CN114384022A - 测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，效果粉末涂料组合物包括效果颜料和粉末涂料组合物；分别准备静电效果涂层和参考效果涂层，基于该效果涂层与参考效果涂层之间的差异对比判断效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性；本发明能够实现对效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的良好检测，且测试过程简单快速且测试成本低，非常适合应用在效果粉末涂料组合物的生产或后续喷涂回收过程中。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法。
背景技术
热固性粉末涂料因其具有绿色环保、能耗低、施工方便以及无(至少极低)VOC排放等优点，因而被广泛用于替代油漆以及水性漆来实现对各领域产品的防护装饰。进一步来说，效果粉末涂料作为热固性粉末涂料中的重要类型，其主要采用效果颜料与粉末涂料底粉通过邦定热粘接或干混或熔融挤出的方式制备得到，其应用的涂层不仅保持了涂膜的防护效果，而且通常具有金属的闪烁质感，具有优异的装饰效果，因而在很多领域都受到广泛应用。
由于效果粉末涂料在静电喷涂和回收过程中不可避免地会发生效果颜料和底粉发生至少一定程度的分离问题，即便是采用邦定工艺制备的效果粉末涂料也无法确保效果颜料100％地粘接在底粉上，这会直接影响效果粉末涂料在进行静电喷涂中的稳定性；其在静电喷涂过程中的稳定性也直接影响着进行回收粉使用时的稳定性。
因此，人们希望对效果粉末涂料的静电喷涂稳定性进行检测，现有的检测方法包括：a.电镜扫描法：通过电镜直观的观察效果颜料与底粉间的粘接效果,进而得出绑定效率；然而该方法显然不适合应用在实际生产过程，检测效率慢且设备成本高；b.旋风测试法：利用在旋风过程中，效果粉末涂料中的游离金属颗粒会被吸走，因此利用旋风分离装置来验证效果粉末涂料的分离现象，具体可通过对比旋风前后效果粉末涂料的涂层效果差异；由于单次旋风测试的时间长达约1小时，不仅费时费力，无法做到每批次的效果粉末涂料均做旋风测试，而且旋风测试依赖于实际所采用的静电喷涂条件，不能完全客观地反应产品的喷涂稳定性；c.高低压测试：效果粉末涂料在静电喷涂过程中，由于游离的金属颗粒与黏结好的金属粉末颗粒带电性不一致，导致采用不同电压(包括高压和低压条件)进行静电喷涂的涂层效果会有差异，进而来评估产品的喷涂稳定性；然而，在实际应用中，我们发现除了电压作为影响因素外，产品的喷涂稳定性还会受到气压、距离等因素影响，这也使得采用高低压测试来评估效果粉末涂料的喷涂稳定性存在较大的不确定性。
因此，本申请人希望寻求新的技术方案来实现对效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的测试评估。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，能够实现对效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的良好检测，且测试过程简单快速且测试成本低，非常适合应用在效果粉末涂料组合物的生产或后续喷涂回收过程中。
本发明采用的技术方案如下：
一种测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，所述效果粉末涂料组合物包括效果颜料和粉末涂料组合物；分别准备静电效果涂层和参考效果涂层，基于该效果涂层与参考效果涂层之间的差异对比判断所述效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性；其中，
所述静电效果涂层的制备方法包括如下制备步骤：
A10)、将所述效果粉末涂料组合物静电喷涂在基材上；
A20)、对所述效果粉末涂料组合物进行固化，得到所述静电效果涂层；
所述参考效果涂层的制备方法包括如下制备步骤：
B10)、将所述效果粉末涂料组合物在零电压条件下平铺在基材上；
B20)、对所述效果粉末涂料组合物进行固化，得到所述参考效果涂层。
优选地，所述静电效果涂层的固化条件与所述参考效果涂层的固化条件相同。
优选地，所述差异对比包括对影响涂层表面效果的至少1个因素进行对比，基于对比结果判断所述效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性。
优选地，当静电效果涂层和参考效果涂层之间的色差值越小，代表所述效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性越好。
优选地，所述参考效果涂层的不同位置膜厚差异不大于20微米；本申请全文涉及的膜厚测试标准依据为：ISO 2360-2017。
优选地，所述平铺的方式采用涂布和/或振动撒落。
优选地，通过涂布设备来控制所述效果粉末涂料在所述基材上的平铺厚度。
优选地，所述效果颜料包括金属粉和/或云母粉和/或珠光粉。
优选地，所述效果颜料占所述粉末涂料组合物重量份比例范围为0.2-15wt％。
优选地，所述效果颜料通过干混或熔融共挤出或绑定工艺与所述粉末涂料组合物混合为一体。
本申请特别设置了静电喷涂法和零电压条件下平铺法分别将效果粉末涂料组合物设置在基材上，然后通过固化后分别得到静电效果涂层和参考效果涂层，基于该静电效果涂层与参考效果涂层之间的差异对比判断效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性，本申请采用零电压条件下平铺法制作参考效果涂层，能够直接避免多种与其进行静电喷涂时有关联性的不稳定因素，包括电压、气压、带电性、吸尘等。本申请人经过大量且丰富的实际应用对比后发现，本申请能够实现对效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的良好检测，且测试过程简单快速且测试成本低，非常适合应用在效果粉末涂料组合物的生产或后续喷涂回收过程中。
本申请还提出了主要由左导向单元、右导向单元、涂布刮板以及涂布安装部组成的便携式涂布装置，在实际使用时，通过安装在左导向单元和右导向单元之间的设有涂布刮板来将粉末涂料组合物平铺在基材上，便于粉末涂料在基材上的均匀平铺效果；同时本申请提供的便携式涂布装置结构简单，且操作便捷。
附图说明
图1是本申请具体实施方式下便携式涂布装置1的结构示意图；
图2是图1的爆炸分解图；
图3是本申请具体实施方式下采用便携式涂布装置1将效果粉末涂料组合物在零电压条件下平铺在铝板上的状态示意图。
具体实施方式
本申请实施例提出了一种测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其中，效果粉末涂料组合物包括效果颜料和粉末涂料组合物(也可称为“底粉”)。由于本申请的创新内容在于提出针对效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的测试方法，因此，对于其具体采用的效果颜料类型以及粉末涂料组合物没有任何需要特别限定的内容；具体来说，在实际实施中，粉末涂料组合物所采用的树脂体系可以为任意公知的热固性树脂，本实施例对其不做任何限定，例如：可以采用聚酯树脂(包括羧基型聚酯树脂和羟基型聚酯树脂)、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂或其他公知的热固性树脂中的任意一种或几种的混合；可以根据所采用的树脂类型来选择合适的任意公知固化剂；当然地，同样属于公知常识的是，还可以选择在粉末涂料组合物中添加公知的流平剂、脱气剂、抗氧剂、分散剂、颜料、染料、填料、助流剂、蜡、稳定剂、催化剂或其他助剂等，这些都是本领域技术人员的常规技术选择。在制备粉末涂料组合物时，可通过原料混合、熔融挤出以及破碎等公知工序制备得到，当然也可以采用其他公知制备工艺来得到本实施例的粉末涂料组合物，本申请对其制备工艺同样没有特别限定之处。
在本实施方式中，效果颜料可以采用任意公知的公知效果颜料；优选地，为了获得良好的涂层效果，在本实施方式中，效果颜料包括金属粉和/或云母粉和/或珠光粉，具体可以选择任意公知的金属粉(例如铝粉、银粉等)、公知的云母粉、公知的珠光粉等；其中，效果颜料通过干混或熔融共挤出或绑定工艺或其他合适的工艺与粉末涂料组合物混合为一体；优选地，在本实施方式中，效果颜料占粉末涂料组合物重量份比例范围为0.2-15wt％，更优选为0.5-6wt％；当然也可以根据实际应用需要选择其他合适的效果颜料重量份比例，本实施例对其不做特别限定。
本实施例的方法包括：分别准备静电效果涂层和参考效果涂层，基于该效果涂层与参考效果涂层之间的差异对比判断效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性；其中，本实施例静电效果涂层的制备方法包括如下制备步骤：
A10)、将效果粉末涂料组合物静电喷涂在基材上；
A20)、对效果粉末涂料组合物进行固化，得到静电效果涂层；
参考效果涂层的制备方法包括如下制备步骤：
B10)、将效果粉末涂料组合物在零电压条件下平铺在基材上(可请参见图3所示)；优选地，在本实施方式中，平铺的方式采用涂布和/或振动撒落，和/或可以通过涂布设备或其他工具来控制效果粉末涂料在基材上的平铺厚度；
B20)、对效果粉末涂料组合物进行固化，得到参考效果涂层；优选地，在本实施方式中，为了获得更加稳定可靠的差异对比的判断效果，参考效果涂层的不同位置膜厚差异不大于20微米。
优选地，为了实现便捷的平铺涂布效果，请进一步参见图1和图2所示，本实施例提出了一种便携式涂布装置1，包括涂布安装部10，涂布安装部10包括安装连接为一体的左导向单元11和右导向单元12，其中，在左导向单元11和右导向单元12之间设有用于将粉末涂料组合物平铺在基材上的涂布刮板20；优选地，为了便于各导向单元的安装紧凑性，在本实施方式中，左导向单元11和右导向单元12的内侧分别设有滑动槽15，涂布刮板20的两侧分别滑动安装在滑动槽15内；优选地，在本实施方式中，涂布刮板20的底部呈刃口状，利于对效果粉末涂料组合物在基材上的平铺效果。
优选地，为了对涂布刮板20的安装高度进行灵活调节，进而利于效果粉末涂料组合物在基材上的平铺均匀度，在本实施方式中，涂布安装部10安装有高度调节模块30；涂布刮板20与高度调节模块30安装连接，且上下高度可调地安装在左导向单元11和右导向单元12之间；具体优选地，为了实现便捷化调节操作，在本实施方式中，高度调节模块30包括位于涂布刮板20上方的调节旋钮30a，30b，调节旋钮30a，30b的下端部与涂布刮板20接触配合，通过旋转调节旋钮30a，30b可调节涂布刮板20在涂布安装部10上的安装高度；具体优选地，在本实施方式中，调节旋钮30a，30b的数量不少于2个，呈左右间隔状安装在涂布安装部10上，调节旋钮30a，30b呈圆柱状；优选地，为了便于观察实时调节高度，在本实施方式中，调节旋钮30a，30b的上端部设有用于标记调节高度的刻度线，具体优选地，刻度线的分度值为1-5微米。
优选地，为了利于紧凑且稳定的安装效果，在本实施方式中，左导向单元11和右导向单元12在位于上方的一侧通过中间安装单元13进行安装连接，同时在位于下方的另一侧通过安装柱14进行安装连接。
优选地，为了尽可能避免引入对于测试结果产生影响的其他不确定因素，在本实施方式中，静电效果涂层的固化条件与参考效果涂层的固化条件相同。根据粉末涂料组合物所采用的树脂体系来选择其合适的固化条件，本实施例对其不做任何限定。优选地，在本实施方式中，静电效果涂层和参考效果涂层的膜厚范围为60-120微米，更优选为60-90微米，更进一步优选为65-80微米。优选地，基于如上同样的理由，在本实施方式中，静电效果涂层所应用的基材与参考效果涂层的基材相同，其中，基材建议优选为金属材质基材，具体如铝基材或铁基材或其他合适的金属材质基材。
优选地，在本实施方式中，差异对比包括对影响涂层表面效果的至少1个因素进行对比，基于对比结果判断效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性；其中，用于差异对比的因素可以采用色差(包括黑色和白色)和/或金属闪烁度和/或光泽度和/或表面状态(例如：平面或纹理)和/或其他能够定义效果涂层外观效果的相关参数，本实施例对其不做唯一限定。在原则上来说，还可以使用影响涂层外观效果的任何其他因素进行比较。具体来说，优选地，当采用色差对比时，可以参照测试标准：ASTM D2244-16；当采用金属闪烁度和/或表面状态对比时，可以参照测试标准：GB 9761-88；当采用光泽度对比时，可以参照测试标准：ISO 2813-2014，具体测试条件可以优选采用：60°测试角或20°测试角。
进一步优选地，为了便于便捷化操作且利于提高对比效率，在本实施方式中，对比因素采用色差对比。可通过目视检查或色差仪来进行比较，优选使用色差仪。当静电效果涂层和参考效果涂层之间的色差值越小，代表效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性越好；具体优选地，为了避免采用人工肉眼观察对比引起的不确定性，在本实施方式中，所涉及的色差测试均采用型号为Datacolor DC850的色差仪来自动测试涂层的色差，参考的测试标准为ASTM D2244-16。
为了验证本申请的实施技术效果，本申请特别设置了以下对比测试：
首先，本申请人选取8个采用来自
中国的039系列、029系列、049系列以及629系列的粉末涂料组合物产品作为粉末涂料组合物(通常称为“底粉”)配方，然后向各底粉中添加不同比例的铝粉和/或珠光粉(其添加重量份具体如参见下表1)，通过常规的绑定工艺分别实现铝粉和/或珠光粉与其对应底粉的粘接复合，进而分别得到8个效果粉末涂料组合物产品。Firstly,
具体优选地，在本实施方式中，底粉配方1、底粉配方2、底粉配方3、底粉配方4、底粉配方5、底粉配方6、底粉配方7以及底粉配方8分别采用老虎中国对外公开销售的产品，产品号分别为：
62990621、
03940673、
04992859、
02992213、
04992975、
03977869、
03994021、
03994338；铝粉型号具体选用来自SCHLENK的
8500HC，珠光粉型号具体选用来自MERCK的
T20-01WNT。
具体优选地，在本实施方式中，所采用的绑定工艺具体优选包括如下步骤：
S10)、预先将底粉置于邦定设备中；
S20)、在惰性气体保护氛围下，启动邦定设备的搅拌功能，通过搅拌摩擦生热使邦定设备中的底粉温度升高，使得底粉达到绑定工艺所需的热粘接温度，具体优选地，热粘接温度设置在60℃并保持该温度；
S30)、将铝粉和/或珠光粉置于邦定设备中保持3分钟；
S40)、将完成绑定工艺的物料从邦定设备中放料，经冷却后得到效果粉末涂料组合物产品。
当然地，在本申请的其他实施方式中，可以具体选用其他配方作为底粉，和/或选用其他效果颜料作，和/或选择具有步骤变化的绑定工艺，本申请对其不做特别限定，这些实施内容的变化均不会影响本申请的技术效果。
分别将以上8个底粉以及8个效果粉末涂料组合物产品分别保存，用于进行以下对比测试。
采用8个如上得到的效果粉末涂料组合物产品按照如本实施例以上所述的参考效果涂层制备方法分别在A5规格的铝板(经过预处理)上制作得到参考效果涂层，其中，所采用的固化条件统一设置为200℃@10分钟；各参考效果涂层的膜厚范围均在65-80微米，且单个参考效果涂层的不同位置膜厚差异不大于20微米；通过型号为Datacolor DC850的色差仪分别对单个参考效果涂层的不同区域进行色差对比，同一铝板的参考效果涂层不同区域色差均小于0.2；从以上可知，本实施例提供的参考效果涂层具有良好的色差均匀度。
采用8个如上得到的效果粉末涂料组合物产品按照如本实施例以上所述的静电效果涂层制备方法分别在铝板上制作得到静电效果涂层。
为了对比旋风测试法的结果，采用8个如上得到的效果粉末涂料组合物产品分别通过现有技术的旋风分离法得到8个旋风分离后的效果粉末涂料组合物，然后参照如本实施例所述的静电效果涂层制备方法在铝板上制作得到旋风效果涂层。
为了进一步验证本申请提供色差对比结果的真实性，本申请还将以上8个底粉参照如本实施例以上所述的静电效果涂层制备方法在铝板上制作得到底粉涂层。
为了利于对比结果的精确性，以上各静电效果涂层、各参考效果涂层、各旋风效果涂层以及各底粉涂层均采用相同规格的铝板，所采用的固化条件统一设置为200℃@10分钟，且采用的加热固化方式，各涂层的膜厚均控制在65-80微米左右。
均以静电效果涂层作为标准板涂层，通过型号为Datacolor DC850的色差仪对以上参考效果涂层、旋风效果涂层以及底粉涂层分别进行色差对比，结果请参见下表1：
表1参考效果涂层、旋风效果涂层、底粉涂层与标准板涂层之间的色差对比表
通过上表1可看出，对于同一个效果粉末涂料组合物，旋风效果涂层和参考效果涂层的色差对比结果相差较大。具体来说，当底粉涂层与静电效果涂层的色差DE较大时，具体是指当底粉配方1、底粉配方2以及底粉配方3中，当其对应的底粉涂层与静电效果涂层的色差DE>10时，其对应的参考效果涂层与静电效果涂层的色差DE也会较大，且通过目视也可明显发现色差大，然而其对应的旋风效果涂层色差DE却始终保持<1，不符合真实情况，因此可验证采用旋风测试法作为效果粉末涂料组合物在静电喷涂时稳定性的评估方法无法反应真实情况；而本申请采用的参考效果涂层能够真实反应其对应效果粉末涂料组合物在静电喷涂时的稳定性。
为了提高生产效率，在效果粉末涂料的生产过程中，通常不会对底粉进行色差对比测试，因此无法判断底粉的配方设计是否存在缺陷。令人惊喜的是，通过本申请提供的方法还可以进一步辅助判断底粉配方设计是否存在缺陷，例如，当发现参考效果涂层与静电效果涂层的色差DE大时，可将底粉配方设计存在缺陷作为影响因素之一，进而利于对底粉配方设计进行改善。
本实施例采用零电压条件下平铺法制作参考效果涂层，能够直接避免多种与其进行静电喷涂时有关联性的不稳定因素，包括电压、气压、带电性、粒径、吸尘等；而且本申请人经过了大量且丰富的实际应用对比，可验证本申请能够实现对效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的良好检测，且测试过程简单快速且测试成本低，非常适合应用在效果粉末涂料组合物的生产或后续喷涂回收过程中。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，所述效果粉末涂料组合物包括效果颜料和粉末涂料组合物；其特征在于，分别准备静电效果涂层和参考效果涂层，基于该效果涂层与参考效果涂层之间的差异对比判断所述效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性；其中，
所述静电效果涂层的制备方法包括如下制备步骤：
A10)、将所述效果粉末涂料组合物静电喷涂在基材上；
A20)、对所述效果粉末涂料组合物进行固化，得到所述静电效果涂层；
所述参考效果涂层的制备方法包括如下制备步骤：
B10)、将所述效果粉末涂料组合物在零电压条件下平铺在基材上；
B20)、对所述效果粉末涂料组合物进行固化，得到所述参考效果涂层。
2.根据权利要求1所述测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，所述静电效果涂层的固化条件与所述参考效果涂层的固化条件相同。
3.根据权利要求1测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，所述差异对比包括对影响涂层表面效果的至少1个因素进行对比，基于对比结果判断所述效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性。
4.根据权利要求1或3所述测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，当静电效果涂层和参考效果涂层之间的色差值越小，代表所述效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中的应用稳定性越好。
5.根据权利要求1测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，所述参考效果涂层的不同位置膜厚差异不大于20微米。
6.根据权利要求1测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，所述平铺的方式采用涂布和/或振动撒落。
7.根据权利要求1测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，通过涂布设备来控制所述效果粉末涂料在所述基材上的平铺厚度。
8.根据权利要求1测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，所述效果颜料包括金属粉和/或云母粉和/或珠光粉。
9.根据权利要求1测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，所述效果颜料占所述粉末涂料组合物重量份比例范围为0.2-15wt％。
10.根据权利要求1测试效果粉末涂料组合物在静电喷涂过程中应用稳定性的方法，其特征在于，所述效果颜料通过干混或熔融共挤出或绑定工艺与所述粉末涂料组合物混合为一体。
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