CN102250532A - 高装饰型彩合金粉末涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高装饰型彩合金粉末涂料，分为银粉层和透明粉层，其原料组分分别为：(1)银粉层：6:4型聚酯、E-12环氧树脂、助剂、迁移颜料、沉淀硫酸钡；(2)透明粉层：TGIC型聚酯、TGIC、丙烯酸流平剂、安息香。该涂料利用颜料迁移原理，分为银粉层和透明粉层，通过两次涂装可得到金属底漆外罩透明色漆的效果。本彩合金粉末涂料通过两遍涂装完成最终涂装效果，其中底层为银粉层，主要起到遮盖及承载颜料的作用；底层涂装后在表面罩透明粉，透明粉固化时产生颜料迁移推动力，使颜料迁移至透明粉层，最终得到银底高光泽色漆效果。

Description

高装饰型彩合金粉末涂料
技术领域
本发明属于涂料领域，特别涉及一种高装饰型彩合金粉末涂料。
背景技术
目前市场中使用的粉末涂料虽然通过两遍喷涂使用银粉做底加罩半透明色漆调整颜色能够得到较好的效果，但由于有机颜料吸油量大使表层色漆流平度大大降低，并易伴随出现大量缩孔；同时，有机颜料在粉末涂料中的分散远低于在液体涂料中的分散度，使得粉末涂料半透明色漆颜色分布不均匀，极易出现涂层颜色深浅不一。
粉末涂料的颜料分散主要是通过初期预混、熔融挤出等手段，与液体涂料中的研磨工序相对比，颜料远达不到充分分散的程度，且粉末涂料熔融黏度较高，虽然加入大量助剂仍无法做到对颜料的充分润湿，同时，由于粉末涂料涂装工艺较为简易，所以除皱纹、沙纹、锤纹、龟纹、浮花等几种简单美术型品种外基本无法做到单一涂层中的颜色转换，颜色单一较大幅度的制约着粉末涂料在装饰性涂装方面的发展。
颜料迁移是指颜料从涂层内部转移至其他层面中去的过程，通常颜料的耐迁移度可分为5级，5级为无迁移，1级为严重迁移。在多遍涂装涂层中可迁移颜料会从原固化好的涂层迁移至其上层涂层中。由于迁移出的颜料会影响上层涂层的颜色效果，所以在生产及使用中颜料的耐迁移性多被要求为4级-5级，颜料的耐迁移性通常是选择颜料的重要指标，然而，颜料迁移同时具备多项优点：由于在涂层间涂层极性及高温所带来的迁移推动力是均衡的，所以颜料在迁移后的分散效果极佳，迁移后所得涂层颜色均一、稳定，同时，根据颜料使用量、迁移推动力影响因素的大小的调整可以有效的控制最终颜色的深浅，可得到颜色极浅但鲜映度较高的透明颜色。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高装饰型彩合金粉末涂料，该涂料利用颜料迁移原理，成功调制出色彩艳丽、均匀的粉末涂料透明色漆涂层，通过两次涂装可得到金属底漆外罩透明色漆的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高装饰型彩合金粉末涂料，该涂料利用颜料迁移原理，分为银粉层和透明粉层，其原料组分及重量份数分别为：
(1)银粉层：
Figure BDA0000074478290000011
(2)透明粉层：
Figure BDA0000074478290000022
而且，所述6:4型聚酯的酸价为45-60mg KOH/g，聚酯黏度指标要求为ICI黏度(175℃)50-60Po。
而且，所述E-12环氧树脂的环氧当量为710-875g/eq，玻璃化温度要求为88～92℃。
而且，所述助剂由20％～30％流平剂、15～20％润湿促进剂、9％～12％安息香、15～20％金属定向排列剂、20％～25％流动促进剂组成，混合均匀后投料。
而且，所述TGIC型聚酯的酸价为32-38mgKOH/g，聚酯黏度指标要求为ICI黏度(175℃)90-120Po。
而且，所述迁移颜料的耐迁移度为1级或2级，耐温为220℃以上。
而且，所述银粉层制备方法为：
(1)将银粉层所包含除铝粉外的各原料加入混料罐搅拌，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为一区50-65℃，二区90-100℃，三区100-110℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，喂料速度为35-45Hz，压片机制边后加入ACM磨，通过180目筛，将粉末粒径控制在36-42μm，降至室温过筛后为底粉待用；
(2)将制备好的底粉加入邦定锅中，在氮气保护下通过搅拌，底粉随着搅拌升温，当温度升至47℃时在3秒内加入银粉，高速邦定120-180秒后放至降温槽，温度降低至30℃后放料，经140目振动筛过筛后打包。
而且，所述透明粉层制备方法为：将透明粉层所包含的各原料组分置于高速搅拌罐中混合，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为一区60-70℃，二区95-105℃，三区100-110℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，喂料速度为35-45Hz，压片机制边后加入ACM磨，通过180目筛，将粉末粒径控制在32-36μm，降至室温过筛后打包。
而且，所述高装饰型彩合金粉末涂料的两涂层涂布步骤为：
在一喷室中进行银粉层的涂装，其固化条件为180℃/15分钟，银粉层喷涂厚度在60-100μm，充分固化后，将工件降温至60℃以下，然后在另一喷室中，进行透明粉层的涂装，其固化条件为200℃/12分钟，喷涂透明粉层后总膜厚应在100-150μm。
本发明的优点和积极效果是：
1、本彩合金粉末涂料通过两遍涂装完成最终涂装效果，其中底层为银粉层，主要起到遮盖及承载颜料的作用；底层涂装后，在其表面罩透明粉，透明粉固化时产生颜料迁移推动力，使颜料迁移至透明粉层，最终得到银底高光泽色漆效果。
2、本彩合金粉末涂料在保留粉末涂料优点的前提下得到液体涂料中金属底漆罩色漆再罩光的效果，产品经试验、生产及应用较为成熟，能够满足相应客户的需求。
3、本发明中颜料迁移理论的应用使粉末涂料在美术型方面的应用多了一种新的选择，该产品的提出具有较大的经济效益及社会效益，具有极大的市场发展和应用潜力。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1：
一种高装饰型彩合金粉末涂料，该涂料利用颜料迁移原理，成功调制出色彩艳丽、均匀的粉末涂料透明色漆涂层，通过两次涂装可得到金属底漆外罩透明色漆的效果，其原料组分及重量份数分别为：
(1)银粉层(底层)：
Figure BDA0000074478290000031
(2)透明粉层：
Figure BDA0000074478290000041
其中，6:4型聚酯的酸价为45-60mg KOH/g，聚酯黏度指标要求为ICI黏度(175℃)50-60Po，本实施例中采用杭州中法公司的6055；
E-12环氧树脂使用牌号为E-12的环氧，其环氧当量为710-875g/eq，玻璃化温度要求为88～92℃，本实施例中采用巴陵石化的CYD-014U；
助剂包括流平剂(聚丙烯酸酯型流平剂；占配方总量的0.8％-1.2％)
润湿促进剂(丙烯酸型润湿剂；占配方总量的0.5％-1％)
安息香(苯偶姻又称二苯乙醇酮，占配方总量的0.3％-0.6％)
金属定向排列剂(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；占配方总量的0.5％-1％)
流动促进剂(改性聚乙烯蜡；占配方总量的0.5％-1.2％)，
将以上各组分混合均匀后投料；
浮型铝粉为班德鲁公司的2081；
TGIC型聚酯为杭州中法公司的9336；
迁移颜料：颜料耐迁移度为1级或2级，耐温为220℃以上，包括柠檬黄Y2R、颜料红PR170以及颜料蓝757A，以上三种颜料根据不同比例实现彩合金涂料配色。
各涂层制备方法为：
银粉层制备方法：
(1)将银粉层所包含除铝粉外的各原料加入混料罐搅拌，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为一区50-65℃，二区90-100℃，三区100-110℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，喂料速度为35-45Hz，压片机制边后加入ACM磨，通过180目筛，将粉末粒径控制在36-42μm，降至室温过筛后为底粉待用；
(2)将制备好的底粉加入邦定锅中，在氮气保护下通过搅拌，底粉随着搅拌升温，当温度升至47℃时在3秒内加入银粉，高速邦定120-180秒后放至降温槽，温度降低至30℃后放料，经140目振动筛过筛后打包。
透明粉层制备方法为：将透明粉层所包含的各原料组分置于高速搅拌罐中混合，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为一区60-70℃，二区95-105℃，三区100-110℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，喂料速度为35-45Hz，压片机制边后加入ACM磨，通过180目筛，将粉末粒径控制在32-36μm，降至室温过筛后打包。
本高装饰型彩合金粉末涂料的使用方法为：
在一喷室中进行银粉层的涂装，其固化条件为180℃/15分钟，银粉层喷涂厚度在60-100μm，充分固化后，将工件降温至60℃以下，然后，在另一喷室中，进行透明粉层的涂装，其固化条件为200℃/12分钟，喷涂透明粉层后总膜厚应在100-150μm。最终涂层性能符合HG/T 2006-2006中所述要求，两个喷室应分离，避免造成交叉污染。
通过上述配方及制备方法，可得高装饰型彩合金粉末涂料1。
实施例2：
(1)银粉层(底层)：
Figure BDA0000074478290000051
(2)透明粉层：
Figure BDA0000074478290000052
其中，6:4型聚酯同实施例1；
E-12环氧树脂为国都化工的242；
助剂同实施例1；
浮型铝粉为爱卡公司的PC100；
TGIC型聚酯同实施例1；
迁移颜料同实施例1。
各涂层制备方法同实施例1。
通过上述配方及制备方法，可得高装饰型彩合金粉末涂料2。
需要说明的是，实施例1和实施例2中底层加入了一定量的浮型铝粉，所以底层最终涂装效果取决于所使用的银粉，所得效果为电镀银或者超白银，其中，按照实施例1中加入的浮型铝粉含量与其他组分总和含量比例，可使底层呈电镀银效果；按照实施例2中加入的浮型铝粉含量与其他组分总和含量比例，可使底层呈超白银效果。
通过以上两个实施例所述配比和方法得到的高装饰型彩合金粉末涂料，其性能检测结果见下表。
表1高装饰型彩合金粉末涂料的性能检测结果
透明粉层体系选材比较
表层选用装饰性较高的透明粉，透明粉拥有较高的光泽和漆膜饱和度，而且粉末涂料透明粉生产工艺较为成熟，涂装效果与液体涂料罩光漆相类似，是比较好的液体涂料替代品。常见透明粉分别为聚酯/环氧混合体系，聚酯/TGIC体系，聚酯/Primid体系，其配方如表2所示。
表2三种透明粉基本配方
  聚酯/环氧混合体系   聚酯/TGIC体系   聚酯/Primid体系
  6:4型聚酯   60   -   -
  E-12环氧   40   -   -
  TGIC型聚酯   -   93   -
  TGIC   -   7   -
  Primid型聚酯   -   -   95
  Primid型固化剂   -   -   5
  丙烯酸流平剂   1   1   1
  安息香   0.3   0.3   0.3
以上3种透明粉都能够得到透明度较高的涂层，且机械性能指标均高于热固型粉末涂料标准HG/T 2006-2006中的要求。但应用于本课题其相关指标对比见表3：
表3三种透明粉指标对比
Figure BDA0000074478290000071
上表中颜料迁移量为平行对比结论，根据表3所示，固化反应更为剧烈的Primid体系透明粉更利于颜料迁移，但由于其表面存在一定缺陷，同时本体系反应放热过大易造成换边，同时，反应过程中发出的大量小分子水所产生的缩孔无法去除。所以综合对比TGIC体系所得效果整体最优。
彩合金涂料的调色
上述3支迁移颜料(柠檬黄Y2R、颜料红PR170以及颜料蓝757A)为红、黄、蓝三原色，彩合金涂料的调试色主要通过此三种颜料的配比调整进行调色，颜料总量通常需要超过配方总量的0.2％，同时，由于颜色主要通过迁移完成着色，所以，可在制备三原色各自纯色后，再进行干混完成调色。
在底漆中调色与干混调色两种调色方法在生产中均能得到较好的调整灵敏度，但在底漆中调色会得到更加效果，而干混调色会大大降低涂装作业的施工难度，同时使渐变色涂装变为可能。
施工工艺影响
颜料迁移的主要的动力是温度，所以在粉末涂料固化时，其反应温度就是彩合金型粉末涂料的重要控制指标。所选双层体系中底漆为混合型体系，其固化温度为180℃下15min完成固化，而透明粉选用TGIC型体系是其固化温度为200℃下10min。透明粉固化时是发生颜料迁移的主要时间，在确保底漆固化完全的基础上涂装透明粉的固化温度越高对颜料迁移越有利，要求其反应温度应在200-230℃。
由于彩合金型粉末涂料对温度极为敏感，所以建议喷涂工件时需成套进行涂装以达到产品颜色均一。
应用领域
彩合金型粉末涂料现主要应用于自行车、钢木家具、户外围栏等行业，特别是在自行车行业，不但能够得到艳丽的装饰效果而且提高了自行车漆表面的机械性能及耐候性，同时解决了自行车使用粉末涂料无法内贴花的问题。在使用耐高温贴花后由于贴花有效的阻隔了迁移颜料在透明粉中的分散是的贴花的位置无着色效果，达到贴花的要求。
由于利用颜料迁移机理进行着色，不但能进行渐变处理，还可通过对涂有不同底漆的工件进行拼装后再罩透明粉可得到不连续变色涂层，丰富了美术型粉末涂料的涂装种类。

Claims (9)

1.一种高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：该涂料利用颜料迁移原理，分为银粉层和透明粉层，其原料组分及重量份数分别为：
(1)银粉层：
Figure FDA0000074478280000011
(2)透明粉层：
2.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述6:4型聚酯的酸价为45-60mg KOH/g，聚酯黏度指标要求为175℃时ICI黏度50-60Po。
3.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述E-12环氧树脂的环氧当量为710-875g/eq，玻璃化温度要求为88～92℃。
4.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述助剂由20％～30％流平剂、15～20％润湿促进剂、9％～12％安息香、15～20％金属定向排列剂、20％～25％流动促进剂组成，混合均匀后投料。
5.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述TGIC型聚酯的酸价为32-38mgKOH/g，聚酯黏度指标要求为175℃时ICI黏度90-120Po。
6.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述迁移颜料的耐迁移度为1级或2级，耐温为220℃以上。
7.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述银粉层制备方法为：
(1)将银粉层所包含除铝粉外的各原料加入混料罐搅拌，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为一区50-65℃，二区90-100℃，三区100-110℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，喂料速度为35-45Hz，压片机制边后加入ACM磨，通过180目筛，将粉末粒径控制在36-42μm，降至室温过筛后为底粉待用；
(2)将制备好的底粉加入邦定锅中，在氮气保护下通过搅拌，底粉随着搅拌升温，当温度升至47℃时在3秒内加入银粉，高速邦定120-180秒后放至降温槽，温度降低至30℃后放料，经140目振动筛过筛后打包。
8.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述透明粉层制备方法为：将透明粉层所包含的各原料组分置于高速搅拌罐中混合，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为一区60-70℃，二区95-105℃，三区100-110℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，喂料速度为35-45Hz，压片机制边后加入ACM磨，通过180目筛，将粉末粒径控制在32-36μm，降至室温过筛后打包。
9.根据权利要求1所述的高装饰型彩合金粉末涂料，其特征在于：所述高装饰型彩合金粉末涂料的两涂层涂布步骤为：
在一喷室中进行银粉层的涂装，其固化条件为180℃/15分钟，银粉层喷涂厚度在60-100μm，充分固化后，将工件降温至60℃以下，然后在另一喷室中，进行透明粉层的涂装，其固化条件为200℃/12分钟，喷涂透明粉层后总膜厚应在100-150μm。
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