關(guān)于鋁型材用金屬粉末涂料淺談

作者：精顏化工日期： 2022-09-19 點(diǎn)擊量：文字大小：大中小

金屬粉末涂料是指含有金屬顏料（如：珠光顏料、鋁銀粉、銅金粉等）的各種類型粉末涂料。隨著粉末涂料的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，粉末涂料品種日益豐富和完善，金屬粉末涂料等高端粉末涂料也得到了很大發(fā)展。因其不僅具有突出的保護(hù)功能，而且具有燦爛絢麗、閃爍迷人的外觀裝飾性，很受市場歡迎。

隨著金屬粉末涂料用量的增長，人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高。本文將結(jié)合金屬顏料特性與金屬粉末涂料實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，探討如何在現(xiàn)有條件下提高金屬粉末涂料生產(chǎn)穩(wěn)定性，以便提高產(chǎn)品質(zhì)量，不妥之處謹(jǐn)請(qǐng)同行同仁指正。

1、金屬粉末涂料常用金屬顏料

1.1珠光顏料

珠光是天然云母薄皮外覆蓋金屬氧化物而產(chǎn)生的珍珠光澤的新型顏料，依靠光線折射、反射、透射來表現(xiàn)色彩與光亮，使涂膜外觀更加燦爛亮麗、光麗照人。

珠光粉隨其顆粒的大小不同，在使用中表現(xiàn)出不同的效果。總的來說，顆粒越大，閃爍效果越強(qiáng)，而對(duì)底色的遮蓋力越弱；

反之顆粒越小，對(duì)底色的遮蓋力越強(qiáng)，光澤越柔和。但是珠光粉粒徑過粗會(huì)導(dǎo)致涂膜表面出現(xiàn)砂礫，影響涂膜的平整性，因此粗珠光不易加量過多。

1.2鋁粉顏料

鋁粉因具有銀白色金屬光澤，所以俗稱鋁銀粉或銀粉，其化學(xué)成份實(shí)為“鋁”，而并非“銀”。主要分浮銀和非浮銀兩大類。

（1）浮銀由硬脂酸處理，具有漂浮性，易聚集在涂膜表層，易受到腐蝕性介質(zhì)的影響，其粒徑越小金屬感越強(qiáng)，遮蓋力也越強(qiáng)，但添加量過高時(shí)易產(chǎn)生吐粉和堵塞槍頭的現(xiàn)象，因此對(duì)于粒徑小于10um的浮銀，添加量不宜超過1%。

（2）非浮銀通常有二氧化硅包膜、丙烯酸樹脂包膜等，能夠均勻地、平行地分布在整個(gè)涂膜中，因?yàn)殇X粉被樹脂包裹，所以具有良好的抗氧化性、耐磨性、較好的耐候耐酸堿性，且無手印。

非浮銀涂膜表面亮澤，且顏色可從底粉來調(diào)節(jié)，但添加量較浮銀大，金屬效果無浮銀強(qiáng)。

1.3銅金粉

銅金粉色澤純正亮麗、金屬感強(qiáng)烈，但其耐候與耐溫性能較差，目前很少用在鋁型材用戶外粉末涂料中。

1.4金屬顏料在粉末涂料中的使用

金屬粉末涂料配方組成與普通粉末涂料相似，配方設(shè)計(jì)遵循制造簡單、噴涂穩(wěn)定的、性能優(yōu)異的原則。金屬粉末涂料配方設(shè)計(jì)時(shí)，金屬顏料的種類越少越好，金屬顏料的用量以最少的量達(dá)到最優(yōu)異的遮蓋力為宜。

為了達(dá)到某種金屬效果、提高涂膜性能或控制成本，配方設(shè)計(jì)可以根據(jù)金屬顏料的粒徑與性能，采用珠光粉與珠光粉、珠光粉與銀粉、銀粉與銀粉混合搭配。

由于浮銀未經(jīng)改性處理，其耐堿性很差，不宜單獨(dú)使用。珠光粉與銀粉混合搭配使用時(shí)，用量不易超過1.5%。

由于大部分金屬顏料在擠出過程中會(huì)破壞、打碎其結(jié)構(gòu)，從而使得金屬效果不明顯或無金屬效果，因此金屬粉末涂料主要是用金屬顏料與普通粉末涂料干混，通過邦定工藝使其粘結(jié)，達(dá)到閃爍的金屬裝飾效果，金屬粉末涂料的生產(chǎn)流程如下圖：

2、金屬粉末涂料邦定工藝

由于銀粉顆粒在形狀、密度和帶電荷量方面與粉末顆粒存在差異，在噴涂時(shí)會(huì)造成分離而影響上粉。采用邦定技術(shù)將粉末涂料與銀粉進(jìn)行粘接，能夠明顯改善金屬粉末涂料的噴涂穩(wěn)定性與上粉率。

邦定是否充分對(duì)涂膜表面金屬效果有直接影響，主要表現(xiàn)為相同用量的金屬顏料出現(xiàn)不同金屬效果的涂膜表面。
邦定溫度的影響：如果邦定溫度過低，粉末顆粒軟化不充分，表面吸附力小，金屬顏料與底粉不能充分的粘結(jié)在一起，從而影響金屬粉末涂料的邦定效果，因此要根據(jù)底粉的不同而選擇不同的邦定溫度。

一般來說，砂紋粉選用的樹脂玻璃化溫度較高，邦定溫度可設(shè)定高一些，雙組份粉末的邦定溫度比砂紋粉低一點(diǎn)，平面粉邦定溫度明顯比砂紋粉低。

運(yùn)行頻率：確定邦定機(jī)最佳運(yùn)行頻率很重要。如果運(yùn)行頻率過低，邦定效果不充分；但是過高又會(huì)破壞包覆在銀粉表面的保護(hù)層，降低涂膜的耐堿性能。同時(shí)也會(huì)打碎珠光粉，使得金屬閃爍效果減弱。

邦定時(shí)間：邦定時(shí)間與邦定運(yùn)行頻率對(duì)金屬粉末涂料的影響相似，同樣需要根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)選擇最佳時(shí)長。

由于銀粉質(zhì)量很輕，為了邦定效果均勻，不易單獨(dú)直接加入，需把銀粉與底粉預(yù)混合加入。同時(shí)還可以避免由于銀粉直接摩擦受熱引起火災(zāi)事故。

3、金屬粉末涂料檢測方法

3.1涂膜性能檢測

耐酸堿測試周期短，操作簡單，常用于對(duì)金屬粉末涂料涂膜性能的檢測。

3.1.1 耐酸堿性能

鋁是偏酸性的金屬，對(duì)酸性介質(zhì)較遲鈍，一般情況下耐酸15min對(duì)涂膜無影響。鋁對(duì)堿性介質(zhì)敏感，所以耐堿性能是判斷鋁粉和鋁粉型金屬粉末涂料質(zhì)量的一種常用方法。

3.1.2 耐灰漿測試
（1）根據(jù)鋁合金建筑型材第4部分：粉末噴涂型材GB 5237.4-2008中規(guī)定的試驗(yàn)方法：取JC/T480規(guī)定的生石灰75g和標(biāo)準(zhǔn)砂225g，再加入約100g GB/T 6682 規(guī)定的三級(jí)水混合成糊狀砂漿。將糊狀砂漿置于試樣表面，堆成直徑為15mm，厚度為6mm的圓柱形，在38℃±3℃，相對(duì)濕度為95%±5%的恒溫恒濕箱中放置24h后，去掉砂漿，用濕布擦掉殘?jiān)栏桑繙y檢查試驗(yàn)后的涂層表面，不應(yīng)有脫落和其他明顯變化。

（2）雖然國標(biāo)中沒有規(guī)定用氫氧化鈉檢測耐堿性能的方法，但在實(shí)際操作中為了能在十幾分鐘內(nèi)獲得檢測結(jié)果。

通常采用10%的氫氧化鈉溶液，借鑒耐酸性能的檢測方法，對(duì)涂膜的耐堿性能進(jìn)行檢測：用化學(xué)純氫氧化鈉和三級(jí)水配置氫氧化鈉溶液(l-9)，在試樣的涂層表面滴上10滴氫氧化鈉試驗(yàn)溶液。

用表面皿蓋住，在18℃- 27℃的環(huán)境溫度下放置15min后，用自來水洗凈、晾干。目視檢查試驗(yàn)后的涂層表面，要求試驗(yàn)后涂膜表面無明顯腐蝕現(xiàn)象。

（3）銀粉耐腐蝕性簡單排序：浮銀<樹脂包膜產(chǎn)品<二氧化硅包膜產(chǎn)品<致密二氧化硅包膜產(chǎn)品<復(fù)合包膜產(chǎn)品。

3.2噴涂穩(wěn)定性檢測

3.2.1 手動(dòng)噴板觀察法
金屬粉末涂料的噴涂穩(wěn)定性主要使用靜電噴涂法檢測。取邦定好的粉末，設(shè)定不同的氣壓、電壓分別噴幾塊樣板，噴涂過程中觀察槍頭是否積銀。

并將噴好的樣板全部烤出觀察不同噴涂條件下樣板涂膜表面是否正常、涂膜表面金屬效果是否一致，從而避免噴涂工藝對(duì)噴涂效果的影響。

3.2.2 模擬流水線施工噴槍試噴工件法

由于流水線噴涂與手動(dòng)噴涂效果存在差異，金屬粉末涂料生產(chǎn)商需要模擬下游客戶噴涂條件，用流水線自動(dòng)噴涂系統(tǒng)進(jìn)行噴板，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

4、金屬粉末涂料生產(chǎn)與噴涂中的常見問題分析

4.1不同批次金屬效果不一致

邦定工藝的一致性直接影響金屬粉末涂料不同批次間的穩(wěn)定性，如果邦定工藝不一致，使得邦定程度不同，導(dǎo)致每次邦定的金屬效果不同，金屬粉忽多忽少。

因此對(duì)于不同批次金屬粉末涂料的邦定溫度、供水時(shí)間、運(yùn)行頻率、邦定時(shí)間需要控制在相同的條件下。

4.2流動(dòng)性差

由于金屬粒子具有良好導(dǎo)電性、比重大且與底粉粘結(jié)，導(dǎo)致粉末涂料總體的流動(dòng)性能降低。因此金屬粉末涂料在靜電噴涂過程中，需要適量的增大電壓。同時(shí)金屬粉末涂料需要外加流動(dòng)助劑來提高其流動(dòng)性。

但在邦定過程中加入流動(dòng)助劑，往往對(duì)粉末涂料的流動(dòng)性無改善作用，這是因?yàn)榘疃C(jī)的運(yùn)行攪拌會(huì)破壞流動(dòng)助劑結(jié)構(gòu)，從而使得流動(dòng)助劑失效。因此流動(dòng)助劑最好加邦定結(jié)束時(shí)加入。

4.3邦定后涂膜金屬閃爍效果下降

邦定后涂膜表面金屬顏料粒徑變細(xì)，從而造成涂膜表面的金屬閃爍效果下降，其主要是邦定時(shí)間過長、返邦定次數(shù)過多或運(yùn)行頻率過高等原因造成的。

因?yàn)橹楣忸伭蠟樵颇阜鄹邷仂褵频茫馁|(zhì)很脆，在邦定過程中易打碎變細(xì)。因此對(duì)于珠光型金屬粉末涂料，需要適當(dāng)?shù)慕档桶疃C(jī)的運(yùn)行頻率或縮短邦定時(shí)間。

4.4邦定后涂膜耐堿性能下降

通常加入鋁粉顏料的金屬粉末涂料，邦定后涂膜耐堿性能比邦定前差。這是由于為了增加鋁銀粉的耐酸堿性能，通常對(duì)鋁銀粉進(jìn)行二氧化硅、丙烯酸樹脂等包覆處理。

而在邦定過程中，邦定機(jī)槳葉的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)破換這層保護(hù)膜，使得金屬粉末涂料涂膜在邦定后耐堿性能下降。

4.5不同批次顏色差異

在調(diào)底色時(shí)，盡可能的把底色色相往面色靠攏，這樣可以減少金屬顏料對(duì)最終產(chǎn)品顏色的影響，從而保證不同批次間產(chǎn)品顏色的穩(wěn)定性。

5、結(jié)束語

綜上所述，要保證金屬粉末涂料的質(zhì)量，金屬顏料的質(zhì)量與生產(chǎn)、邦定工藝的控制非常重要。提高金屬粉末涂料產(chǎn)品的質(zhì)量不僅需要完善生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備、施工設(shè)施的穩(wěn)定性，也要不斷加強(qiáng)技術(shù)人員與操作人員的職業(yè)技能。

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