。剪切式磨碎工艺与传统球磨工艺相比，生产的 PE 浸塑粉，质量高且稳定，效率高、换色方便；而与液氮冷冻粉碎工艺相比，则成本低、效益高。 PE 浸塑粉的生产，大多采用剪切式磨碎工艺。

•  配方设计及生产工艺
2 ． 1 技术基础及配置工艺
由于 PE 树脂本身是半透明状，遮盖力差，其他一些性能也不能都满足作为优良涂层的需要，因此，必须对 PE 树脂进行“改造”，选用适当分子量、适当密度的 PE 树脂，再加入适量的颜填料及添加剂，进行加工，以得到高质量的 PE 浸塑粉。
生产工艺采用剪切式磨碎工艺，确定工艺流程如下：

上述工艺流程种，关键工艺是熔融挤出和磨碎过程。在熔融挤出过程中，一定要控制好挤出机各段温度，主机转速等，以便各种材料能充分混合均匀，提高涂层质量。磨碎过程要控制好进料速度及细度，成品太细或太粗，都将会影响施工。
2 ． 2 原材料
•  基料的选择
PE 浸塑粉的基料是 PE 树脂，其主要参数有密度、熔点、熔体流动速度、分子量等。
PE 树脂是乙烯单体的聚合物

根据聚合方法不同， PE 树脂可分为高压聚乙烯、低压聚乙烯或中压聚乙烯。根据要求不同，可选用低压或高压聚乙烯，中压聚乙烯一般少用。
PE 树脂溶体流动速率是反映聚乙烯树脂熔体流动性的一个参数。而由于高分子物质的熔体粘度随分子量增大而减小，在实际应用中，熔体流动速率较分子量易测定，因而常用熔体流动速率近似表示分子量大小。
PE 浸塑粉在生产施工过程中，分子量影响较大。分子量太小，此时熔体流动速率较大，涂膜机械性能差，不能使用。因此，生产 PE 浸塑粉的聚乙烯分子量要适中，熔体流动速率 20g/10min 左右。但根据产品性能和使用要求，有时也应选用一些其他熔体流动速率的树脂。
•  色母粒、填料的选用
色母粒、填料的加入，一方面可以降低成本，另一方面可以着色，生产花色品种，同时，也可以提高涂膜性能。这是由于聚乙烯大分子吸附在结晶颜填料的表面，而影响其热运动，减少链段可能运动的性态，因而，所选用的色母粒、颜填料种类和数量必须与其基料相适应。
此外，还要考虑到耐热性、耐湿性、耐光老化性及化学稳定性和分散性、着色力及与基料的混熔性。用量一般不超过 10% 。
•  添加剂的选择
PE 浸塑粉在加工成膜过程中，一方面温度高于其氧化温度，另一方面成膜后不仅处于各种腐蚀介质的环境中，且还常处于受紫外光照射的光老化环境中，易发生化学老化。为了防止老化，常加入适量的添加剂，如抗氧化剂、防老剂及紫外光吸收剂等。
•  改性
通过共混或共聚，改进 PE 树脂性能，可以提高 PE 浸塑粉性能（见表 1 ）
表 1 改性树脂对 PE 浸塑粉性能的影响
序号 改性树脂名称 主要改性特点
1 聚丙烯 提高硬度和机械强度
2 EVA 树脂 提高附着力、降低施工温度
3 聚丁烯 提高机械强度和光泽度
4 醋酸纤维素 提高硬度和流平性能
5 萜烯树脂 提高附着强度
另外，为了提高涂膜的其他一些性能，常加入一些助剂，如抗静电剂等。
2 ． 3 设备的选择
生产 PE 浸塑粉，关键设备是磨碎设备，经过配料，熔融挤出后的半成品是一种韧性强难磨碎的聚合物。用液氮冷冻膜随，耗能大，成本高；而传统的球磨工艺，用聚乙烯粉料直接生产，均匀度差，产品质量差。目前，一般使用剪切式磨碎机，质量好，效率高，成本低。与其他生产设备相比较，有较大的优越性。
•  应用效果
3 ． 1 涂装工艺的选择
聚乙烯树脂在不同温度有三种状态，即玻璃态、高弹态、粘流态（如图 1 ）。 PE 浸塑粉在涂敷成膜时温度必须高于粘流态温度 Tm 。因此， PE 浸塑粉在涂敷成膜时，工件预热和成膜温度和时间都要适当，工件预热温度一般为 250~400 ℃，成膜温度为 160~220 ℃。
图 1 聚乙烯温度与形变关系
Tm ：流态化温度 Tg ：玻璃化温度
3 ． 2 涂膜性能：
PE 浸塑粉经涂敷后，涂膜性能如下：
•  机械性能（见表 2 ）
表 2 PE 浸塑粉机械性能
项目名称 指标
外观 平坦、光滑、丰满
附着力（划格法） 100% 附着
冲击强度 4.9N.m
表面光泽 73%
铅笔硬度 1B
柔韧性 1mm
耐低温性 -60 ℃， 48h 无变化
卫生性 无毒
•  耐化学药品性
对 PE 浸塑粉涂膜在常温下浸渍 10 天，结果见表 3 。
表 3 PE 浸塑粉耐化学药品性能
试验项目 试验结果
50% 硫酸 完好
浓氢氟酸 完好
浓盐酸 完好
20% 硝酸 完好
浓醋酸 完好
15% 氢氧化钠溶液 完好
20% 氨水 完好
甲苯 完好
丙酮 完好
10% 氯化钠水溶液 完好
高锰酸钾水溶液 氧化溶解
由上表可以看出， PE 浸塑粉涂膜有较强的耐酸、碱、盐等化学药品能力，但耐强氧化剂则差。
3 ． 3 施工应用实例
以 PE 浸塑粉涂敷三层置物架为例：
采用自动线流化床涂敷：
•  置物架规格 450 × 940 线材φ 4.2mm
•  涂敷工艺：
工件前处理——上线——预热——流化床涂敷——塑化——冷却——下线——检验
工件前处理：除锈
预热： 300 — 350 ℃ 3min
流化床涂敷： 8 — 10 秒
塑化： 180 — 220 ℃ 4min
冷却：空气冷却
•  效果检查：
涂敷后的置物架：丰满、光泽度高，流平好
涂敷厚： 250 — 400 μ m
色泽：白色、紫色等。