基于性能改善下的水性金属闪光漆铝粉选择及定向研究

王永辉

摘 要：水性金属闪光漆铝粉在国内研发较晚，在应用上存在很多问题，尤其是在铝粉的选择和使用上有很大的盲区。水性金属闪光漆中铝粉的选择和定向分析决定了水性金属闪光漆的质量，本文介绍了水性金属闪光漆铝粉，重点讨论水性金属闪光漆中铝粉的选择和定向分析问题，讨论不同情况下铝粉对水性金属闪光漆的影响，其目的是优化具有HSE参数特性，不断完善选择手段，强化定向分析效果，全面提升水性金属闪光漆质量，随着油城基建规模的不断投资振兴与转型升级，特别是外墙以及市政设施美化涂装经营项目，为利丰公司涂料行业研发、生产、销售、服务这类主导潮流产品提供技术价值导向，为公司经营创效，加快新旧动能转换提供强大的市场引擎。

关键词：外墙；水性金属闪光漆；铝粉定向

前言

十八大以来，随着国家对环境保护的高度重视，作为环保、高效能、高效率和经济型的粉末涂料，近几年来产量迅速增加，品种不断增多，应用领域逐步扩大。在装饰性工程方面，除了普通型不同光泽、平整表面的粉末涂料品种外，桔纹、皱纹、砂纹、花纹、锤纹、金属粉粉末涂料品种和用量也在增多，逐步渗透到溶剂型涂料应用的各个领域。在这些品种中，金属铝粉粉末涂料是主要的装饰性粉末涂料的一大品种，其中包括金属闪光、金属镀层、金属花纹、锤纹和金属光泽纹理型粉末涂料。这种粉末涂料的特点是都含有金属铝粉，通过改变铝粉规格、涂料配方和制造工艺，可以得到不同性能和涂膜外观的粉末涂料。而金属闪光漆中存在的鳞片状铝粉在涂膜中形成多层的平行排列，能够对紫外线、红外线及可见光进行有效反射，延缓其对涂膜的老化破坏，同时也能够有效阻止水、气和离子的渗透，因此其呈现出独特的绚丽的装饰效果，有着持久的防腐功效，在外墙中的应用越来越普遍，受到广大客户的青睐。

在金属闪光漆的应用上，溶剂型产品因开发早、应用面宽，所以在外墙上的使用占据绝大多数的市场。但是溶剂型产品在使用过程中溶剂的排放量大，尤其在夏季稀释量多达50%～70%左右，VOC的排放量相当高，对环保影响大，而水性金属闪光漆却能有效地避免这类问题。

1 金属铝粉粉末涂料的品种

金属铝粉粉末涂料是金属粉粉末涂料中最重要的品种。金属铝粉粉末涂料按涂膜外观分为涂膜平整的金属闪光、金属镀层型粉末涂料；涂膜纹理状的花纹、锤纹和金属光泽纹理型粉末涂料。可用于金属铝粉粉末涂料的成膜物有环氧、聚酯环氧、聚酯、聚氨酯和丙烯酸树脂等，国内用的主要品种是聚酯环氧和聚酯树脂型金属铝粉粉末涂料。

1.1金属闪光粉末涂料，是在粉末涂料底粉中添加非浮型金属闪光铝粉而制造的粉末涂料，在涂料固化成膜后均匀分布的金属闪光铝粉对光的反射使涂膜产生闪光效果。

1.2金属镀层粉末涂料，是在粉末涂料底粉中添加浮型金属铝粉而制造的粉末涂料，涂料成膜固化后，由于金属铝粉完全覆盖涂膜表面形成类似“电镀层或抛光不锈钢”的涂膜外观。

1.3金属花纹粉末涂料，是在粉末涂料底粉中添加金属铝粉和花纹剂而制造的粉末涂料，涂料成膜固化时，由于花纹剂对表面张力的影响，在涂膜外观形成金属铝粉银色花纹。

2 金属粉末涂料的制造工艺

金属铝粉粉末涂料的主要制造工艺与一般粉末涂料的制造工艺差不多，包括：

原材料的预混合→熔融挤出混合→冷却和破碎→微细粉末→分级过筛→成品。对于金属铝粉在预混合工艺时添加的制造工艺中，完全按上述工艺制造，例

如锤纹、花纹和金属镀层粉末涂料的一部分是使用这种方法制造的。

在半成品中添加金属铝粉的制造工艺中，为了防止金属铝粉的粒径在混料过程中受到破坏而影响涂膜外观，同时防止混料过程中使粉末涂料结聚，一般采用没有破坏能力、发热量很小、甚至带冷却装置的低速搅拌混合机进行混合，这种混合设备中有V型混合机、三维旋转水冷却混合机、Bonding混合机等。

3 水性金属闪光漆中铝粉的选择

3.1改进性能，合理增加填料

水性金属闪光漆所选用的铝粉也是一种非浮型铝粉，它们能够很好地分散在水性涂层中，平行于涂膜表面定向排列，使涂膜具有金属光泽和反射力，与其他颜料混用还可以获得有色金属外观效果。如在外墙面使用金属闪光粉末涂料，这种粉末涂料一般由底粉和铝粉组成，底粉的主要组成与普通粉末涂料一样，由树脂、固化剂、流平剂、脱气剂、透明颜料、铝粉、铝粉专用助剂、消光剂或消光固化剂等组成，一般不用有遮盖力的颜料。在某些情况下，为调色和改进涂膜硬度等性能，适当添加透明颜料和填料，但是填料的用量比普通粉末涂料要少。如果添加量多，将影响铝粉的闪光效果和涂膜的平整性。

3.2把握亮度，科学平衡组分

铝粉是以干混法加到底粉中的，用量为底粉总量的1%～5%。根据涂膜外观闪光点大小和亮度的要求，选择不同粒径和用量的铝粉。一般选用粒径在15～55um的非浮型铝粉，闪光点大时选择粒径大的铝粉，闪光点小时选择粒径小的铝粉；要求涂膜亮度高时铝粉的用量要多，涂膜亮度低时适当降低铝粉用量。

4水性金属闪光漆中铝粉的定向

4.1 CMCAB铝粉的定向法

这种纤维素通过羧甲基的接枝处理后，能够溶解在水中，在涂料中使用能够调节挥发速率，使涂膜表面快速收缩从而加速铝粉的定向排列。使用这类定向剂的优点是金属颜料定向性强、不容易发花，施工容易；但缺点是目前还没有一种真正意义上的完全使用水来溶解的CMCAB，在使用前需要通过与水共溶的溶纤剂对CMCAB进行溶解，待其完全溶解后再用水进行稀释溶解，这样就会增加涂料中VOC的含量，不利于环保，而且CMCAB溶液固含量偏低，用量偏高时涂膜光泽受到影响，遮盖力和附着力变差。

4.2有机硅流平剂定向法

这类助剂能够提高涂膜平整度，减少由于涂膜表面形成贝纳尔德漩涡而造成的涂膜发花。但是这类助剂只在涂膜表面起作用，对涂膜内部的铝粉的影响就很微弱。

4.3采用适当的润湿剂来降低水、溶剂、铝粉和乳液之间的界面张力，保证所用原料之间的均匀分布，避免出现铝粉因局部团聚而造成的发花。在铝粉预溶解过程中适当加入合适的表面活性剂，在制漆和调色过程中能够提供良好的分散性和色浆的接受性。

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