熱固性粉末涂料由樹脂（成膜物），助劑，顏料，填料等組成。幾乎每一種原料都經過化學合成或加工，本身并不是十分純凈的材料，或多或少都有許多小分子易揮發成分，致使在粉末涂料的擠出生產和噴涂烘烤過程中，大家經常發現有冒煙和怪味（異味）,對現場炒作人員健康有明顯的影響，同時對機器設備和作業環境也帶來危害。

大家對于粉末涂料的理解和認識，都認為它是環保性好的涂料，但實際觀察和分析，目前粉末涂料雖然強調有低的VOC排放，但粉末在烘烤過程釋放的小分子化合物其數量并不少，且粉末烘烤設備對廢氣的回收通常較少，設備生廠商和噴涂廠家對此不慎重視，致使條件差的噴涂車間經常煙霧彌漫，對口，鼻，眼的刺激相當嚴重。

1煙霧產生原因分析

粉末烘烤過程釋放的煙霧（常伴有刺激性氣味），幾乎全部來源于原材料，下面對各類原材料的合成，原料及化學基礎做簡單分析。

首先是樹脂（成膜物），聚酯（PolyeserResin）分為端羧基和端羥基兩類，是粉末涂料的主要成膜物，常用的多元醇和多元酸經酯化和縮聚而成，常用的多元醇如新茂二醇（NPG），乙二醇（EG），一縮乙二醇（DEG）三羥甲基丙烷（tmp）,1.4-丁二醇（BDG），環己烷二甲醇（CHDM）,丙二醇和丙三醇（甘油）等，常用的多元酸如精對苯二甲酸（PTA），經間苯二甲酸（IPA），己二酸（ADA），偏苯三酸酐（TMA）等。

一、步酯化反應在逐步生成大分子的同時放出水，酯化反應采用有機錫催化（含極性強或氣味重的溶劑），酯化不充分或酯化水沒全排出，將造成縮聚反映的不全，因為縮聚是進一步的酯化反應，少量水的存在也會促使部分聚合物水解，同時縮聚后期不通N2，真空時間或真空度不夠，副產品水和未全反映的酯或酸不能全被抽走，致使產品中殘留有水，原料酯或酸，小分子聚合物等，即所謂易揮發分。

現在市售的聚酯技術指標，物理性能有,外觀，比重，軟化點，TG，色澤和粘度等。化學性能有’酸值，羥值，碘值等，幾乎不檢測或指定揮發分。

另外需要指出的，市場上大量銷售的所謂深色樹脂（黑色，琥珀色或黃色），通常采用PTA落水料或次級品。回收的含PET包裝材料，廢PTA纖維等。原料來源龐雜，尤其時PET包裝類材料中經常含有顏料，潤滑劑，抗氧劑等，樹脂成品色澤差，氣味重，高溫下揮發性怪味大。

環氧樹脂（EpoxyResin），粉末涂料另外一種成膜物，常用的是雙酚A和環氧氯丙烷（ECH）在NAOH作用下合成。合成工藝分一步法和二步法。一步法主要有三種工藝，即水洗法，溶劑萃取法和溶劑法。兩步法分本體聚合和催化聚合。

國內銷售多的是一步水洗法生產的環氧,即E-12,通常稱為604環氧。雖然工藝成熟，但普遍存在縮短反應時間，減少水洗次數，添加白料聚酯等，樹脂中的水分，環氯及許多低聚或水解物，很難清除完。

第三類樹脂時丙烯酸（ArcylicResin）類聚合物，有時稱為亞克力樹脂，是其英文直譯。類似于本系類樹脂結構的還有部分助劑如流平劑，潤濕促進劑等，在后文中說明。

丙烯酸樹脂作為成膜物分三類1）GMA型。2）端羧基型。3）端羥基型。

GMA是甲基丙烯酸縮水甘油酯的簡稱，以其作為端機的樹脂位GMA型樹脂，具有環氧基反應基團，主要作為戶外曉光樹脂，配合端羧基聚酯和少量的TGIC和HAA,通常有下列原料共聚而成甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯、GMA等。合成過程常引入少量苯乙烯，可提高耐水性。引發劑選擇過氧化二本甲酰或偶氮二異丁腈，其部分分解產物會留在聚合物中。通常合成GMA樹脂采用甲苯或二甲苯坐溶劑，聚合反應結束后須真空抽除溶劑和未反應的殘留單體，低聚物等。

端羥基丙稀酸樹脂，一般由丙烯酸，甲基丙烯酸，順丁烯二酸酐等聚合而成，此類樹脂耐候性不佳，受光，熱作用易黃，較少作為成膜物應用，現在主要用于所謂物理消光劑。

端羥基丙烯酸樹脂，聚合單體有，（甲基）丙烯酸羥乙酯，甲基丙烯酸羥丙酯，丙烯酸正丁酯，苯乙烯等，溶劑甲苯或二甲苯。引發劑時過氧化二苯甲酰。交聯劑為封閉異氰酸酯，涂層具有良好的保光性和優異的耐候性。

這里順便分析一下流平劑和潤濕促進劑。

國內通用的流平劑時丙烯酸丁酯的單聚物，潤濕促進劑（通稱增光劑）是丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯的雙聚物，引發劑一般選過氧化二本甲酰，溶劑是甲苯或二甲苯。反應結束真空抽除溶劑等。

接下來簡要分析固化劑，首先是環氧樹脂固化劑。

(1) 雙氰胺（DICY）

具有較高的熔點，由石灰氮為原料制成，成品有晶體狀和微粉狀，視具體要求而選擇。DICY通常揮發性小。加速雙氰胺由雙氰胺和促進劑（咪唑或或咪唑啉）混合成，按不同固化速度由須有混合比例。

改性雙氰胺以鄰甲基苯二胍（OTB）位典型，是以雙氰胺為基礎，引入鄰甲苯基，降低熔點和提高與環氧樹脂的相溶性，合成過程由大量的溶劑。更適合裝飾性粉末。

(2) 咪唑和咪唑啉

通常作為固化促進劑，較少作為主固化劑，市售產品因純度不足或后處理問題，烘烤延誤一般比較多。

(3) 酸酐

作為環氧固化劑，一般用于功能性粉末中，如鄰苯二甲酸酐，偏苯三酸酐，純苯四甲酸酐，熔點較低，易揮發和升華，刺激性強。

(4)二酰肼

是一類常用的環氧固化劑，在功能性（絕緣）粉末和裝飾性粉末中經常選用，熔點較高，揮發性小。

(5)有機酚類

作為功能性（管道防腐）粉末固化劑選用，規格很多，因采用雙酚A等原料，揮發分較多。

其次時聚酯樹脂固化劑，端羥基聚酯采用TGIC和HAA固化，端羥基聚酯通常的固化劑時封閉性異氰酸酯。

TGIC（異氰尿酸三縮水甘油酯）是特殊結構的環氧樹脂，揮發份主要有殘留環氧氯丙烷（ECH）、水、甲醇、低聚物和催化劑（如芐基三苯基氯化鈉）分解物等。

HAA是羥烷基酰胺的通稱，實際是一組混合物，采用的原料較多且復雜，如典型的采用丁酮作溶劑，催化劑是KOH和少量的醛類，單體是二乙二醇胺和己二酸二甲脂，由于反應溫度控制和時間的不同，產成品的聚合度差異大，低溫下結晶和脫溶劑不全將導致揮發份明顯增多。

封閉異氰酸酯典型的是Degussa的B1530，采用己內酰胺作封閉劑，通常在150-170℃解封，遇高熱、明火或與氧化劑接觸，有引起燃燒的危險。受高熱分解，產生有毒的氮氧化物。粉體與空氣可形成爆炸性混合物，當達到一定的濃度時，遇火星發生爆炸。燃燒分解產物有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。己內酰胺易升華毒性較大，具體建議查詢相關資料。

助劑方面前面提及的流平劑、增光劑，這里重點分析蠟、安息香、表面調整劑類和消光劑。

蠟（Wax）種類繁多，適合粉末涂料的蠟大體可分為：聚乙烯類、聚丙烯類、酰胺蠟類、聚四氟乙烯類及它們之間的組合，其他還有費托蠟、酯蠟、微晶蠟等。用量多的是聚乙烯蠟，按照生產工藝和原料來源有聚合型、低聚物復配型、裂解型（螺桿裂解和溶劑裂解），國內目前沒有聚乙烯蠟合成裝置，合成聚乙烯蠟全部進口，質量好，揮發份極少。

市場上聚乙烯蠟絕大部分是合成聚乙烯蠟樹脂的副產物后加工品，須經過脫色、脫除小分子物、調熔點等，經常摻和微晶蠟、硬脂酸等，色澤一般偏灰色，白度低，105℃和200℃下揮發份都非常高，是粉末烘烤煙霧主要產生物之一。而裂解蠟白度好，由于采用聚乙烯蠟樹脂為原料，工藝控制水平等對成品蠟的分子量分布、熔程和揮發物影響很大，同時裂解聚乙烯蠟常帶有特殊氣味，與樹脂本身含有某些催化劑、抗氧劑等有關。

酰胺蠟是一類蠟的通稱，應用多的是乙撐雙硬脂酰胺（EBS），在粉末涂料配方中，EBS作用有點特殊，并賦予了很多名稱，典型的有：表面調整劑、平滑除氣劑、消泡劑、干粉流動劑等，合成EBS采用乙二胺和硬脂酸，工業品中沒有純粹的硬脂酸，絕大部分是16-18C的混合物，部分還摻合了氫化油，低熔點易揮發成分很多，普通市售的EBS在深色配方體系中發花、起霜、及霧影重，與高揮發份有一定關系。

聚丙烯蠟、聚四氟乙烯蠟整體用量少。目前由水煤氣合成的費拖蠟（FTWax）正成為主流，因其熔點范圍窄、潤滑和分散性好，涂層耐磨耐磨好，同時有好的優勢即是揮發份少。

安息香，化學名稱：苯偶姻。由苯甲醛在氰化鉀或氰化鈉的作用下轉化而成。工業品熔點≥132℃，熔點越低純度越低，相應揮發份將增加。安息香有較強的升華性，合成過程中間物多，反應完成脫溶劑蒸餾很難除去，這兩個因素使得安息香的粉末烘烤時煙霧和氣味多。

消光劑對粉末涂料十分重要，品種很多，分類方法也不統一，大體可分為：蠟基、雙官能團反應（競爭反應）、物理消光（丙烯酸樹脂/有機鋅鹽）。

蠟基消光劑有單純采用聚乙烯蠟或聚丙烯蠟，在較高的添加量時有一定的消光作用，也有聚乙烯蠟復合有機鋅鹽如原汽巴公司的HT3329，鋅鹽系橡膠工業上的硫化促進劑，可選的品種也很多，常選擇噻唑類，因分子結構中含N-、S-等，在較高溫度（擠出或烘烤）下部分分解形成少量硫化物、氮氧化物等，有一定氣味（以臭味為主）并大量的煙霧。現普遍采用的所謂物理消光劑，實際應用表明，凡使用這類物流消光劑的粉末在烘烤時產生煙霧和怪味很普遍。

雙官能團反應型消光劑，具有較高的熔點，相應揮發份較少。

粉末涂料使用的填料種類也很多，簡單的可分為體質型和功能型。硫酸鋇（重晶石和沉淀法）、碳酸鈣（重質型）是主要的體質填料，滑石粉、高嶺土、有機膨潤土、石英粉等，添加量少，作為消光、助起皺紋、提高絕緣性及增加表面硬度等添加。

填料作為無機物，本身揮發物少，但如果對其表面改性和處理，將會采用許多助劑，常見的有硬脂酸、鈦酸脂（鋁酸脂、硅烷）偶聯劑、各種離子型表面活性劑、水溶性高分子等，它們對填料是簡單包裹吸附，存在極少數氫健和化學鍵結合，在高速剪切和高溫烘烤時，易產生剝離和分解，脫離填料和涂層而形成揮發性物質。

鈦白粉用于粉末涂料主要是金紅石型，其表面經過有機硅烷等材料包裹處理，以提高分散性，與填料有許多相似性。

顏料是必不可少的材料，大體分為無機顏料和有機顏料。有機顏料的化學結構復雜，生產和表面處理流程長，殘留物多，有些耐溫差的顏料在較高溫度下分解，更易形成揮發物。

無機顏料特別說一說炭黑，粉末涂料較常選用的炭黑是中色素和高色素炭黑，無論槽法或是爐法炭黑，成品炭黑都是烴類化合物不全燃燒生成的微細顆粒，在這些顆粒的表面經常結合有醌基、羧基、酚基和內酯基等含氧基團，表面極性大，吸濕性也大，在高溫烘烤過程中，表面結合的含氧集團易脫出，與水分共同形成煙霧狀物。