[发明专利]一种粉末涂料的常温绑定制备方法

说明书

本发明公开了一种粉末涂料的常温绑定制备方法，涉及粉末涂料制备领域，所述方法采用对金属粉或云母粉等金属效果颜料进行水溶性树脂包覆后，添加至粉末涂料体系中，实现与粉末涂料颗粒间的绑定，试验结果表明该方法绑定的粉末涂料产品，达到了现行工业热绑定方法的绑定效果，其涂膜性能超过到了现行工业热绑定产品的水平，成功实现了常温绑定金属粉和粉末涂料。本方法采用水溶性树脂包覆金属效果颜料，无溶剂污染。本方法不仅避免了使用昂贵的热绑定设备，还大幅降低了绑定温度从而节约了绑定成本，解决了现行方法存在的预固化、粉末涂料间的误绑定、高废品率和高成本等问题；具有广泛的适用性，普遍适用于金属粉或非金属粉与各种粉末涂料的绑定。

技术领域

本发明涉及粉末涂料制备领域，更具体的说是涉及一种粉末涂料的常温绑定制备方法。

背景技术

粉末涂料由于其生态环保、优异的涂膜表观、低成本和低能耗，得到了广泛的应用。而其中金属粉末涂料和仿金属闪光效果粉末涂料因能提供绚烂的点状闪光和多色效应以及突出的保护功能，广泛应用于汽车、家电、手机和仪器仪表等高档工业产品。因其优异的性能，此类粉末涂料市场获得了快速增长。

金属粉末涂料和仿金属闪光效果粉末涂料多彩绚丽外观的形成是通过加入金属颜料或仿金属颜料来实现的，目前市场上常用的金属颜料有铝粉(俗称银粉)、铜粉(俗称金粉)和锌粉(富锌粉)等，仿金属颜料主要是云母粉(以下描述中虽只提及“金属粉”或“金属颜料”等，但也包含“仿金属粉“或”仿金属颜料”)。主要生产商有德国爱卡(ECKART)、舒伦克(SCHLENK)、英国五星行(Wolstenholme)及国内少数生产厂家。金属颜料的加入方式主要有三种：熔融挤出法、干混法和热绑定法。熔融挤出法工艺简便，即将金属或仿金属颜料与粉末基料混合并通过挤出机进行混炼，达到充分的混合与黏结，但由于工艺过程中存在着高温挤出、高剪切粉碎，造成金属颜料表面的部分氧化、金属片变形或被粉碎，造成涂膜外观金属颜色灰暗甚至无金属闪光效果。干混法是将金属颜料直接加入粉末涂料半成品基料中，使用高速混合设备进行充分混合分散后成为成品。该法的优点是：金属颜料很好地分散而不破坏其粒子的形状，涂膜的金属效果突出。其缺点是由于金属颜料粒子与基料粉末粒子两者的物性(如密度、形状、电阻)差别较大，且二者没有黏结吸附，在流化、喷涂带电、静电吸附的过程中产生分离，造成涂膜外观色泽分布不均、金属粉上粉率与涂料颗粒上粉率不一致的问题。由于这种上粉率的差异，涂膜中金属粉含量与原粉产生差异，造成实际色泽与目标色泽不一致；同时，回收粉中的金属粉含量也会与原粉不一致从而难以回收再使用。另外，干混法还普遍存在喷枪枪头发生金属粉积粉、放电击人、烧枪等其它问题。

为了解决金属颜料粉与基料粉末颗粒分离的问题，技术人员开发了加热混合技术(现行热绑定技术)。该法是将金属颜料与粉末基料加入专用绑定机的混料罐中，往夹套中通入热水或热油对罐体加热，边混合分散边对材料进行加热，同时采用惰性气体对金属粉进行防爆保护，在一定的温度下(50～60℃)粉末涂料基料粒子表面逐渐软化并与金属颜料片产生黏附，黏结一定时间后，将物料冷却至常温，然后进行筛分即得成品。因设备材料和结构有别，不同厂家采用的热绑定工艺略有不同，加热绑定技术很好地解决了金属颜料片与基料粉末颗粒分离的问题。

但是，该绑定方法操作窗口窄，需要精确地控制绑定温度(±0.1℃)和绑定时间。因为温度过低，粉末基料不能软化，不具备黏性，导致不能有效绑定；而温度过高，则粉末基料软化过度，造成结块甚至完全熔化，从而产生废品。即使温度、时间控制到位，软化的基料颗粒之间也不可避免地会发生误绑定，造成有效粒径变大。预固化也是常见的问题，它会造成涂膜光泽和平整度下降。而实际生产中，因为导热损失及内部温度分布不均等问题及确保基料软化，加热温度要比基料软化温度略高，使得误绑定、预固化等问题更加严重。为去除误绑定所产生的大颗粒，一般需要对产品进行二次粉碎和二次筛分，致使产能、收率降低。另外，精密的绑定设备成本高和需要严格培训的操作人员也增加了金属粉末涂料的生产成本。

现行绑定方法虽然基本能够满足加工工艺性能要求，但是其缺点明显。随着金属粉末涂料产品在市场上的销量与日俱增，有必要开发一种新的绑定技术来克服现行方法的诸多不足。