生活节奏快。工业过程中的趋势和客户需求正在以越来越短的周期变化。特别是,合同涂布商必须非常灵活地响应客户的订单。因此,许多合同涂布商依赖于保持不同粉末涂料的大量库存。当然,所有的公共系统,颜色,纹理和光泽值都需要考虑。缺点是,不是每个涂布机都有大的存储设施,这些库存最初被视为固定资本。

另外,最粉末涂料制造商已经开始缩短交货时间。然而,这种方法并不总是保证所需的系统是按需可用的。它们甚至可能还需要人工制造。由于目前供应链的不可靠和原材料短缺,这变得更加困难。

粉末涂料的生产是耗时的,而且几乎不可能在事后改变它们的视觉性能。每一种粉末涂料,无论是高光泽,半光泽或哑光,必须完全单独生产。这对制造商和涂布商来说是一个挑战,如何在最短的时间内对客户的需求做出灵活的反应。到目前为止,唯一的选择是在库存中保留尽可能多的具有各种不同性能的粉末涂料。

本文将介绍一种替代方案:一种非常简单、快速和完全无标签的解决方案,以满足不同光泽值的需求。这种解决方案适用于粉末涂料制造商,也适用于涂布工人,直接在生产线上生产。

新型添加剂byk - 3938p允许所有类型的粉末涂料灵活和立即磨砂(图1)。要做到这一点,只需要与基础涂层创建均匀的混合物(混合后原理)。因此,这个工作步骤不需要挤出机。混合过程可以用各种设备进行,如滚转式混合器或任何其他合适的固体物质混合器。

不同粘结剂体系中不同剂量的光泽降低。光泽水平在60°角。
图1”不同粘结剂体系中不同剂量的光泽降低。光泽水平在60°角。

以聚酯树脂和羟烷基酰胺为固化剂的耐候粉末涂料

HY =混合粉末涂料,以聚酯树脂和环氧树脂为基础,比例为70:30和50:50

成品化合物可应用于涂装生产线或在正常条件下简单储存。该添加剂在化学上是惰性的,不会与粉末涂层发生反应。因此对贮存稳定性没有影响。

添加剂可以在不考虑化学计量比的情况下使用,因为消光是通过物理过程而不是化学过程发生的。消光特性完全由添加剂用量在几乎线性的基础上控制,而不考虑粘合剂体系的化学性质。

由于添加剂是无标签的,所以对应用领域没有限制,也不需要采取特殊的安全措施。哑光粉末涂料的监管地位也没有改变。


添加剂是如何加入粉末涂料的?

仅通过添加后与成品粉末涂料混合使用(图2)。通过挤压将添加剂掺入粉末涂料只会导致最小的光泽降低,因此不建议使用。

byk - 3938p添加后的示意图描述。
图2”byk - 3938p添加后的示意图描述。

该添加剂与粉末涂料混合不需要高剪切力。然而,掺入越好,越彻底,得到的涂层的外观就越好。图3显示了4%用量下不同混合质量的对比。左,用手和右,用实验室摇床摇5分钟。通过更好的掺入可以显著改善表面质量。混合料的高均匀性使其具有较好的流平性能。

掺入质量对涂层视觉性能的影响。
图3»掺入质量对涂层视觉性能的影响。


属性

表1显示了byk - 3938p的性能概述。

产品特性概述。
表1”产品特性概述。

消光效果

光泽降低的理论描述

光滑的表面反射落在其上的光线,其方向几乎是平行的。这将提供高反射值,即高光泽。

一旦光被漫射而不是被有目标的方式反射,表面就会出现哑光。表面必须有非常精细的纹理,以创造均匀的视觉外观席子.在粗糙的表面结构下,眼睛可能仍然会看到有光泽的区域,可能会出现闪光效果。

在图4中,下面的图片显示了光滑粉末涂层的表面轮廓,与5.0% BYK-3938 p的粉末涂层的表面轮廓进行了比较。该三维形貌图是用BYK-Gardner GmbH公司的光谱仪测量和计算的。该测量仪器从不同角度拍摄若干图像,并使用这些图像计算三维地形。可以清楚地看到,在磨砂表面有微纹理。

测量原理的说明。从光滑表面的直接反射(左)和从哑光表面的所有方向漫反射(右)。这些图片显示了测量的三维表面形貌。
图4»测量原理的说明。从光滑表面的直接反射(左)和从哑光表面的所有方向漫反射(右)。这些图片显示了测量的三维表面形貌。

添加剂的抠图效果是基于什么?

添加剂在聚结阶段造成粉末涂层表面的微织构。第一,提高了粘合剂的熔体粘度。液体(或熔体)在固体添加剂颗粒上的润湿过程需要能量。当润湿过程中表面张力的差异必须得到补偿时,当熔体渗透到团聚体的孔隙(毛细血管)时,就会出现这种情况。

这一润湿过程将无法完成,因为持续的交联反应降低了熔化的粉末涂层流动的能力。添加剂颗粒结合在表面,但没有完全下沉到较低的层。靠近表面的颗粒在粉末涂料中引起微织构。一些粒子也从表面突出,增加了漫射光散射的效果。

这种在表面的效果可与传统液体涂层中由粗填料颗粒形成的精细纹理相媲美。在那里,一旦溶剂或水蒸发,收缩层厚度导致填料颗粒周围的微纹理。

在使用byk - 3938p的粉末涂料中,通过交联反应和随后粘度的增加,产生的微织构被“固定”。它不能再顺畅地流动。因此,添加剂对化学交联没有直接影响,但其物理作用是造成光散射扩散表面。

因此,无论反应水平或固化温度如何,效果都是恒定的。这允许用户快速实现所需的抠图级别。不需要调整烤箱温度或停留时间。为特定粉末涂料规定的固化参数保持不变。


应用实例

该添加剂适用于哪些粉末涂料系统?

在所有粘合剂体系和所有配方中都可以实现光泽降低。由于这种效应是纯物理的,交联反应的差异并不重要。粉末涂料通过化学反应形成硬塑性网络。因此,所有的粘合剂最初都是热塑性的,并在固化过程中熔化。在这个阶段,添加剂会创建一个微纹理,降低光泽(图5)。

混合系统和β-HAA系统的例子,使用添加剂。
图5»混合系统和β-HAA系统的例子,使用添加剂。

以下是市场上主要使用的粘结剂系统:

  • 聚酯树脂
  • 环氧树脂
  • 丙烯酸树脂

各种固化剂提供各种组合,以满足所有应用的要求。含有羧基的聚酯树脂,与β-HAA (β-羟烷基酰胺)或TGIC(三酰甘油异氰脲酸酯)交联,用于耐候粉末涂料。

含有羟基和异氰酸酯交联剂的聚酯树脂在户外耐腐蚀系统中有许多应用。纯环氧树脂和混合体系(聚酯/环氧)主要用于室内应用。

该添加剂可以与清漆一起使用吗?

由于其化学成分为改性层状硅酸盐,初级颗粒提供了高水平的透明度。由于这个原因,清漆可以很好地与添加剂相结合。表面的微纹理引起漫射光反射。添加剂颗粒的高固有透明度不影响涂层的视觉性能。未被粘合剂完全浸湿的粒子也会以漫射的方式引起散射光反射。因此,透明漆可以达到非常均匀和一致的光泽降低(图6)。

透明漆的例子,用在后面有对比卡的玻璃上。
图6»透明漆的例子,用在后面有对比卡的玻璃上。

添加剂对粉末涂料有作用吗?

就像纯色粉末涂料和清漆一样,该添加剂可用于有效粉末涂料中,根据需要调整光泽值(图7)。

效果粉末涂料的例子。
图7»效果粉末涂料的例子。

效果颜料的视觉性能和耐久性都不会因其添加而改变。在所有系统中都实现了均匀的抠图。血小板状的色素颗粒保持可见,其特性没有任何失真。各种效果颜料都适用。对于铝颜料,有叶型或无叶型都可以毫无困难地使用。这种新型添加剂在两种情况下都能达到同样的光泽降低效果。当对金属和效果涂层进行光泽度测量时,应注意得到的光泽度值与光泽度的视觉外观不一致。

纹理粉末涂料能否与添加剂相叠加?

对于结构化粉末涂料,用户首先需要确定其结构外观是细还是粗。由于所需的配方,结构粗糙的粉末涂料对污染物非常敏感。另一种粉末涂料的污染很快就会导致斑点、颗粒或弹坑等可见缺陷。结构可能发生扰动,使其变平。因此,在这些粉末涂料中使用添加剂是有限的。如图8所示,光泽度得到了降低。然而,粗糙的结构变得越来越扁平,越来越不清晰。必须决定所得到的结构是否在可容忍的范围内。建议使用不同剂量进行一系列试验。

原始粗糙结构的图像(左)及其在加入不同剂量的添加剂后的变化
图8»原始粗糙结构的图像(左)及其在加入不同剂量的添加剂后的变化。

相比之下,具有优良结构的粉末涂料可以很好地与该添加剂结合。精细的纹理通常由基于微粉聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)的添加剂创建。聚四氟乙烯可以单独使用,也可以与聚乙烯(PE)结合使用。这些配方非常稳健,不受表面纹理特征变化的影响,因此添加后的添加剂可以被描述为非关键的。

精细的纹理已经有了一定程度的抠图。例如,如果质量控制确定光泽度值过高,添加剂可以在这些配方中用于对光泽度值进行微调。

从图9中可以看到,对精细纹理的光学外观只有最小的影响。这在复制这些配方方面是重要的,因为视觉外观的偏差是不被接受的,因此可能导致排斥。采用新型添加剂的校正措施,可以在不影响纹理本身的情况下调整光泽值。光泽度测量值给出了60°和85°的测量几何图形。它们的光泽程度都有所下降。

上面一行,基于微粉聚四氟乙烯(剂量= 0.1% / 0.3% / 0.5%)<br>的精细质地(底部一行,每个附加剂量为1.0% BYK-3938 P)。
图9»上排,基于微粉聚四氟乙烯(用量= 0.1% / 0.3% / 0.5%)的精细质地
最下面一排,每个加1.0% BYK-3938 P的剂量。


结论

粉末涂料在制造后,几乎不能作任何改变。如果色度或其他视觉特性不符合要求或规范,纠正措施几乎是不可能的。在这种情况下,整个配方必须重新加工,并生产出全新的一批产品。

新型byk - 3938p即使在使用后添加工艺的成品粉末涂料中也能有效地降低光泽度值。这一工艺步骤可以很容易地与各种类型的混合设备进行,因此明显比传统生产更经济。特别地,失败的批次可以被纠正,或者作为matmatted系统使用。

对于粉末涂料制造商,后添加过程的好处是,从一个基础涂层快速创建单独的光泽值。与添加剂混合后的底漆可在标准条件下储存。

粉末涂料涂抹器现在有了新的选择。他们可以在开始涂覆过程之前立即响应客户的要求。在所有粘合剂系统和配方中普遍使用这种新型添加剂,使涂布机操作方便,并允许在短时间内调整光泽值以满足要求。只有普通颜色的底漆需要保留在库存中。这意味着可以避免较长的交货时间和订单处理延迟。

多年来,监管限制和安全要求一直在增加。这些都影响着粉末涂料行业在原料的选择上。在加工涂层材料和涂层货物运输过程中,适用于各种各样的标签要求。添加剂的标签费用组成,以及对化学反应没有影响的纯物理工作机制可以概括为强效益。该添加剂可用于粉末涂料行业,无需采取任何额外措施。

如需更多信息,请发送电子邮件Thomas.Czeczatka@altana.comJudith.Ewald@altana.comRoland.Albert@altana.com

图片来源:
图1、3、5、6、7、8、9: BYK-Chemie GmbH,内部图像应用和研究实验室,byk - 3938p产品介绍

图2BYK-Chemie GmbH, FACT SHEET H-XS 20, BYK-3938 P

图4上半部分,BYK-Gardner GmbH,下半部分,表面测量与SPECTRO2PROFILER, BYK-Gardner GmbH