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粉末涂料的邦定技术与金属颜料

时间:2009-07-24 09:12:10 来源: 作者:孙慧编辑点击:次

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邓志强许井全

广州市南泰化工技术开发有限公司

摘要：本文介绍了金属粉末涂料的特点、邦定工艺、及配方要点。并介绍金属颜料的品种、性质和选择应用的情况，对邦定机的操作要求也提出了几点注意事项。目的为使金属粉末涂料更好地达到金属感的装饰效果。

一、前言

粉末涂料的邦定技术也叫金属粉末涂料的热粘接技术，随着邦定设备的国产化的普及,今天已经使金属粉末涂料的历史发生了根本性的变化，并有了长足的发展。邦定粉末涂料的质量和效果也越来越好。

粉末涂料与金属颜料的邦定技术在1980年,一个叫Benda-Lutz的奥地利金属闪光颜料公司在欧洲大陆推出了粘接工艺，后来包括AkzoNobel（阿克苏诺贝尔）和Tiger （老虎）等粉末涂料公司，都将热粘接技术成功地应用于粉末涂料的生产中。

金属粉末涂料的邦定技术是由干混法和热处理法所构成。将粉末涂料底粉加入到具有控温夹套的高速混合机中,利用机械的高速旋转，在短时间由于搅拌桨和被混物料之间运动速度不同产生摩擦，通过摩擦生热使基料混合物温度升高。该温度值比树脂的玻璃化温度（Tg）略微低一些，在氮气保护和机械的高速搅拌下，迅速将金属颜料加入到高速旋转的粉体中，使它粘结在软化的粉末涂料粒子的表面上，然后迅速放料冷却处理，这就是粉末涂料的邦定技术。

经过邦定的金属效果粉末涂料制成后，再经过静电喷涂应用情况表明，粘接工艺的问世给粉末涂料制造厂家，带来了提供金属闪光漆的信心。使用邦定技术一个最大的优点是能产生更明亮的面漆效果, 有些粉末涂料的金属效果已接近或超过了液体涂料。该工艺还使我们能更好地利用各种颜料。

二、邦定粉末涂料的特点

1、邦定粉末涂料的损失少，易得到均匀的金属色泽；

2、粉末利用率接近100％，与普通粉末一样；

3、采用静电枪喷涂时，不会有金属颜料堆集和堵塞枪口的问题；

4、只要计量准确，批次间稳定性会非常好；

5、金属颜料选择范围宽。铝、铜、锌、不锈钢、珠光等金属颜料的邦定；

6、金属颜料与底粉没有分离的问题；

7、由于金属颜料和粉末颗粒之间的比率相对固定，则完全可以重新利用回收粉末,新粉与回收粉能达到几乎一致的颜色；

8、可以改善金属颜料带电性不佳的难题,使粉末涂料上粉率提高；

9、邦定可以改善金属颜料的聚散效果和粒度的差异所导致的色差问题；

10、可以减少昂贵的金属颜料添加量，降低金属粉末涂料的成本；

11、解决了金属颜料的可擦落性；

12、金属颜料不会在车间内飞扬、聚集，提高了使用安全性；

13、可扩展到复合粉、美术粉等多种外加色料、助剂的邦定。

三、粉末涂料的配制

在含有金属颜料的粉末涂料中如果要制造彩色涂层，其遮盖力应依靠金属颜料而不应依靠着色颜料。设计邦定粉末涂料配方时，最好选用遮盖力较低的着色颜料或透明颜料，尤其要少用或不用钛白粉和炭黑等。因为高遮盖力颜料的存在将使金属颜料黯然失色。

1、参考配方：表1

材料名称

型号

数量

环氧树脂

E-12

聚酯树脂

硫酸钡

沉淀型

适量;

流平剂

PV88

1.4 ;

安息香

0.35 ;

促进剂

701

1.5

金银粉分散剂

TL201

1.2

增硬蜡粉

AW500B

0.5;

颜料

适量;

2、配方设计要点

（1）基粉配方可以适量加入部分沉淀硫酸钡，以降低粉末涂料成本和调节粉末的比重；

（2）基粉配方中应加入金银粉定向排列剂，也叫金银粉分散剂,它能促进细金银粉在粉末涂料中的分散、排列,有效提升粉末涂料表面的光泽度及金属效果；

（3）为使银面增加抗划伤性能，基粉配方中还应加入适量的增硬蜡粉，通过试验得出外加的比内加的要好，选择好的树脂不加也行；

（4）以透明或半透明粉作底粉，加入金属颜料后，要注意金属颜料的遮盖能力，控制好添加量，遮盖力不足，在喷涂复杂工件时就易出现交叉或弯角处的露底问题。

（5）包括环氧树脂和聚酯树脂，两个不同玻璃化温度的数值都要考虑。

（6）应考虑到配方中环氧与聚酯的搭配量、树脂与固化剂的搭配和填料量的多少等因素；

（7）户外粉末涂料应采用不锈钢粉邦定，保证耐候性的提高；

（8）非金属的珠光颜料可适用于户内、户外粉末涂料的邦定。?

4、邦定机温度的设定

如果邦定温度设定低了，会使金属颜料邦定不上，如果设定温度高了,粉末容易融化。当设定邦定机的邦定温度时，应考虑以下三方面的因素：

（1）树脂，包括环氧树脂和聚酯树脂，两个不同玻璃化温度的数值都要考虑。

（2）配方，应考虑到配方中环氧与聚酯的搭配量、树脂与固化剂的搭配和填料量的多少等因素；

（3）设备，邦定设备厂家不同，其内部结构不一样，设备的运转速度、升温速度和温度控制系统等都不同。

在我们的生产实践中，42℃、47℃、52℃都应用过，完全是根据树脂、配方和设备的不同情况进行调整的。所以，邦定机温度的设定，并不是一成不变的。 5、产品的性状对比

(1) 邦定前后的物料对比如下。

邦定前：

邦定后：

(2) 金属粉末涂料的干混工艺结果如下。

干混工艺

6、邦定样板制备

1﹟ 100kg（底粉）+3kg（301青金）11μｍ

2﹟ 100kg（底粉）+2kg（6014古铜金）14μｍ

3﹟ 100kg（底粉）+1kg（3080银粉）3μｍ

4﹟ 100kg（底粉）+3kg（214银粉）40μｍ

5﹟ 100kg（底粉）+3kg（珠光粉）10 μｍ

6﹟ 100kg (底粉) +0.65kg(紫铜粉)+0.2kg(浮花剂)

7、邦定样板的外观展示如下图:样板涂膜细腻平滑,色泽均匀一致。

1﹟ 2﹟ 3﹟ 4﹟ 5﹟ 6﹟

粉末涂料的邦定技术与金属颜料

8、检验金属颜料是否邦定在粉末涂料的表面有以下几种方法：

（１）光学显微镜观查法

（２）各种带电技术检测

（３）旋风分离试验

（４）可擦落检验四、设备安全与工艺安全

邦定机在金属粉末涂料的邦定过程中，由于大部分金属颜料都是比较活泼的有色金属，当邦定机中的物料通过高速旋转温度很快升高时很容易发生爆炸，所以，邦定机的操作安全是非常重要。据了解很多邦定粉末涂料生产厂图省事都不加氮气保护，这是十分危险的。就是有了氮气保护也不能大意，必须做到以下几点：

（1）操作人员必须经过严格培训才允许使用邦定机；

（2）氮气会使人引起窒息，人的面部进入工作容器釜内清洁设备时，应关闭保护氮气，防止缺氧引起窒息；

（3）邦定机会过滤氮气，氧气被自动排出，所以，要确保邦定机周围空气流通，更不要将机器安装于易燃易爆的物品存放区域；

（4）使用时氮气纯度不得低于95%，否则会降低保护效果；

五、金属颜料的选择

金属颜料是颜料中的一个特殊种类，它在人类文明发展史上出现已经很久了。随着现代工业的发展，对金属粉末涂料的需求量越来越大，金属颜料种类也随之增加。常见的金属颜料有铝粉（俗称银粉）、锌粉、铅粉，合金形式的金属颜色料有铜锌粉（俗称金粉）、锌铝粉、不锈钢粉等。

1、铝粉

铝粉遮盖力约4g/m²，其颗粒呈平滑的鳞片状，显银色光泽，具有非常高的遮盖力。铝粉分“浮型”和“非浮型”两种，“非浮型”铝粉颜色发暗，沉于涂膜底部，供作锤纹粉、美术粉等使用，“浮型”铝粉颜色发亮，浮于表面供作银面粉。金属闪光铝粉属于非浮型，它比一般非浮型铝粉光泽高，金属感强，粒度分布幅窄。

2、铜粉

铜粉又称金粉，具有金黄色的色泽，实际组份是铜、锌合金制成的鳞片状细粉末，而纯铜粉易变色。铜粉根据铜与锌两种金属比例不同色彩可由黄色到红金色。不同的粒径大小的粉末反光能力不同，色相不一致。铜粉与铝粉相比，质地较重，遮盖力较弱，反射光和热性能较差。主要用作装饰涂料，如美术粉、铜金色粉等。

3、镍粉

在无色透明的树脂中呈黄色，如果将它和其他颜色透明树脂配合，可制成金色、橙色、黄绿色的涂层；

4、不锈钢粉

具有不氧化和细滑晶亮的外观。与粉末涂料混合或邦定板面光亮、金属感强的特点；

5、其它金属颜料

锌粉、铅粉因装饰效果不特殊，所以在粉末涂料当中几乎不被采用。

6、作为非金属的珠光粉，因其具有金属效果，所以我们也列入金属颜料范畴，珠光颜料具有类似于自然界贝壳、鱼类、飞禽等的珍珠闪光效果，是常规颜料所不能代替的。

现在普遍推广的珠光颜料为系列云母钛和云母铁，具有无毒、光稳定性好、色相丰富、综合性能优良等特点。珠光颜料色相丰富，按照色泽大致可分为银白、虹彩（干涉色）、金黄、金属色（青铜、枣红、紫红、古铜等）四类。六、金属颜料的发展趋势

通常用于粉末涂料的金属颜料主要是铝粉和铜粉、珠光粉。由于粉末涂料所选用的树脂或固化剂不是含有碱性就是有一定的酸性，对于这些金属及金属氧化物都会产生一定程度的影响，因此，对金属颜料的表面处理就显得尤为重要。虽然大多数金属颜料在出厂前都已经过表面处理，但是能否经受粉末涂料施工条件的考验是很成问题的。所以，必须加以改进和提高。

1、银色的流行趋势是更细腻、更明亮，而且，在有的地区，大颗粒的闪烁光泽装饰效果的需求有所增长。

2、Silberline公司的Silbercote PC X系列(无机物表面处理)和Silbercote PC Z系列(有机物表面处理)的铝颜料可用于干混型和反应型粉末涂料。这种表面处理过的片状铝颜料具有优异的耐化学腐蚀性和耐候性。

3、U.S. Aluminum公司推出了几种用于粉末涂料的颜料，包括6种采用二氧化硅进行表面处理的产品，10种不同粒径等级的高光颜料(采用二氧化硅表面处理并赋予不同功能)，5种二氧化硅处理、具有不同功能和部分化学交联的颜料。上述所有品种都用于干混工艺的粉末涂料。

4、U.S.Aliminum公司还开发了高闪烁光泽的SD系列片状铝颜料，专用于挤出加工工艺。SD系列产品采用二氧化硅和专门的功能化表面处理，有20～50微米的不同粒径等级。

七、结束语

邦定技术的出现，给了金属粉末涂料一个飞跃性的发展，解决了金属粉末涂料过去无法解决的问题，使粉末涂料的发展领域进一步扩大和提高。虽然增加了设备的投入，但却没有了客户对金属粉末涂料产品质量的投诉、退货等现象。它使粉末涂料制造厂家的老总晚上能安心睡觉,不用担心他们的产品因顾客抱怨而花费时间，并杜绝了由此给粉厂造成的损失。我们相信随着邦定设备的进一步改进、价格会进一步低降，同时，金属颜料新产品的不断开发和应用，会使金属粉末涂料出现更加绚丽多彩的金属感装饰效果。

参考文献

1、山东省烟台远力机械设备有限公司邦定机说明书

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关键词： 金属末涂颜料

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