立体幻彩粉末涂层的制备及性能对比

BMA004

摘要:采用幻彩珠光颜料配制底层粉末涂料,并在其上喷涂罩光透明粉末涂料,形成具有立体幻彩效果的粉末涂层,适用于休闲娱乐与游乐设施的外装饰。    关键词:幻彩珠光颜料;效应颜料;粉末涂料;底漆;罩光漆
    立体幻彩粉末涂料又称珠光梦幻涂料,是新一代装饰性粉末涂料,已广泛用于休闲娱乐与游乐设施的外装饰。充分运用了现代涂料的物理化学中的表面张力理论配制的这种粉末涂料,将涂料涂装时产生的
    诸如浮色、缩孔等涂膜弊病加以利用,并采用幻彩珠光颜料作为效应颜料配制粉末涂料[1]。
    1实验部分
    1.1原材料
    聚酯树脂,DSM公司;聚酯固化剂,NISSAN公司;改性硫酸钡,青岛东风化工厂;纹理剂,BYK公司;流平剂,WORLEE公司;幻彩效应颜料,MERCK公司;其他助剂等。
    1.2设备及仪器
    高速混料机;双螺杆挤出机;气流粉碎机;喷涂设备;高温烤箱;铅笔硬度仪;冲击仪;涂膜杯突仪;划格器等。
    1.3涂料配方
    立体幻彩粉末涂料配方见表1。

表1 立体幻彩粉末涂料配方g

1.4生产工艺

    将树脂、固化剂、颜填料、助剂等按配方称量,加入高速混料机预混合4min。混合好的物料经双螺杆挤出机高温熔融挤出(Ⅰ区温度75℃,Ⅱ区温度120℃,螺杆转速为1000r/min),冷却,粗粉碎,再经气流粉碎机(ACM磨)细粉碎。A粉末涂料经160目过筛,制得的粉末粒径D50控制在40μm左右,然后筛入4%的效应颜料(粒径为5～25μm)。B粉末涂料经180目过筛,制得的粉末粒径D50控制在32μm左右,然后筛入0.5%的效应颜料(粒径为20～100μm)。
    1.5施工方法
    先将粉末涂料A喷涂于标准样板上,经180℃烘烤10min固化成膜后,再在其上喷涂粉末涂料B,经200℃固化10min,形成立体幻彩粉末涂层。
    粉末涂料A的喷涂施工参数:
    喷涂电压:60～80kV;
    雾化气压:6×104Pa;
    出粉气压:15×104Pa;
    吹净气压:2×104Pa;
    喷涂距离:10～25cm;
    固化条件:180℃,10min;
    涂膜厚度:90～120μm。
    粉末涂料B喷涂施工参数:
    喷涂电压:50～70kV;
    雾化气压:6×104Pa;
    出粉气压:12×104Pa;
    吹净气压:2×104Pa;
    喷涂距离:15～30cm;
    固化条件:200℃,10min;
    涂膜厚度:40～60μm;
    施工人员应正确控制和掌握施工工艺参数,在喷涂中,应确保底色粉末涂料A的喷涂质量,并且控制罩光透明粉末涂料B的厚度,以免涂膜太厚而影响幻彩涂层的清晰度。
1.6立体幻彩粉末涂层的性能指标
    立体幻彩粉末涂层的性能指标见表2。

表2 立体幻彩粉末涂层的性能指标

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    2结果与讨论
    2.1幻彩珠光颜料的作用
    幻彩效应颜料是[url=http://www.search.hc360.com/cgi-bin/seinterface.cgi?word=云母]云母钛珠光颜料中的一种,也称彩虹珠光颜料。这种颜料本身并没有颜色,但其显示的颜色与天然彩虹的颜色一样,这是由于颜料片对入射光多重反射和折射相互迭加的结果。与其他的颜料相比,普通颜料对入射光漫反射产生单色效果;金属片状颜料,对入射光平行反射产生金属闪光效果;幻彩珠光颜料对入射光平行反射、透射、折射和干涉产生珠光效应[3]。
2.1.1珠光效应
    珠光效应是包覆于云母基材上的二氧化钛多晶膜对入射光产生多重反射和透射的结果。对于粒径小的珠光颜料而言,包覆于云母片表面的二氧化钛多晶膜象天然珍珠的结构那样,分成许多层次,当自然光照射到其表面时,就会呈现出类似丝绸那样的柔和色泽,称之为“珠光效应”。
    2.1.2随角异色效应
    云母钛珠光颜料是由透明云母薄片表面包覆一层折光指数比云母基材高得多的透明的金属氧化物所组成。当光线在折光指数不同的透明性界面发生光的折射和反射,以及部分吸收、穿透作用时,平行的各种反射光之间,必然发生光的干涉现象而产生幻彩。对观察者而言,视线处于光线的反射角时,能看到最强的干涉色,而偏离反射角时只能看到珠白色或其他颜色。随观察者的观察角度不同而看到不同的干涉色的现象称之为“随角异色效应”[4]。
    2.2珠光颜料粒径的影响
    珠光颜料的粒径不同,珠光效应就不同。颜料的粒径大,珠光效应好;粒径小,光泽柔和。使用时可根据不同的珠光要求,选择不同粒径的珠光颜料。当珠光颜料与粉末涂料的粒径分布吻合时,两者混配后施工性好,且显色效果好。珠光颜料粒径与涂层外观的关系见表3。

表3 珠光颜料粒径与涂层外观的关系

    2.3珠光颜料用量的影响
    确定珠光颜料的用量时,既要考虑涂层应有的明显珠光效应,又不能影响涂层的最终性能。珠光颜料用量太少,涂层的珠光效应不明显;用量过大,不仅增加成本,而且还影响涂层的最终性能。实验表明,珠光颜料的用量占粉末涂料总量的3%～4%(质量分数)时,涂层呈现的珠光效应强烈,且机械性能优异。
    2.4纹理剂用量的影响
    在粉末涂料中金属幻彩的立体感是否强烈,关键取决于纹理剂的用量及幻彩效应颜料的排列情况。纹理剂用量多,涂料的花纹小,幻彩颜料排列不理想;纹理剂用量少,花纹大易产生露底,且幻彩效应颜料分布不集中,幻彩效果差。纹理剂的用量与涂层外观的关系见表4。由表4可见,当纹理剂用量为0.6%(质量分数)时,花纹较大,立体感强且效应颜料排列有序,幻彩效果佳。

表4 纹理剂的用量与涂层外观的关系

[url=http://info.coatings.hc360.com/PicnewsList/][/url]

    2.5罩光透明粉末涂料的影响
    在粉末涂层A上再喷涂罩光透明粉末涂料B,所得的涂层具有很强的立体幻彩效果,见表5。

表5 单层喷涂与双层喷涂的涂层性能比较

3结语

    在配制立体幻彩粉末涂料时,应选择好不同粒径的幻彩效应颜料,调整涂料中效应颜料和纹理剂的用量,使效应颜料排列有序从而达到良好的幻彩效果。由于采用双层喷涂工艺,在施工过程中应按施工工艺要求操作,以便制得的涂层具有强烈的立体感和幻彩效果。