在制造粉末涂料的传统方法中,干燥的成分被彻底混合,并添加到挤出机或加热批量式搅拌机中,以助熔剂、分散和创造尽可能均匀的材料。为了便于讨论,将讨论挤出机的加工过程。正是在这一熔化阶段,已掺入的干颜料必须均匀而彻底地分散。

虽然在干混合和混合阶段可能会发生一些颜料的分散和显色,但分散和显色这两个过程的大多数通常发生在挤压阶段,因为这是大多数团聚体和团聚体分离成初级颗粒的地方。通常情况下,如果颜料的着色力没有完全发挥出来,就必须决定是否重新挤出。这一决定是基于颜料的成本,树脂系统承受额外热量的能力,对薄膜性能的影响,显示足够强度增加的能力,以及在生产中执行这一操作相对于潜在收益的物理难度。

当涉及到单一颜料时,通常更容易做出决定,并且通常在短时间内运行,通过在实验室测试生产材料来进行。然后,螺杆速度可以增加或减少,这取决于预期的结果。显然,降低螺杆转速将增加停留时间,并可能增加颜色发展;它还降低了吞吐量,并可能对薄膜的外观和性能产生一些影响。

一个极端的例子是,从400 RPM(一个典型的操作条件,被任意选择为100%效率)下降到250 RPM(吞吐量下降37.5%)。相应降低到300转/分和350转/分,分别降低25%和12.5%。

当我们考虑以低于100%(400转)的速度运行挤出机的能量时,相关的能量增加是相对于完成生产所增加的时间。类似地,相对于以低于最佳RPM运行所需的时间,分配给该设备运行的所有分配间接成本将会增加。

如前所述,单色(单一颜料)箱子是最容易使用的。然而,除了白色和黑色,如果没有完全分散,一般会对应用、流动和薄膜性能产生更大的影响,而不是色彩或经济性能,大多数彩色粉末涂料是两种或两种以上颜料的混合物。在这种情况下,白色被视为一种必须完全分散的颜料,因为它对混合物中其他颜料的相对影响。在这种情况下,开发TiO 2 颜料和着色颜料可以以不同的速度发生,这取决于车辆的润湿特性、停留时间、温度、特定颜料和表面处理。

在我们的实验室中,将预分散的彩色颜料添加到商用白色粉末涂料中,然后经过两次挤出机,在第二次挤出机通过后,所得到的颜色比第一次挤出机通过后更浅,这表明TiO2继续发展着色强度。当以同样的方式制作粉末涂料,但使用预分散的TiO时2与预分散的彩色颜料相结合,挤出机第一道和第二道之间没有色差。

更难以控制的是由两种或两种以上颜色的颜料加上白色混合而成的自定义颜色。如果混合物中的任何一种颜料在实验室中与生产期间的发展不同,则必须在实验室中进行重大调整,在此期间,生产设备处于闲置状态,等待修改后的重新混合的干混合物再次挤出。

回顾最近由一家大型颜料公司开发的一系列RAL颜色配方,大多数颜色匹配需要四种颜料,相当多的需要三到五种颜料,还有一种需要六种单独的颜料才能分散。考虑到有机颜料和无机颜料可能都需要,不仅是为了匹配,而且是为了薄膜的不透明度,这个问题就更加复杂了。有机颜料提供+/- 5%强度的规格是很正常的。因此,使用多种颜料的混合物来匹配颜色,使用从先前大量颜料中开发的配方,由强度变化+/-5%和不同颜色发展速率引起的变化可能是显著的,需要进行大量的实验室调整,才能达到商业上可接受的匹配。

粉末涂料制造商在快速变化的环境中提供涂料的困难一直存在。粉末服务的市场越来越多。每个市场都需要更多和不同的颜色,以大量和少量的数量,以及不同的质量,纹理和光泽水平。最终用户还要求在合理的时间内匹配自定义颜色;按照目前的做法,通常需要2-4周。为了缩短标准颜色的周转时间,许多公司已经采取了增加库存颜色库存的方法。当将出售的颜色数量和所提供的化学物质与所需的光泽度相结合时,这个数字可能是惊人的,从不到1000到数千不等;一个物流噩梦和昂贵的现象。

目前粉末涂料的时代可以与20世纪50年代中期的液体涂料相比较。有色涂料是在工厂里生产的,叫做混合涂料。你在油漆店的选择是在60种左右的预着色涂料中做出的,有不同的质量和光泽等级。然而,今天,终端用户已经习惯于在任何质量、光泽水平和数量上拥有几乎无限数量的颜色。消费者还希望获得当日服务,并能够在以后再次回来并一次又一次地获得相同的颜色。

Elementis Specialties正在开发的方法借鉴了液体涂料技术。该方法使我们能够减少制造时间和库存成本,并提高吞吐量。

该公司设计了着色剂的TINT-AYD“DPC”调色板,该调色剂将像其液体系统着色剂一样控制在+/- 2%的强度;这些是由重力控制的;并且,使用为这些着色剂生成的反射率文件,将使公司能够提供与RAL颜色、联邦标准595颜色和其他系列或自定义颜色的商业匹配公式,只要计算机配色能力存在。

该系统中的着色剂是基于一种专有的通用载体,与目前所有商业粉末涂料化学物质兼容。所加入的颜料是根据其内部或外部质量的价值来选择的。拥有这两种等级的颜料,允许粉末涂料的最终使用,以规定正确的颜料分散最大的效率和价值。

这种颜色系统将为粉末涂料制造商提供实现以下目标的能力。

  • 为所有最先进的粉末涂料树脂上色。

  • 在一次挤压过程中完成颜色开发。

  • 只预混合透明粉末涂料原料,避免了漫长和昂贵的搅拌机清理。

  • 加入预称重、预分散的混合颜料,同时加入透明粉末涂料。

  • 用预定的配方和最短的实验室时间,可重复地获得与定制颜色的商业匹配。

  • 最大限度地减少标准颜色的大量库存,减少流动资金。

  • 最小化提供自定义颜色的响应时间。

  • 通过最大限度地提高颜料分散和配色过程的效率来提高产量,这样做可以降低能源成本、固定加工成本和每种颜色的实验室评估。

    有关着色剂的更多信息,请联系Elementis Specialties, Rheox Inc.,着色剂和添加剂,PO Boc 700;海茨敦,新泽西州08520;电话:800/866.6800或609/443.2500;传真609/443.2422;访问www.elementis-specialties.com。电子邮件specialinfo.usa@elementis-na.com。

    链接