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金属粉末涂料的分类及生产工艺
作者:admin    发布时间:2012-12-18
摘要:介绍了金属粉末涂料的分类、配方、生产制造与施工工艺,对其最新研究成果进行了展望,表明金属粉末涂料具有良好的发展前景。

    关键词:金属粉末涂料;涂膜;金属效应颜料;热混工艺

    1金属粉末涂料的分类

    金属粉末涂料涂膜呈金属光泽,具有绚烂的多色效应以及突出的保护功能,为汽车、家电、仪器仪表等高档工业品提供了绚丽多彩的外观装饰。目前金属粉末涂料的分类主要根据涂膜外观效果、金属颜料种类或涂膜的功能来进行。

    根据涂膜外观的平整度可以分为平面型和纹理型两大类产品。根据涂膜的外观光泽效果可以将平面型金属粉末涂料分为高光泽、闪光(多彩、随角异色)、金属效应几类,闪光及金属效应类产品目前已推广应用到高级轿车的面涂上;根据涂膜外观的纹理效果可将金属粉末涂料分为锤纹、砂纹、斑纹几类。

    根据金属颜料的种类划分。目前市场能在粉末涂料上广泛应用的金属颜料基本就是铝粉、铜粉和锌粉,主要有德国爱卡(ECKART)、舒伦克(SCHLENK),英国的五星行(Wolstenholme)以及国内少数生产厂家,人们习惯按使用金属颜料相应地将粉末涂料区分为银粉(Al)、金粉(Cu)和富锌粉(也称锌基涂料、Zn)。

    根据涂膜的功能主要分为装饰性与防护性两类,装饰性产品有普通装饰性和高装饰性;防护性则有耐候性及防静电(导电)类产品。

    图1~图6为不同效果的金属粉末涂料涂膜。

    

金属粉末涂料1

金属粉末涂料2

金属粉末涂料3

金属粉末涂料4

金属粉末涂料5

金属粉末涂料6

金属粉末涂料6

    2金属粉末涂料的生产工艺

    粉末涂料涂膜金属效果的形成是通过加入金属颜料来实现的,加入的方式主要有两种:熔融挤出法和干混法,在实际生产中二者工艺又进行了不断的改进与完善。

    2.1熔融挤出法

    刚开始的金属粉末涂料基本是采用熔融挤出法进行生产的,与传统粉末涂料的生产工艺类似,在各种粉末涂料的原料中增添了金属颜料,然后高速预分散、熔融挤出、压片破碎、磨粉筛分,制得成品。该法工艺简便,金属颜料与粉末基料达到充分的混合与黏结(见图7),但由于工艺过程中存在着高温(130℃)挤出、高剪切粉碎,造成金属颜料表面的部分氧化、粒片变形或被粉碎,造成涂膜外观金属颜色灰暗甚至无金属效果(见图2中d)。

 

金属粉末涂料7

金属粉末涂料8

金属粉末涂料8

    为了提高涂膜外观效果,金属颜料生产商改进了颜料生产工艺,生产过程中采用惰性气体保护,对金属颜料粒子表面进行覆膜保护处理,显著提高了金属颜料耐高温耐腐蚀的能力;粉末制造商则在研磨成的粉末中再加入少量的金属颜料,然后进行简单干混处理,达到改进产品外观效果的目的。虽然各方都采取了努力,但最终适宜该法生产的只有少量金属粉末涂料产品,如闪光粉末涂料(微闪银效果)、锤纹粉末涂料。

2.2热混工艺

    初期的干混生产工艺就是将金属颜料加入预先加工好的粉末状的基料中,使用高速混合设施进行充分混合分散后成为成品,该法的优点可以将金属颜料很好地分散而不破坏颜料粒子的形状(见图8),颜料片的漂浮与定向能力得到充分发挥,涂膜的金属效果突出(见图2中e)。其明显不足是金属颜料粒子与基料粉末粒子两者的物性(如密度、形状)差别较大,且二者没有黏结吸附,在流化、喷涂带电、静电吸附的过程中产生分离,造成涂膜外观色泽不一,回收粉因金属颜料含量明显增加而难以回收再使用,普遍还存在喷枪枪头积粉、放电击人、烧枪等其他问题。

    上述问题促进了干混设备与干混工艺的改进与完善,针对颜料片与基料粉末颗粒分离的问题,技术人员开发了加热混合(热混技术也称邦定技术)的生产工艺,就是将金属颜料与粉末基料加入混料罐(釜)中,往夹套中通入热水或热油对罐(釜)体加热,边混合分散边对材料进行加热,同时采用惰性气体保护措施,在一定的温度下(50~60℃)粉末基料粒子表面逐渐软化并与金属颜料片产生黏附,黏结一定时间后,将物料冷却至常温,然后进行粉体处理,筛分即得成品。因材料系统有别,不同厂家采用的热混工艺与热混设备有不同[1~2],但热混制得的金属粉末涂料产品其涂膜外观效果都有显著改善。

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