CN108676404A - 一种高仿金属粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高仿金属粉末涂料及其制备方法，所述高仿金属粉末涂料，包括以下原料：快组份A，慢组份B，表面活性剂，金属粉颜料；本发明还提供一种制备方法，将快组份A，慢组份B进行配料、高速混合、经熔融挤出、压片、冷却、破碎成片料，再加入表面活性剂混合制得底粉，最后与金属粉颜料进行邦定处理即可。本发明制备的高仿金属粉末涂料，可以添加的金属颜料量较大，金属感较强，且在后期喷涂过程中不堵枪、不吐粉，流平性极好，是一款“油改粉”的理想替代产品。

Description

一种高仿金属粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于粉末涂料制备技术领域，具体涉及一种高仿金属粉末涂料及其制备方法。

背景技术

由于喷涂金属漆VOC排放量大、治污难度高，很多金属电镀厂已经采用金属粉末来代替，其涂层效果比较理想。近年来，由于粉末涂料具有接近零VOC排放的优点，在涂料、涂装行业成为了快速发展的领域。在当前国家绿色环保可持续发展的背景下更驱动了它的快速发展。国外铝合金轮毂大多数采用金属闪光粉末涂料来涂装，它外观光滑、闪亮、机械性能也好。国内使用的金属粉末涂料大多数是进口的，目前国外主要采用黏结法制造金属粉末涂料，金属颜料与底粉不易分离、施工性能好、易回收，但是投资大、设备昂贵，国内极少厂家采用此方法。在国内生产金属粉末的厂家不多，技术比较高的是一些合资厂，他们采用一般干混法来制造，效果也很好。

金属粉末涂料生产包括熔融挤出法、干混法以及邦定技术。熔融挤出法与传统的粉末制备工艺一致，只是在原料中加入了金属颜料，然后高速预分散、熔融挤出、压片破碎、磨粉筛分而制成成品，这种方法工艺虽然简单，金属粉与基粉得到均匀混合，但是生产工艺存在高温基础以及高温剪切，容易造成金属表面氧化、金属粒片破碎变形，喷涂过后的型材往往得不到理想的金属效果。干混法是将金属粉加入预先制备好的底粉中，通过高速混合制成成品，这种方法的优点是金属粉末不容易被破坏，喷涂后的金属效果充分发挥，其明显不足是金属粉与底粉的分离现象很明显，尤其在喷涂过程中由于重力、形状、带电量与基粉颗粒不一致，造成型材表面色差、金属效果不一致，同时容易对粉泵、文丘管、喷枪电极针、扁平枪嘴造成磨损。

邦定技术是在干混法的的基础上改进而来的，金属粉与底粉混合均匀后，在惰性气体保护下，将温度均匀稳定的升到树脂软化点，使底粉颗粒与金属粉颗粒相互粘附，甚至部分包裹金属粒片，从而使金属粉与基粉物化性能趋于一致，使喷涂过程中，金属粉能够良好的分散在型材表面，达到较好的金属效果。

但是目前国内企业主要采用的邦定技术升温方法是靠绑定机旋转的叶片与底粉之间相互摩擦生热升温进行的，升温转速一般设定在1400rmp左右，用这种方法升温的底粉和金属颜料受热温度并不均匀，因此局部升温过高时底粉易结块、焦化，甚至导致绑定失败，效果不好。此外，由于金属颜料与粉末涂料中的其他物质的导电性能差别很大，当添加金属粉颜料份量越大时，越容易造成珠光或金属粉赌枪、吐粉及流平不佳状况，给喷涂施工工艺带来很多难题；当添加金属粉颜料含量过低时，则难以达到满意的金属效果，金属感较差。且由于工艺配方和工艺技术限制，市场上的金属粉末涂料的珠光或金属粉添加量一般都控制在3%以内，由于添加量有限，导致产品的金属感不够强，难以满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高仿金属粉末涂料及其制备方法，通过在配方以及生产工艺上进行改进，制备生产出一种高仿金属粉末涂料，不仅可以比市场上其他金属粉末涂料添加较多的金属粉颜料，金属感较强，而且在后期喷涂过程中不赌枪，不吐粉，还具有优异的流平性特点，解决市场上现有金属粉添加珠光或金属粉颜料不能太多，太多会导致堵枪、吐粉、流平不好和金属感不强等问题，是一款“油改粉”的理想替代产品。

本发明通过以下技术方案得以实现。

一种高仿金属粉末涂料，包括以下原料：快组份A，慢组份B，表面活性剂，金属粉颜料；所述快组份A，以质量百分比为单位，包括：快组份树脂65~80%，TGIC 7~9%，流平剂 2~5%，安息香0.3~0.8%，蜡粉1~5%，颜填料5~15%，白炭黑0.2~0.5%；所述慢组份B，以质量百分比为单位，包括：慢组份树脂75~90%，TGIC 3~5%，流平剂2~5%，安息香0.3~0.8%，蜡粉1~5%，颜填料5~15%，白炭黑0.2~0.5%；所述金属粉颜料的粒径为5~120μm。

优选地，所述快组份A中快组份树脂的反应性为70~80s（180℃，s）。

优选地，所述慢组份B中慢组份树脂的反应性为600~660s（180℃，s）。

优选地，所述金属粉颜料包括珠光颜料和金属粉；所述金属粉包括红铜金属粉、黄铜金属粉、紫铜金属粉中的一种。

本发明还提供一种高仿金属粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）底粉的制备：分别按快组份A和慢组份B的配方，将各类原料按上述质量百分比进行配料，然后分别加入高速混合机中混合；

（2）熔融挤出：将（1）中混合均匀的原料放入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎成快组份A片料和慢组份B片料；

（3）研磨粉碎：将（2）中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合，再加入表面活性剂混合均匀后，置于ACM磨粉机中，磨粉过筛，制得底粉备用；

（4）金属粉邦定：将底粉与5~12%的金属粉颜料按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理，过筛后即可制得成品。

优选地，所述步骤（3）中表面活性剂的添加量按质量百分比，占总片料的0.3~1%。

优选地，所述步骤（3）中底粉粒径为60~120 μm。

优选地，所述步骤（4）中的“低速分段升温邦定法”具体操作是指：先将底粉加入到邦定锅中，然后以1000 rmp进行搅拌升温至45℃，接着以900rmp进行搅拌升温至50℃，再以800rmp进行搅拌升温至54℃；继续以700 rmp进行搅拌升温至57℃；然后再以650rmp进行搅拌升温至60℃；最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度，到达设定的邦定温度后，调节转速至400rmp，然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定一定时间，最后以350rmp搅拌冷却到40℃以下，冷却过筛，即可制得成品。

优选地，所述邦定温度设定在61~75℃。

优选地，所述邦定时间设定为80~120s。

本发明的有益效果在于：

1、本发明制备的高仿金属粉末涂料与市场上的其他金属粉末涂料相比，在配方和工艺上进行改进，可以添加较多的金属粉颜料，金属感极强，且在后期喷涂中不赌枪，不吐粉，具有优异的流平性能特点，解决了市场上现有的金属粉颜料添加量不能太多，太多会导致堵枪、吐粉、流平不好且金属感很弱等问题。

2、本发明在配方上根据树脂成分以及反应性不同的特性，将快、慢组份树脂分别进行配比制作片料，然后再加入表面活性剂进行混合制成底粉，这样制得的底粉在后面邦定过程中可以获得更好的流平性，与金属粉颜料混合得更均匀，更充分。

3、本发明在工艺上采用独创的“低速分段升温邦定法”进行金属粉邦定，

采用分段降速进行逐渐升温搅拌邦定，可以先让底粉一边加热一边充分混合均匀，当达到预设定的邦定温度时，加入金属粉颜料，然后以低速进行金属粉邦定，

避免了由于高温、高速剪切造成金属颜料表面氧化，喷涂后颜色灰暗，无金属光泽；同时低速低温邦定底粉和金属颜料受热温度均匀，避免了局部升温过高造成底粉结块、焦化，甚至导致绑定失败。采用本发明的工艺技术绑定后的金属粉末流动性好，金属粉颜料不容易被破坏，粉末粒子状态更加均匀，粒子稳定性良好，后期喷涂过程中施工性能更好，涂层色泽均一，达到较好的金属效果，上粉率达到90%以上。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1

一种高仿红铜金属粉末涂料，包括以下原料：快组份A，慢组份B，表面活性剂，珠光颜料、红铜金属粉；所述快组份A，以质量百分比为单位，包括：快组份树脂65%，反应性为70s（180℃，s），TGIC 7%，流平剂 5%，安息香0.8%，蜡粉5%，颜填料15%，白炭黑0.5%；所述慢组份B，以质量百分比为单位，包括：慢组份树脂90%，反应性为600s（180℃，s），TGIC 5%，流平剂2%，安息香0.3%，蜡粉1%，颜填料5%，白炭黑0.2%；所述珠光颜料和红铜金属粉的粒径为5~120μm；

一种高仿红铜金属粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）底粉的制备：分别按快组份A和慢组份B的配方，将各类原料按上述质量百分比进行配料，然后分别加入高速混合机混合；

（2）熔融挤出：将（1）中混合均匀的原料放入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎成快组份A片料和慢组份B片料；

（3）研磨粉碎：将（2）中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合，再加入0.3%的表面活性剂混合均匀后，置于ACM磨粉机中，磨粉过筛，制得底粉备用，底粉粒径为60~120μm；

（4）金属粉邦定：将底粉与5%的珠光颜料和红铜金属粉按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理，先将底粉加入到邦定锅中，然后以1000 rmp进行搅拌升温至45℃，接着以900rmp进行搅拌升温至50℃，再以800rmp进行搅拌升温至54℃；继续以700 rmp进行搅拌升温至57℃；然后再以650rmp进行搅拌升温至60℃；最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度61℃，到达设定的邦定温度后，转速调至400rmp，然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定80s，最后以350rmp搅拌冷却到40℃以下，冷却过筛，即可制得成品。

实施例2

一种高仿黄铜金属粉末涂料，包括以下原料：快组份A，慢组份B，表面活性剂，珠光颜料、黄铜金属粉；所述快组份A，以质量百分比为单位，包括：快组份树脂80%，反应性为80s（180℃，s），TGIC 9%，流平剂2%，安息香0.3%，蜡粉1%，颜填料5%，白炭黑0.2%；所述慢组份B，以质量百分比为单位，包括：慢组份树脂75%，反应性为660s（180℃，s），TGIC 3%，流平剂5%，安息香0.8%，蜡粉5%，颜填料15%，白炭黑0.2%；所述珠光颜料和黄铜金属粉的粒径为5~120μm；

一种高仿黄铜金属粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）底粉的制备：分别按快组份A和慢组份B的配方，将各类原料按上述质量百分比进行配料，然后分别加入高速混合机混合；

（2）熔融挤出：将（1）中混合均匀的原料放入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎成快组份A片料和慢组份B片料；

（3）研磨粉碎：将（2）中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合，再加入1%的表面活性剂混合均匀后，置于ACM磨粉机中，磨粉过筛，制得底粉备用，底粉粒径为60~120μm；

（4）金属粉邦定：将底粉与10%的珠光颜料和黄铜金属粉按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理，先将底粉加入到邦定锅中，然后以1000 rmp进行搅拌升温至45℃，接着以900rmp进行搅拌升温至50℃，再以800rmp进行搅拌升温至54℃；继续以700 rmp进行搅拌升温至57℃；然后再以650rmp进行搅拌升温至60℃；最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度65℃，到达设定的邦定温度后，转速调至400rmp，然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定90s，最后以350rmp搅拌冷却到40℃以下，冷却过筛，即可制得成品。

实施例3

一种高仿紫铜金属粉末涂料，包括以下原料：快组份A，慢组份B，表面活性剂，珠光颜料、紫铜金属粉；所述快组份A，以质量百分比为单位，包括：快组份树脂70%，反应性为75s（180℃，s），TGIC 8%，流平剂 3%，安息香0.5%，蜡粉3%，颜填料8%，白炭黑0.3%；所述慢组份B，以质量百分比为单位，包括：慢组份树脂85%，反应性为630s（180℃，s），TGIC 4%，流平剂4%，安息香0.4%，蜡粉4%，颜填料7%，白炭黑0.4%；所述珠光颜料和紫铜金属粉的粒径为5~120μm；

一种高仿紫铜金属粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）底粉的制备：分别按快组份A和慢组份B的配方，将各类原料按上述质量百分比进行配料，然后分别加入高速混合机混合；

（2）熔融挤出：将（1）中混合均匀的原料放入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎成快组份A片料和慢组份B片料；

（3）研磨粉碎：将（2）中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合，再加入0.5%的表面活性剂混合均匀后，置于ACM磨粉机中，磨粉过筛，制得底粉备用，底粉粒径为60~120μm；

（4）金属粉邦定：将底粉与12%的珠光颜料和紫铜金属粉按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理，先将底粉加入到邦定锅中，然后以1000 rmp进行搅拌升温至45℃，接着以900rmp进行搅拌升温至50℃，再以800rmp进行搅拌升温至54℃；继续以700 rmp进行搅拌升温至57℃；然后再以650rmp进行搅拌升温至60℃；最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度70℃，到达设定的邦定温度后，转速调至400rmp，然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定100s，最后以350rmp搅拌冷却到40℃以下，冷却过筛，即可制得成品。

实施例4

一种高仿闪光金属粉末涂料，包括以下原料：快组份A，慢组份B，表面活性剂，珠光颜料、铝银粉；所述快组份A，以质量百分比为单位，包括：快组份树脂75%，反应性为75s（180℃，s），TGIC 8.5%，流平剂 4.5%，安息香0.6%，蜡粉4%，颜填料12%，白炭黑0.4%；所述慢组份B，以质量百分比为单位，包括：慢组份树脂80%，反应性为640s（180℃，s），TGIC 4.5%，流平剂5%，安息香0.4%，蜡粉3%，颜填料10%，白炭黑0.5%；所述珠光颜料和铝银粉的粒径为5~120μm；

一种高仿闪光金属粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）底粉的制备：分别按快组份A和慢组份B的配方，将各类原料按上述质量百分比进行配料，然后分别加入高速混合机混合；

（2）熔融挤出：将（1）中混合均匀的原料放入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎成快组份A片料和慢组份B片料；

（3）研磨粉碎：将（2）中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合，再加入0.8%的表面活性剂混合均匀后，置于ACM磨粉机中，磨粉过筛，制得底粉备用，底粉粒径为60~120μm；

（4）金属粉邦定：将底粉与8%的珠光颜料和铝银粉按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理，先将底粉加入到邦定锅中，然后以1000 rmp进行搅拌升温至45℃，接着以900rmp进行搅拌升温至50℃，再以800rmp进行搅拌升温至54℃；继续以700 rmp进行搅拌升温至57℃；然后再以650rmp进行搅拌升温至60℃；最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度75℃，到达设定的邦定温度后，转速调至400rmp，然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定120s，最后以350rmp搅拌冷却到40℃以下，冷却过筛，即可制得成品。

对比例1

一种红铜金属粉末涂料，包括以下原料：树脂，表面活性剂，珠光颜料、红铜粉；按单组份配方生产制作底粉，其他条件和实施例1一致。

对比例2

一种黄铜金属粉末涂料，在制备过程中的金属粉邦定方法采用在60℃以下，采用1400rmp邦定10min，其他条件和实施例2一致。

将实施例1-4以及对比例1-2所制备出的粉末涂料，按常规方法进行喷涂，再进行性能测试，测试结果如下表所述：

表1性能测试结果

	流平性等级（1-7）	光泽（%）	喷涂难易情况	外观
					实施例1	7	13.5	易喷涂不堵枪、不吐粉不起粉堆	光滑平整、金属感强
实施例2	7	13.6	易喷涂不堵枪、不吐粉不起粉堆	光滑平整、金属感很强
					实施例3	6	15.1	易喷涂不堵枪、不吐粉不起粉堆	光滑平整、金属感极强
实施例4	6	14.2	易喷涂不堵枪、不吐粉不起粉堆	光滑平整、金属感较强
					对比例1	3	68.1	易喷涂、不堵枪、不吐粉	严重橘皮、金属感弱
对比例2	6	16.3	无法喷涂、堵枪、吐粉、起粉堆	金属感弱

从实施例1-实施例4的结果来分析，本发明制备出的粉末涂料，应用到实际生产过程中时，流平性在6级以上，表面光滑平整，且易于涂装。

从实施例1和对比例1的性能测试结果，可以看出，在配方上如果利用树脂双组份，其消光效果较好，且可获得十分优异的表面流平，否则光泽较高，流平也不好，加上表面活性剂对底粉、金属颜料的表面活性作用和利用“低速分段升温邦定法”邦定后所得的成品；不但可以获得极好的消光流平性，而且外观更光滑平整，易于喷涂，上粉率很高。

从实施例2和对比例2的检测结果，可以看出，对比例2在配方上利用了双组份的特性其消光流平性很好，但由于常规的邦定方法效果并不好，所以造成堵枪、吐粉等情况发生，由于金属颜料无法均匀分布到工件表面上，金属感也不强。

以上内容是结合具体的优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高仿金属粉末涂料，其特征在于，包括以下原料：快组份A，慢组份B，表面活性剂，金属粉颜料；所述快组份A，以质量百分比为单位，包括：快组份树脂65~80%，TGIC 7~9%，流平剂 2~5%，安息香0.3~0.8%，蜡粉1~5%，颜填料5~15%，白炭黑0.2~0.5%；所述慢组份B，以质量百分比为单位，包括：慢组份树脂75~90%，TGIC 3~5%，流平剂2~5%，安息香0.3~0.8%，蜡粉1~5%，颜填料5~15%，白炭黑0.2~0.5%；所述金属粉颜料的粒径为5~120μm。

2.根据权利要求1所述的高仿金属粉末涂料，其特征在于，所述快组份A中快组份树脂的反应性为70~80s（180℃，s）。

3.根据权利要求1所述的高仿金属粉末涂料，其特征在于，所述慢组份B中慢组份树脂的反应性为600~660s（180℃，s）。

4.根据权利要求1所述的金属粉末涂料，其特征在于，所述金属粉颜料包括珠光颜料和金属粉；所述金属粉包括红铜金属粉、黄铜金属粉、紫铜金属粉中的一种。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的高仿金属粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）底粉的制备：分别按快组份A和慢组份B的配方，将各类原料按上述质量百分比进行配料，然后分别加入高速混合机中混合；

（2）熔融挤出：将（1）中混合均匀的原料放入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎成快组份A片料和慢组份B片料；

（3）研磨粉碎：将（2）中破碎好的快组份A片料和慢组份B片料进行混合，再加入表面活性剂混合均匀后，置于ACM磨粉机中，磨粉过筛，制得底粉备用；

（4）金属粉邦定：将底粉与5~12%的金属粉颜料按照“低速分段升温邦定法”进行邦定技术处理，过筛后即可制得成品。

6.根据权利要求5所述的高仿金属粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中表面活性剂的添加量按质量百分比，占总片料的0.3~1%。

7.根据权利要求5所述的高仿金属粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中底粉粒径为60~120 μm。

8.根据权利要求5所述的高仿金属粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的“低速分段升温邦定法”具体操作是指：先将底粉加入到邦定锅中，然后以1000 rmp进行搅拌升温至45℃，接着以900rmp进行搅拌升温至50℃，再以800rmp进行搅拌升温至54℃，继续以700 rmp进行搅拌升温至57℃，然后再以650rmp进行搅拌升温至60℃；最后以600rmp搅拌升温至预先设定好的邦定温度，到达设定的邦定温度后，调节转速至400rmp，然后打开阀门将金属粉颜料投进邦定锅中进行邦定一定时间，最后以350rmp搅拌冷却到40℃以下，冷却过筛，即可制得成品。

9.根据权利要求8所述的金属粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述的邦定温度设定在61~75℃。

10.根据权利要求8所述的高仿金属粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述的邦定时间设定为80~120s。