[发明专利]高金属质感的金属粉末涂料及其制备工艺

说明书

本发明属于粉末涂装技术领域，具体涉及一种高金属质感的金属粉末涂料及其制备工艺。其中金属粉末涂料包括：粉末基料、与粉末基料粘连的包覆颜料。可以提高金属颜料的带电性及其与粉末基料的相容性，使包覆颜料具有与粉末基料相同的荷电性和相似的相容性，既可以解决金属颜料和粉体之间带电性和相容性的差别，又可以解决金属颜料和粉体之间几何形状不同带来的上粉差异，从而提高金属粉末涂料的涂装效果，提高金属粉末涂料的金属质感。

技术领域

本发明涉及粉末涂装技术领域，具体涉及一种高金属质感的金属粉末涂料及其制备工艺。

背景技术

粉末涂装具有环保、节能、高效、优质和成本低等优点，是比较新的却发展非常快的涂料品种。粉末涂料的发展过程，也是液体涂装“油改粉”的过程。随着国家环保政策越来越严格，“油改粉”已经成为很多传统涂装势在必行的发展趋势。在涂料技术上，限制高端液体涂装“油改粉”的一个重要问题是粉末涂层的“金属效果”达不到要求。随着金属绑定技术的发明和普及，金属粉末涂装发展很快，应用越来越多。尽管金属粉末涂装的技术进步很快，但到目前为止，金属粉末涂料技术仍然处于不成熟阶段，金属粉的涂装依旧是粉末涂装生产最大的痛点。

金属粉末涂料涂装难，主要表现在以下几点。

涂装色差大。金属粉涂装色差大的原因主要是金属颜料的上粉率和粉末颗粒存在差异。上粉率的差异主要是由于金属粉和常规粉末颗粒的几何形状不一样，以及带电性能不一致。粉末在静电喷涂时，通过高压气体驱动文丘里泵将流化的粉体从管道中到达静电喷枪喷出，并在高压静电作用下被基材吸附，在此过程中有气流的作用和静电吸附的作用。成片状的金属颜料在气流的作用下很容易随气流漂浮，而各种金属颜料因为化学组成不一样，荷电能力也相差很大。如铝粉颜料，如果表面没有经过包覆处理，表面就是导电的，吸附的电荷会因为电荷之间的排斥集聚在尖端部位，很容易与空气中的其他气体分子或者粉末颗粒相撞失去带电性。再如珠光颜料，未处理时表面时不导电的，很难吸附上电荷，因而也很难上粉。

金属粉涂层出现的各种问题都是由于粉末涂装的特性引起的。金属粉末涂料与金属液体涂料在组成形态上有很大的差异。液体涂料中的金属颜料都被液态的涂料及溶剂包覆，而金属粉末涂料的金属颜料与涂料粉体之间通常是分开的独立的颗粒，而且金属颜料和涂料粉体各有不同的组成，并具有不同的几何形状、不同的带电性和不同的相溶性。粉末静电喷涂过程是靠气体将粉末喷出，同时利用高压静电吸附到工件上，粉末涂装到基材的过程中，不同性能的金属颜料和粉体在气流驱动下和静电的作用下表现不同。常规金属颜料的带电性与涂料粉体不一样。珠光颜料通常是绝缘体，很难荷电；而铝粉是导电体，荷电后电荷集中在尖端，很容易失去，非常不稳定。

近年来，金属颜料的技术发展很快，几乎所有用于金属粉末涂料的金属颜料，都进行了相应的包覆，无论是无极包覆还是有机包覆，都不同程度上缓解了金属颜料的不带电的缺陷。但只有很少的情况，能够做到金属颜料的带电性和粉体的带电性能接近。在高压静电喷涂的过程中，喷枪与基材的距离是变化不定的，距离的不同使粉体荷电能力差异很大，在静电场中，容易荷电的粉体会优先荷电，不容易荷电的金属颜料随着荷电环境的变化出现很大的荷电差异，导致金属粉上粉非常不均匀。带电性的差异是造成金属粉涂装上粉率差异的直接原因，也是影响金属粉涂装的大问题。

另一个影响金属粉涂装的大问题是金属颜料与涂料粉体的几何形状不一样。呈片状的金属颜料和呈无定型的涂料粉体对静电的反应不一样，在气流的作用下又分别具有不同的运行轨迹。比如，在近距离气流较大时和远距离气流较小时，金属颜料被吹到工件附近的量与粉体的比例是不同的，不难解释，工件边沿和中间以及背面的金属颜料比例会有较大不同，呈现不同的表面效果。金属颜料的带电性和几何形状与涂料粉体的差异，是造成静电喷涂问题很多的根本原因。要解决金属粉的问题，就必须解决上述两个问题。