基于性能改善下的水性金屬閃光漆鋁粉選擇及定向研究

王永輝

摘 要：水性金屬閃光漆鋁粉在國內研發較晚，在應用上存在很多問題，尤其是在鋁粉的選擇和使用上有很大的盲區。水性金屬閃光漆中鋁粉的選擇和定向分析決定了水性金屬閃光漆的質量，本文介紹了水性金屬閃光漆鋁粉，重點討論水性金屬閃光漆中鋁粉的選擇和定向分析問題，討論不同情況下鋁粉對水性金屬閃光漆的影響，其目的是優化具有HSE參數特性，不斷完善選擇手段，強化定向分析效果，全面提升水性金屬閃光漆質量，隨著油城基建規模的不斷投資振興與轉型升級，特別是外墻以及市政設施美化涂裝經營項目，為利豐公司涂料行業研發、生產、銷售、服務這類主導潮流產品提供技術價值導向，為公司經營創效，加快新舊動能轉換提供強大的市場引擎。

關鍵詞：外墻；水性金屬閃光漆；鋁粉定向

前言

十八大以來，隨著國家對環境保護的高度重視，作為環保、高效能、高效率和經濟型的粉末涂料，近幾年來產量迅速增加，品種不斷增多，應用領域逐步擴大。在裝飾性工程方面，除了普通型不同光澤、平整表面的粉末涂料品種外，桔紋、皺紋、砂紋、花紋、錘紋、金屬粉粉末涂料品種和用量也在增多，逐步滲透到溶劑型涂料應用的各個領域。在這些品種中，金屬鋁粉粉末涂料是主要的裝飾性粉末涂料的一大品種，其中包括金屬閃光、金屬鍍層、金屬花紋、錘紋和金屬光澤紋理型粉末涂料。這種粉末涂料的特點是都含有金屬鋁粉，通過改變鋁粉規格、涂料配方和制造工藝，可以得到不同性能和涂膜外觀的粉末涂料。而金屬閃光漆中存在的鱗片狀鋁粉在涂膜中形成多層的平行排列，能夠對紫外線、紅外線及可見光進行有效反射，延緩其對涂膜的老化破壞，同時也能夠有效阻止水、氣和離子的滲透，因此其呈現出獨特的絢麗的裝飾效果，有著持久的防腐功效，在外墻中的應用越來越普遍，受到廣大客戶的青睞。

在金屬閃光漆的應用上，溶劑型產品因開發早、應用面寬，所以在外墻上的使用占據絕大多數的市場。但是溶劑型產品在使用過程中溶劑的排放量大，尤其在夏季稀釋量多達50%～70%左右，VOC的排放量相當高，對環保影響大，而水性金屬閃光漆卻能有效地避免這類問題。

1 金屬鋁粉粉末涂料的品種

金屬鋁粉粉末涂料是金屬粉粉末涂料中最重要的品種。金屬鋁粉粉末涂料按涂膜外觀分為涂膜平整的金屬閃光、金屬鍍層型粉末涂料；涂膜紋理狀的花紋、錘紋和金屬光澤紋理型粉末涂料?？捎糜诮饘黉X粉粉末涂料的成膜物有環氧、聚酯環氧、聚酯、聚氨酯和丙烯酸樹脂等，國內用的主要品種是聚酯環氧和聚酯樹脂型金屬鋁粉粉末涂料。

1.1金屬閃光粉末涂料，是在粉末涂料底粉中添加非浮型金屬閃光鋁粉而制造的粉末涂料，在涂料固化成膜后均勻分布的金屬閃光鋁粉對光的反射使涂膜產生閃光效果。

1.2金屬鍍層粉末涂料，是在粉末涂料底粉中添加浮型金屬鋁粉而制造的粉末涂料，涂料成膜固化后，由于金屬鋁粉完全覆蓋涂膜表面形成類似“電鍍層或拋光不銹鋼”的涂膜外觀。

1.3金屬花紋粉末涂料，是在粉末涂料底粉中添加金屬鋁粉和花紋劑而制造的粉末涂料，涂料成膜固化時，由于花紋劑對表面張力的影響，在涂膜外觀形成金屬鋁粉銀色花紋。

2 金屬粉末涂料的制造工藝

金屬鋁粉粉末涂料的主要制造工藝與一般粉末涂料的制造工藝差不多，包括：

原材料的預混合→熔融擠出混合→冷卻和破碎→微細粉末→分級過篩→成品。對于金屬鋁粉在預混合工藝時添加的制造工藝中，完全按上述工藝制造，例

如錘紋、花紋和金屬鍍層粉末涂料的一部分是使用這種方法制造的。

在半成品中添加金屬鋁粉的制造工藝中，為了防止金屬鋁粉的粒徑在混料過程中受到破壞而影響涂膜外觀，同時防止混料過程中使粉末涂料結聚，一般采用沒有破壞能力、發熱量很小、甚至帶冷卻裝置的低速攪拌混合機進行混合，這種混合設備中有V型混合機、三維旋轉水冷卻混合機、Bonding混合機等。

3 水性金屬閃光漆中鋁粉的選擇

3.1改進性能，合理增加填料

水性金屬閃光漆所選用的鋁粉也是一種非浮型鋁粉，它們能夠很好地分散在水性涂層中，平行于涂膜表面定向排列，使涂膜具有金屬光澤和反射力，與其他顏料混用還可以獲得有色金屬外觀效果。如在外墻面使用金屬閃光粉末涂料，這種粉末涂料一般由底粉和鋁粉組成，底粉的主要組成與普通粉末涂料一樣，由樹脂、固化劑、流平劑、脫氣劑、透明顏料、鋁粉、鋁粉專用助劑、消光劑或消光固化劑等組成，一般不用有遮蓋力的顏料。在某些情況下，為調色和改進涂膜硬度等性能，適當添加透明顏料和填料，但是填料的用量比普通粉末涂料要少。如果添加量多，將影響鋁粉的閃光效果和涂膜的平整性。

3.2把握亮度，科學平衡組分

鋁粉是以干混法加到底粉中的，用量為底粉總量的1%～5%。根據涂膜外觀閃光點大小和亮度的要求，選擇不同粒徑和用量的鋁粉。一般選用粒徑在15～55um的非浮型鋁粉，閃光點大時選擇粒徑大的鋁粉，閃光點小時選擇粒徑小的鋁粉；要求涂膜亮度高時鋁粉的用量要多，涂膜亮度低時適當降低鋁粉用量。

4水性金屬閃光漆中鋁粉的定向

4.1 CMCAB鋁粉的定向法

這種纖維素通過羧甲基的接枝處理后，能夠溶解在水中，在涂料中使用能夠調節揮發速率，使涂膜表面快速收縮從而加速鋁粉的定向排列。使用這類定向劑的優點是金屬顏料定向性強、不容易發花，施工容易；但缺點是目前還沒有一種真正意義上的完全使用水來溶解的CMCAB，在使用前需要通過與水共溶的溶纖劑對CMCAB進行溶解，待其完全溶解后再用水進行稀釋溶解，這樣就會增加涂料中VOC的含量，不利于環保，而且CMCAB溶液固含量偏低，用量偏高時涂膜光澤受到影響，遮蓋力和附著力變差。

4.2有機硅流平劑定向法

這類助劑能夠提高涂膜平整度，減少由于涂膜表面形成貝納爾德漩渦而造成的涂膜發花。但是這類助劑只在涂膜表面起作用，對涂膜內部的鋁粉的影響就很微弱。

4.3采用適當的潤濕劑來降低水、溶劑、鋁粉和乳液之間的界面張力，保證所用原料之間的均勻分布，避免出現鋁粉因局部團聚而造成的發花。在鋁粉預溶解過程中適當加入合適的表面活性劑，在制漆和調色過程中能夠提供良好的分散性和色漿的接受性。

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