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铝粉涂料的类型和性能

时间:2022-06-16     【转载】

随着国家对环境保护的重视,作为一种环保、高效、高效、经济的粉末涂料,近年来产量迅速增加,品种不断增多,应用领域逐渐扩大。在装饰方面,除了不同光泽、表面光滑的普通粉末涂料外,橙、皱、砂、纹、锤、金属粉末粉末涂料的品种和用量也在不断增加,逐渐渗透到溶剂型涂料的各个领域。在这些品种中,金属铝粉涂料是一种主要的装饰性粉末涂料,包括金属闪光、金属涂层、金属花纹、锤纹和金属光泽质感粉末涂料。这种粉末涂料的特征在于含有金属铝粉。通过改变铝粉的规格、涂料配方和制造工艺,可以获得不同性能和涂膜外观的粉末涂料。下面详细介绍该粉末涂料的品种、制造工艺、配方组成、影响涂膜外观的因素、应用领域及存在的问题。


2种金属铝粉涂料


铝粉涂料是最重要的一种金属粉末涂料。根据涂膜外观,铝粉涂层可分为金属闪光涂层和金属涂层粉末涂层。涂层纹理图案、锤纹图案和金属光泽纹理粉末涂层。可用于金属铝粉涂料的成膜材料包括环氧树脂、聚酯环氧树脂、聚酯、聚氨酯和丙烯酸树脂等。国内使用的主要品种有聚酯环氧和聚酯树脂金属铝粉涂料。


(1)金属闪光粉末涂料是在粉末涂料基粉中加入不漂浮的金属闪光铝粉制成的粉末涂料。涂料固化成膜后,均匀分布的金属闪光铝粉反射光线,使涂膜产生闪光效果。


(2)金属涂料粉末涂料是在粉末涂料基粉中加入漂浮的金属铝粉制成的粉末涂料。涂膜固化后,金属铝粉完全覆盖在涂膜表面,形成类似“电镀层或抛光不锈钢”的涂膜外观。


(3)金属花纹粉末涂料是在粉末涂料基粉中加入金属铝粉和花纹剂制成的粉末涂料。当涂膜形成并固化时,由于图案化剂对表面张力的影响,在涂膜表面上形成金属铝粉的银图案。


(4)金属锤纹粉末涂料是在粉末涂料基粉中加入金属铝粉和锤纹剂制成的粉末涂料,涂膜固化后形成银锤。


(5)金属光泽质感粉末涂料是在粉末涂料基粉中加入金属铝粉和质感剂(砂质感剂或皱纹剂)制成的粉末涂料。涂膜固化后,由于铝粉和纹理剂的作用,形成金属光泽纹理涂膜外观。


3金属粉末涂层的制造工艺


铝粉涂料的主要制造工艺与一般粉末涂料相似,包括:


原料预混→熔融挤出混合→冷却粉碎→细粉→分级筛分→成品。


对于预混过程中添加金属铝粉的制造工艺(俗称铝粉添加工艺),完全按照上述工艺制造。例如,用这种方法制造锤状图案、图案和部分金属涂层粉末涂层。


对于需要干混的粉末涂料制造工艺(俗称铝粉添加工艺),将不含铝粉的基粉按上述工艺制成半成品,然后按配方量添加铝粉,用混合机干混得到产品。例如,用这种方法制造具有金属闪光、部分金属涂层、图案和金属光泽纹理的粉末涂层。


在半成品中添加金属铝粉的制造过程(铝粉添加过程)中,为了防止金属铝粉的粒度在混合过程中被破坏,从而影响涂膜的外观,防止粉末涂料在混合过程中结块,一般采用无破坏能力、产热少甚至有冷却装置的低速搅拌混合器进行混合。这种混合设备包括V型混合机、三维旋转水冷混合机、圆筒混合机、粘合混合机等。


在金属铝粉的干混过程中,除粘结混合器外,其他混合器混合的粉末涂料中金属粉和基粉是以分离状态存在的。由于金属粉末和粉末涂料颗粒的密度和电性能不同,静电粉末涂装时,两种材料的静电充电性能和送粉速率不同,导致粉末涂料和涂膜的铝粉含量不同,回收粉和原粉的铝粉含量不同,回收粉难以重复使用,最终影响涂装产品外观质量的稳定性,增加涂装成本。


粘结混合器或其他能使金属铝粉附着在粉末涂料基粉上的混合设备或制造工艺,能使原粉末、涂膜和回收粉末涂料中金属铝粉的含量一致,回收粉末可重复使用,同时能保证涂膜外观质量的稳定性。因为粘合搅拌机价格昂贵,所以涂层的制造成本比较高,很少有厂家使用这种设备。


4金属粉末涂料的基本配方及影响涂膜性能的因素


4.1金属闪光粉末涂层


这种粉末涂料一般由基粉和铝粉组成。基粉的主要成分与普通粉末涂料相同,由树脂、固化剂、流平剂、脱气剂、透明颜料、铝粉、铝粉专用添加剂、消光剂或消光固化剂等组成。一般不需要有遮盖力的颜料。在某些情况下,为了调节颜色和提高涂膜的硬度,适当加入透明颜料和填料,但填料的用量少于普通粉末涂料。如果加入量过多,会影响铝粉的闪光效果和涂膜的平整度。


铝粉通过干混法添加到基粉中,用量为基粉总量的1% ~ 5%。根据涂膜闪光大小和亮度的要求,选择不同粒径和用量的铝粉。一般选用粒度为15 ~ 55微米的不漂浮铝粉,闪点大时选用粒度大的铝粉,闪点小时选用粒度小的铝粉。要求涂层亮度高时铝粉用量要多,涂层亮度低时铝粉用量要适当减少。


4.2金属涂层粉末涂料


这种粉末涂料由树脂、固化剂、流平剂、脱气剂、颜料、填料、铝粉、铝粉添加剂、消光剂或消光固化剂等组成。,跟普通粉末涂料一样。配方中铝粉的用量为基粉或配方总量的1% ~ 5%。根据涂层的外观和金属涂层的亮度,选择不同粒度和不同用量的铝粉,使用粒度为2.6 ~ 15微米的漂浮铝粉。目前使用的铝粉主要是干混法和外敷法的漂浮铝粉。研制的内铝粉有很多优点,但与外铝粉相比,其用量大,包覆成本高,产业化和广泛应用还需要一段时间。


4.3金属图案粉末涂料


该粉末涂料的配方由树脂、固化剂、模板剂、颜料、填料、铝粉、消光剂或消光固化剂等组成。类似于普通图案的金属粉末。根据铝粉的品种,可采用内服或外用的方法添加。模式也可以通过内部或外部方法添加。在这个配方中,通常不添加流平剂,如果需要添加,用量也很少。


在配方中,模板剂和铝粉是影响涂膜外观的重要因素。随着图案剂用量的增加,图案变小,涂膜变平,立体感变差。随着铝粉用量的增加,涂膜的金属亮度增加;铝粉的粒度也影响涂膜的外观。相同用量下,铝粉粒径越小,涂膜越光亮。此外,成膜物质的熔体粘度、反应性、颜填料的品种和用量等因素对花纹质感也有一定的影响。


4.4金属锤粉末涂层


该粉末涂料的配方由树脂、固化剂、锤纹剂、脱气剂、透明颜料、少量填料和铝粉组成。配方中铝粉的用量为配方总量的0.8% ~ 1.5%,可使用粒度在20μm以下的漂浮或非漂浮铝粉。锤打剂的用量因品种而异。如果使用醋酸丁酸纤维素CAB551—0.2,用量为总配方的0.1% ~ 0.2%。考虑到颜填料对锤头透明度的影响,不透明的颜料不宜使用,填料的用量不宜超过总配方的10%。不使用填充物时,锤子纹理更清晰。


在公式中,锤纹的多少是决定锤纹大小的主要因素。随着锤纹量的增加,锤纹变小,立体感变差。随着锤纹用量的减少,锤纹变大,立体感增强,甚至露底。此外,熔体粘度、成膜物质的反应性、流平剂的添加量等因素也影响锤纹。


4.5金属光泽质感粉末涂料


该粉末涂料的配方由树脂、固化剂、颜料、填料、纹理剂(如皱纹剂、砂粒剂)和铝粉组成。一般以质感粉末涂料为基粉,加入一定量的金属铝粉进行干混,使涂膜具有一定的金属光泽。铝粉的用量视应用而定,一般为配方总量的1% ~ 3%。粒径在20μm以下的漂浮铝粉较为合适。根据涂层外观的要求,选择不同粒度的铝粉。


5粉末涂料的应用及存在的问题


铝粉涂料属于装饰性粉末涂料,主要用于室内外物品和产品的装饰。户外产品包括路灯、灯柱、金属门窗、汽车车轮等。室内产品包括吊顶、灯饰、玩具、健身器材、防盗门、建材、货架、暖气片、电动玩具等。一般要求高的室外、室内产品采用聚酯、聚氨酯粉末涂料;环氧和聚酯环氧粉末涂料用于室内产品。


由于粉末涂料的特性,金属铝粉涂料将逐渐取代部分溶剂型涂料,其用量也在不断增加。然而,粉末涂料并不是一个完美的品种。涂膜的微观平整度、装饰效果、铝粉在涂膜中的分散性和隐蔽性都不如溶剂型涂料,容易在涂膜表面暴露出极少量的铝粉颗粒。长时间暴露在空气中,铝粉表面氧化,使涂膜变黑,最终影响涂膜的装饰效果。涂清漆可以克服这个缺点,但是增加了材料和涂料的成本,所以经济上不如涂两道溶剂型涂料。


由于粉末涂料的限制,金属铝粉涂料目前还不能用于高级轿车的面漆,只能用于装饰要求不高的涂装。


6结论


铝粉涂料作为粉末涂料的一个重要种类,可以用所有的热固性树脂来制备粉末涂料,因此涂料种类多,应用领域广。未来,如果用于分散铝粉的“粘结”设备价格降低并普及;那么在工艺中使用的金属铝粉的品种将会进一步发展,成本也会降低。那么,各种金属铝粉涂料的质量会提高,价格会降低,应用领域会进一步扩大,使用量会增加得更快,替代溶剂型铝粉涂料的比例会更大。


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