摘要:本文作者根據(jù)20多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn),積累了丙烯酸粉末及金屬粉末涂料應(yīng)用的實(shí)例,提出丙烯酸金屬粉的配方設(shè)計(jì)理念,特別是在金屬漆改粉的新途徑。對(duì)其配方設(shè)計(jì)、成本、制造和噴涂應(yīng)用中的一些關(guān)鍵點(diǎn)做了闡述。拋磚引玉,希望通過(guò)這篇簡(jiǎn)述給大家以后丙烯酸應(yīng)用提供一些參考。相信在客戶(hù)和市場(chǎng)的需求推動(dòng)下,廣大粉末涂料研發(fā)人員通過(guò)丙烯酸體系的使用,金屬效果粉末涂料的表面效果更加的豐富多彩。
1 金屬粉末涂料及丙烯酸粉末體系基本簡(jiǎn)介
作為粉末涂料行業(yè)兩個(gè)“高顏值”產(chǎn)品,金屬效果粉末涂料和丙烯酸粉末涂料一直在市場(chǎng)上表現(xiàn)出高富帥的形象,近年來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)金屬效果粉末涂料技術(shù)突飛猛進(jìn),同時(shí)丙烯酸粉末涂料在國(guó)內(nèi)粉末涂料市場(chǎng)應(yīng)用也越來(lái)越多。金屬粉末涂料是以樹(shù)脂、固化劑、顏料、填料及助劑等組成的固體粉末狀涂料,并通過(guò)邦定等工藝將鋁粉、珠光等效應(yīng)顏料粘接到粉末涂料,制成的涂層具有金屬質(zhì)感、絢彩等效果。該產(chǎn)品主要用于鋼鐵 基材、鋁及鋁合金基材及其他金屬基材的表面保護(hù)和裝飾。其配方設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝的核心在于滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)金屬效果外觀和現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定施工的需求。丙烯酸粉末涂料是由丙烯酸樹(shù)脂、固化劑、顏料、填充和助劑等組成的熱固性粉末涂料。熱固性丙烯酸樹(shù)脂是由含有活性基團(tuán)的丙烯酸單體共聚得到主鏈為丙烯酸,側(cè)鏈帶有活性官能團(tuán)的丙烯樹(shù)脂,丙烯酸酯基上帶有縮水甘油脂(環(huán)氧基),或羥基和羧基官能團(tuán)。合成丙烯酸樹(shù)脂用丙烯酸和甲基丙烯酸及酯類(lèi)等單體,在這些單體中,除了帶有用于加成聚合反應(yīng)的雙鍵外,有些單體還帶有羥基、羧基、縮水甘油基和酰氨基等反應(yīng)活性基團(tuán)。由于這些反應(yīng)活性基團(tuán)的存在,使丙烯酸樹(shù)脂帶有反應(yīng)性活性基團(tuán),可以與固化劑進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)成膜。
2 丙烯酸樹(shù)脂在粉末涂料中的應(yīng)用測(cè)試
2.1 設(shè)計(jì)思路金屬效果粉末涂料主要是通過(guò)底粉及金屬顏料的搭配,做成效果好施工穩(wěn)定的的產(chǎn)品,拋開(kāi)綁定工藝不談,配方的核心就是底粉的設(shè)計(jì)和金屬顏料的選擇。筆者根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出底粉要滿(mǎn)足金屬顏料的分散和排布需求,與底色一起凸現(xiàn)出金屬顏料效果。總結(jié)起來(lái)就是底粉需要提供通透的涂膜、潤(rùn)濕性強(qiáng)、優(yōu)異的流平。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用,丙烯酸粉末涂料在這幾方面表現(xiàn)優(yōu)異,對(duì)金屬顏料的潤(rùn)濕、排布適應(yīng)性好,同時(shí)能保持優(yōu)異的流平性。測(cè)試方向以GMA丙烯酸樹(shù)脂+DDDA粉末體系為底粉,與不同粒度的鋁粉及珠光顏料混合噴涂,比較涂膜表面差異。
2.2 丙烯酸金屬粉效果粉末制備與測(cè)試結(jié)果測(cè)試在透明體系內(nèi)的鋁粉分散性:透明粉加鋁粉,特別是閃銀鋁粉做出的純銀色金屬粉是市場(chǎng)的一個(gè)主流產(chǎn)品。我們選擇聚酯/TGIC、聚酯/環(huán)氧、丙烯酸/DDDA三個(gè)底粉體系,并復(fù)配了丙烯酸+聚酯體系。分別混入5%的PCR212、2% powdal 8550,比較其金屬效果和涂膜外觀。由上表的配方可得知,相對(duì)于常規(guī)的聚酯/TGIC和聚酯環(huán)氧涂膜,沒(méi)有一般顏料所帶來(lái)的云斑現(xiàn)象,也沒(méi)有隨膜厚有明顯的顏色色差。但我們也發(fā)現(xiàn)在膜厚相差比較大,或工件的流掛角等部位的顏色差異就比較大了。相比較而言,丙烯酸體系做出來(lái)的金屬效果比聚酯或聚酯環(huán)氧體系要透亮閃爍的多,閃銀體系中,金屬質(zhì)感和異角閃爍非常突出,鋁粉在底粉中的排列相對(duì)整齊。細(xì)銀體系中,整體表面油潤(rùn),鋁粉都在涂膜內(nèi)部排列。這樣的金屬質(zhì)感更接近油漆罩涂效果。因?yàn)楸┧狍w系的成本原因,我們也進(jìn)行了聚酯與丙烯酸的復(fù)配體系,因?yàn)闀r(shí)間問(wèn)題,兩者的很多指標(biāo)可能差異較大,在丙烯酸比例低于20%的情況下,整體表面不佳,待丙烯酸比例達(dá)到接近一半時(shí),也有類(lèi)似丙烯酸金屬效果的體現(xiàn)。目前我們只做了干碰干的測(cè)試,未來(lái)還可以嘗試內(nèi)擠兩者體系做測(cè)試,找到成本與金屬質(zhì)感的平衡點(diǎn)。測(cè)試半透底粉,對(duì)金屬顏料的分散效果:由上個(gè)實(shí)驗(yàn)得知,丙烯酸體系對(duì)鋁粉的排布和潤(rùn)濕性能比較優(yōu)越,所以我們可以用有機(jī)顏料做一些半透明的,如半透紅,半透黃,半透藍(lán)等等,并且做了聚酯TGIC體系對(duì)比。將這些半透明粉與鋁粉混合。比較鋁粉的潤(rùn)色和著色效果,由于丙烯酸體系對(duì)顏料分散不佳,底粉工藝需要調(diào)整,使得顏料能充分分散。
利用丙烯酸的潤(rùn)濕性,結(jié)合鋁粉的金屬質(zhì)感,可以做出另外一種仿油漆的效果。考慮到金屬顏料的遮蓋力,顏料的用量也可以少一些。將底粉和我們想要的金屬效果顏料綁定后。其次為將丙烯酸的效果升華出來(lái),鋁粉均勻的包含著丙烯酸膜中,形成一層均勻,透亮的半透彩鋁涂層,顏色可通過(guò)選擇丙烯酸的種類(lèi)達(dá)到紅黃藍(lán)綠等各種效果,再與底涂的金屬效果搭配,鏡面銀可以形成類(lèi)似與油漆的效果,細(xì)閃銀可以達(dá)到類(lèi)似油漆的效果。這些產(chǎn)品在輪轂行業(yè)特別是改裝市場(chǎng)的中面合一有著廣闊的發(fā)展空間。(中面合一的定義:以丙烯酸粉末涂料體系為基礎(chǔ),提供具有色彩的1次涂層以替代目前的色漆+丙烯酸透明粉的2涂工藝。)
3 應(yīng)用中的關(guān)鍵點(diǎn)及應(yīng)用前景
丙烯酸的優(yōu)點(diǎn)在粉末中的應(yīng)用帶來(lái)了新的效果,但我們也不可忽視它的缺點(diǎn),這也是我們?cè)谌粘9ぷ髦行枰⒁獾年P(guān)鍵點(diǎn)。丙烯酸的不足對(duì)其他粉末體系的污染性,丙烯酸粉末涂料在生產(chǎn)與施工應(yīng)用時(shí)容易受干擾,對(duì)生產(chǎn)與施工環(huán)境和條件要求嚴(yán)。無(wú)論是前文說(shuō)的漆改粉的應(yīng)用還是罩涂應(yīng)用,污染性是個(gè)無(wú)法回避的問(wèn)題。另外丙烯酸涂料的熔融粘度比較高,顏料分散性差,樹(shù)脂本身剛性強(qiáng),沖擊強(qiáng)度比其他粉末涂料差一些。丙烯酸的成本高,它售價(jià)格比其他粉末涂料貴很多,其主要原因時(shí)樹(shù)脂的價(jià)格,在此呼吁國(guó)內(nèi)的丙烯酸生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)更多的研發(fā)能提高出性?xún)r(jià)比適合市場(chǎng)的丙烯酸樹(shù)脂。如開(kāi)篇所述,本研究用的丙烯酸樹(shù)脂是GMA/DDDA固化體系,丙烯酸還有很多體系,我們可以做貢多的嘗試,比較,找到性能與成本的最佳組合。未來(lái)如何既能利用丙烯酸的優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)出更多的新產(chǎn)品的同時(shí),通過(guò)原材料、配方設(shè)計(jì)、工藝等改善和規(guī)避它的缺點(diǎn)是重中之重。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,目前丙烯酸在其他涂料或行業(yè)應(yīng)用來(lái)講,粉末涂料的應(yīng)用微乎其微,它受到使用環(huán)境、工藝、成本、工件設(shè)備等影響。丙烯酸化學(xué)雖說(shuō)復(fù)雜,但我們作為粉末技術(shù)人,在從事著關(guān)乎綠色環(huán)境的環(huán)保行業(yè),更有責(zé)任提高粉末涂料行業(yè)的拓展,跨界的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,是研發(fā)技術(shù)人員的使命。粉末的“漆改粉效果”關(guān)系到客戶(hù)的使用感受和施工及使用成本,相信在未來(lái)的涂料發(fā)展中,更多的行業(yè)和客戶(hù)認(rèn)識(shí)到漆改粉的優(yōu)勢(shì),在這個(gè)大趨勢(shì)下,丙烯酸的作用不可或缺,希望通過(guò)這篇綜述拋磚引玉,能給廣大同行帶來(lái)啟發(fā),帶來(lái)更多的好產(chǎn)品。從而迎來(lái)粉末行業(yè)的新高峰。
來(lái)源:粉末涂料與涂裝 2024會(huì)刊 文/邵波/楊勛 (優(yōu)美特(北京)環(huán)境材料科技有限公司)
標(biāo)簽:工業(yè)涂料,原材料,今日頭條,涂裝應(yīng)用,技術(shù)中心,粉末涂料,樹(shù)脂