摘要

本文作者根據(jù)20多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，積累了丙烯酸粉末及金屬粉末涂料應(yīng)用的實(shí)例，提出丙烯酸金屬粉的配方設(shè)計(jì)理念，特別是在金屬漆改粉的新途徑。對(duì)其配 方設(shè)計(jì)、成本、制造和噴涂應(yīng)用中的一些關(guān)鍵點(diǎn)做了闡 述。拋磚引玉，希望通過這篇簡述給大家以后丙烯酸應(yīng) 用提供一些參考。相信在客戶和市場的需求推動(dòng)下，廣 大粉末涂料研發(fā)人員通過丙烯酸體系的使用，金屬效果 粉末涂料的表面效果更加的豐富多彩。

1. 金屬粉末涂料及丙烯酸粉末體系基本簡介 

作為粉末涂料行業(yè)兩個(gè)“高顏值”產(chǎn)品，金屬效果粉末涂料和丙烯酸粉末涂料一直在市場上表現(xiàn)出高富帥的形象，近年來國內(nèi)企業(yè)金屬效果粉末涂料技術(shù)突飛猛進(jìn)，同時(shí)丙烯酸粉末涂料在國內(nèi)粉末涂料市場應(yīng)用也越來越多。

金屬粉末涂料是以樹脂、固化劑、顏料、填料及助劑等組成的固體粉末狀涂料，并通過邦定等工藝將鋁粉、珠光等效應(yīng)顏料粘接到粉末涂料，制成的涂層具有金屬質(zhì)感、絢彩等效果。該產(chǎn)品主要用于鋼鐵基材、鋁及鋁合金基材及其他金屬基材的表面保護(hù)和裝飾。其配方設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝的核心在于滿足客戶對(duì)金屬效果外觀和現(xiàn)場的穩(wěn)定施工的需求。

丙烯酸粉末涂料是由丙烯酸樹脂、固化劑、顏料、填充和助劑等組成的熱固性粉末涂料。熱固性丙烯酸樹脂是由含有活性基團(tuán)的丙烯酸單體共聚得到主鏈為丙烯酸，側(cè)鏈帶有活性官能團(tuán)的丙烯樹脂，丙烯酸酯基上帶有縮水甘油脂(環(huán)氧基)，或羥基和羧基官能團(tuán)。合成丙烯酸樹脂用丙烯酸和甲基丙烯酸及酯類等單體，在這些單體中，除了帶有用于加成聚合反應(yīng)的雙鍵外，有些單體還帶有羥基、羧基、縮水甘油基和酰氨基等反應(yīng)活性基團(tuán)。由于這些反應(yīng)活性基團(tuán)的存在，使丙烯酸樹脂帶有反應(yīng)性活性基團(tuán)，可以與固化劑進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)成膜。

2. 丙烯酸樹脂在粉末涂料中的應(yīng)用測試 

2.1 設(shè)計(jì)思路 

金屬效果粉末涂料主要是通過底粉及金屬顏料的搭配，做成效果好施工穩(wěn)定的的產(chǎn)品，拋開綁定工藝不談，配方的核心就是底粉的設(shè)計(jì)和金屬顏料的選擇。筆者根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出底粉要滿足金屬顏料的分散和排布需求，與底色一起凸顯出金屬顏料效果。

總結(jié)起來就是底粉需要提供通透的涂膜、潤濕性強(qiáng)、優(yōu)異的流平。通過實(shí)際應(yīng)用，丙烯酸粉末涂料在這幾方面表現(xiàn)優(yōu)異，對(duì)金屬顏料的潤濕、排布適應(yīng)性好，同時(shí)能保持優(yōu)異的流平性。

測試方向以GMA丙烯酸樹脂+DDDA粉末體系為底粉，與不同粒度的鋁粉及珠光顏料混合噴涂，比較涂膜表面差異。

2.2 丙烯酸金屬粉效果粉末制備與測試結(jié)果 

測試在透明體系內(nèi)的鋁粉分散性：透明粉加鋁粉，特別是閃銀鋁粉做出的純銀色金屬粉是市場的一個(gè)主流產(chǎn)品。我們選擇聚酯/TGIC、聚酯/環(huán)氧、丙烯酸/DDDA三個(gè)底粉體系，并復(fù)配了丙烯酸+聚酯體系。分別混入5%的PCR212、2% powdal 8550,比較其金屬效果和涂膜外觀。 

由上表的配方可得知，相對(duì)于常規(guī)的聚酯/TGIC和聚酯環(huán)氧涂膜，沒有一般顏料所帶來的云斑現(xiàn)象，也沒有隨膜厚有明顯的顏色色差。但我們也發(fā)現(xiàn)在膜厚相差比較大，或工件的流掛角等部位的顏色差異就比較大了。 

相比較而言，丙烯酸體系做出來的金屬效果比聚酯或聚酯環(huán)氧體系要透亮閃爍的多，閃銀體系中，金屬質(zhì)感和異角閃爍非常突出，鋁粉在底粉中的排列相對(duì)整齊。細(xì)銀體系中，整體表面油潤，鋁粉都在涂膜內(nèi)部排列。這樣的金屬質(zhì)感更接近油漆罩涂效果。 

因?yàn)楸┧狍w系的成本原因，我們也進(jìn)行了聚酯與丙烯酸的復(fù)配體系，因?yàn)闀r(shí)間問題，兩者的很多指標(biāo)可能差異較大，在丙烯酸比例低于20%的情況下，整體表面不佳，待丙烯酸比例達(dá)到接近一半時(shí)，也有類似丙烯酸金屬效果的體現(xiàn)。目前我們只做了干碰干的測試，未來還可以嘗試內(nèi)擠兩者體系做測試，找到成本與金屬質(zhì)感的平衡點(diǎn)。 

測試半透底粉，對(duì)金屬顏料的分散效果：由上個(gè)實(shí)驗(yàn)得知，丙烯酸體系對(duì)鋁粉的排布和潤濕性能比較優(yōu)越，所以我們可以用有機(jī)顏料做一些半透明的，如半透紅，半透黃，半透藍(lán)等等，并且做了聚酯TGIC體系對(duì)比。將這些半透明粉與鋁粉混合。比較鋁粉的潤色和著色效果，由于丙烯酸體系對(duì)顏料分散不佳，底粉工藝需要調(diào)整，使得顏料能充分分散。

利用丙烯酸的潤濕性，結(jié)合鋁粉的金屬質(zhì)感，可以做出另外一種仿油漆的效果。考慮到金屬顏料的遮蓋力，顏料的用量也可以少一些。將底粉和我們想要的金屬效果顏料綁定后。其次為將丙烯酸的效果升華出來，鋁粉均勻的包含著丙烯酸膜中，形成一層均勻，透亮的半透彩鋁涂層，顏色可通過選擇丙烯酸的種類達(dá)到紅黃藍(lán)綠等各種效果，再與底涂的金屬效果搭配，鏡面銀可以形成類似于油漆的效果，細(xì)閃銀可以達(dá)到類似油漆的效果。這些產(chǎn)品在輪轂行業(yè)特別是改裝市場的中面合一有著廣闊的發(fā)展空間。(中面合一的定義：以丙烯酸粉末涂料體系為基礎(chǔ)，提供具有色彩的1次涂層以替代目前的色漆+丙烯酸透明粉的2涂工藝。) 

3. 應(yīng)用中的關(guān)鍵點(diǎn)及應(yīng)用前景 

丙烯酸的優(yōu)點(diǎn)在粉末中的應(yīng)用帶來了新的效果，但我們也不可忽視它的缺點(diǎn)，這也是我們?cè)谌粘９ぷ髦行枰⒁獾年P(guān)鍵點(diǎn)。丙烯酸的不足對(duì)其他粉末體系的污染性，丙烯酸粉末涂料在生產(chǎn)與施工應(yīng)用時(shí)容易受干擾，對(duì)生產(chǎn)與施工環(huán)境和條件要求嚴(yán)。無論是前文說的漆改粉的應(yīng)用還是罩涂應(yīng)用，污染性是個(gè)無法回避的問題。 

另外丙烯酸涂料的熔融粘度比較高，顏料分散性差，樹脂本身剛性強(qiáng)，沖擊強(qiáng)度比其他粉末涂料差一些。丙烯酸的成本高，它售價(jià)格比其他粉末涂料貴很多，其主要原因是樹脂的價(jià)格，在此呼吁國內(nèi)的丙烯酸生產(chǎn)企業(yè)通過更多的研發(fā)能提高出性價(jià)比適合市場的丙烯酸樹脂。 

如開篇所述，本研究用的丙烯酸樹脂是GMA/DDDA固化體系，丙烯酸還有很多體系，我們可以做更多的嘗試，比較，找到性能與成本的最佳組合。未來如何既能利用丙烯酸的優(yōu)勢(shì)開發(fā)出更多的新產(chǎn)品的同時(shí)，通過原材料、配方設(shè)計(jì)、工藝等改善和規(guī)避它的缺點(diǎn)是重中之重。 

4. 結(jié)語 

綜上所述，目前丙烯酸在其他涂料或行業(yè)應(yīng)用來講，粉末涂料的應(yīng)用微乎其微，它受到使用環(huán)境、工藝、成本、工件設(shè)備等影響。丙烯酸化學(xué)雖說復(fù)雜，但我們作為粉末技術(shù)人，在從事著關(guān)乎綠色環(huán)境的環(huán)保行業(yè)，更有責(zé)任提高粉末涂料行業(yè)的拓展，跨界的開發(fā)和應(yīng)用，是研發(fā)技術(shù)人員的使命。粉末的“漆改粉效果”關(guān)系到客戶的使用感受和施工及使用成本，相信在未來的涂料發(fā)展中，更多的行業(yè)和客戶認(rèn)識(shí)到漆改粉的優(yōu)勢(shì)，在這個(gè)大趨勢(shì)下，丙烯酸的作用不可或缺，希望通過這篇綜述拋磚引玉，能給廣大同行帶來啟發(fā)，帶來更多的好產(chǎn)品。從而迎來粉末行業(yè)的新高峰。

來源：2024年粉末涂料與涂裝行業(yè)年會(huì)會(huì)刊  邵波 / 楊勛   (優(yōu)美特(北京)環(huán)境材料科技有限公司)