一种金属粉末涂料的制备方法与流程

1.本发明涉及一种金属粉末涂料的制备方法，属于粉末涂料制备技术领域。


背景技术：

2.金属粉末涂料是指含有金属颜料(如：铜金粉、银铝粉等)的各种粉末涂料，目前的金属粉末涂料生产技术主要有干混法、熔融挤出法和热邦定法。干混法操作简单，只需将底粉与金属颜料混合，通过简单机械搅拌即可完成；但是，所述方法存在着喷涂效果不均匀、喷涂施工过程中易堵枪的等问题。熔融挤出法与粉末生产工艺一致，将金属颜料与粉末基料进行混合，然后通过挤出机熔融挤出、压片破碎、磨粉分离制得；所述方法由于熔融挤出过程螺杆剪切作用，导致金属颜料二维平面发生扭曲折断、破坏闪光面；同时，高温有氧环境导致金属颜料氧化，致使金属色泽偏暗，达不到预期效果。
3.热邦定法是通过邦定机搅拌桨搅拌底粉致使摩擦生热，持续搅拌温度上升至玻璃化转变温度(tg)点以上，辅助喂料器加入金属颜料，以进行金属粉的邦定；所述方法邦定出的成品粉，相对于干混法以及熔融挤出法极大的改善了金属颜料以及底粉的理化性质，避免了喷涂过程中金属颜料与底粉由于电压、重力、带电量等因素造成的板材表面金属效果不一致的缺点。但是，现有技术中的热邦定法主要是基于邦定釜内螺旋桨高速搅拌(搅拌转速在1000rpm以上)底粉，使底粉摩擦升温以达到邦定温度；同时，高速搅拌使粉体获得较高的动能，在温度升高至tg点附近时，粉体本身会相应程度软化，在搅拌桨高速搅拌下，高温软化的底粉激烈撞击邦定机内壁，使其在邦定机的邦定釜壁四周、上顶盖、排气口以及搅拌桨上出现堆积硬化现象；此时加入金属颜料不可避免的使金属颜料率先附着在邦定釜内壁，同时高速的搅拌过程无疑会造成金属颜料的二维结构发生曲折，进而使邦定成品粉金属色泽偏暗，闪光效果不佳。此外，以高速搅拌摩擦升温的方式软化的底粉在邦定釜内壁堆积，使得实际邦定金属颜料含量的升高，造成不同邦定批次之间的成品粉效果差异较大。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法解决了邦定成品粉金属色泽偏暗，闪光效果不佳、不同邦定批次之间的成品粉效果差异较大的问题，与此同时，显著提高了金属粉末涂料的邦定效率，简化了邦定工序。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
6.一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法步骤如下：
7.(1)将颜料和底粉加入到邦定机中；
8.所述颜料为金属颜料和仿金属颜料中的至少一种；所述仿金属颜料为具有金属光泽的颜料；
9.所述颜料质量为底粉质量的3％～8％；
10.所述底粉为金属粉末涂料技术领域常规底粉；
11.(2)向邦定机中通入氮气保护气，设置低转速搅拌的转动转速为60rpm～600rpm，然后对邦定机的邦定釜内壁进行均匀预热，预热邦定温度为(tg+10)℃～(tg+20)℃，tg为所述底粉的玻璃化转换温度；
12.(3)待邦定机内料温达到步骤(2)所述预热邦定温度时，开始进行邦定计时，邦定计时时间为180s～600s；
13.(4)邦定过程结束后，放料到与邦定釜连通的冷却釜中快速冷却，得到金属邦定粉；
14.(5)取出步骤(4)得到的金属邦定粉，过筛后加入氧化铝，改善流化，防止结团；氧化铝加入质量为金属邦定粉质量的0.1％～0.3％，得到金属粉末涂料。
15.优选的，所述金属颜料或仿金属颜料的粒径尺寸为30～100μm；所述底料的中粒径(d50)为40～45μm。
16.优选的，步骤(1)中，所述金属颜料为紫铜金粉；所述仿金属颜料为珠光颜料；
17.以所述底粉的总质量为100％计，各原料组分及其质量分数如下：聚酯树脂70％，异氰尿酸三缩水甘油酯(tgic)5％，流平剂1％，安息香0.3％，颜填料23.7％；所述颜填料为硫酸钡、氧化铁红、酞菁蓝和钛白混合物。
18.优选的，所述邦定机的邦定釜内壁和外壁之间设有夹层，向夹层通入热源水或者热源油作为传热介质，对邦定机夹层进行均匀预热，从而对邦定釜内物料进行加热。
19.进一步优选的，步骤(2)中，向邦定釜的夹层通入热源水，对邦定机夹层进行均匀预热。
20.进一步优选地，步骤(4)中，所述快速冷却的方法为在冷却釜外壁设置夹层，冷却釜内设置搅拌装置，向夹层通入冷源水或者气流作为冷却介质，在搅拌的作用下使邦定釜放料(高温)与冷却釜外壁(低温)充分接触，产生热量交换，实现快速冷却。
21.有益效果
22.(1)本发明提供了一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法对邦定釜内壁进行预加热，进而实现对邦定釜内颜料和底粉进行预热，使底粉无需经过螺旋桨高速搅拌也能达到邦定温度；既能够有效缩短邦定时间，也能够降低转速，克服高温软化的底粉因高速搅拌产生激烈撞击，在邦定机的缸壁四周、上顶盖、排气口以及搅拌桨上出现粘连和堆积硬化问题，从而保证不同邦定批次之间金属颜料所占比重一致；同时，所述方法能够有效降低搅拌转速，低转速搅拌方式有效避免了螺旋桨对金属颜料形态的破坏，提高邦定成品粉金属色泽以及不同邦定批次之间成品粉效果的一致性，有效保证了成品粉具有良好的金属颜料色泽。
23.(2)本发明提供了一种金属粉末涂料的制备方法，所述邦定机的邦定釜内壁和外壁之间设有夹层，向夹层通入热源水或者热源油作为传热介质，对邦定机料筒内物料进行均匀加热，简化了邦定工艺的操作流程，方便快捷。
24.(3)本发明提供了一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法通过在冷却釜外壁设置夹层，冷却釜内设置搅拌装置，向夹层通入冷源水或者气流作为冷却介质，在搅拌的作用下使邦定釜放料(高温)与冷却釜外壁(低温)充分接触，产生热量交换，实现快速冷却，高效方便。
25.(4)本发明提供了一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法中，颜料的粒径尺寸优
选为30～100μm；底料的中粒径(d50)优选为40～45μm；所述粒径的颜料和底料在低转速下搅拌混合更为充分均匀，制备得到的金属粉末涂料金属感更强，并且颜料与底粉粘结效果更好。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
27.以下实施例中：
28.所述邦定机为烟台凌宇粉末机械有限公司生产；
29.所述聚酯树脂为p5021，威海龙彩新材料有限公司；
30.所述流平剂为wl588，宁波维楷化学有限公司；
31.所述底粉采用以下方法制备：
32.(1)按质量百分比称量底粉各组分原料，然后加入混料机中进行充分搅拌，得到混合均匀的底粉原材料；
33.以所述底粉的总质量为100％计，各组分原料及其质量分数如下：聚酯树脂70％，异氰尿酸三缩水甘油酯(tgic)5％，流平剂1％，安息香0.3％，颜填料23.7％，所述颜填料为硫酸钡、氧化铁红、酞菁蓝和钛白混合物；
34.(2)将底粉原材料加入挤出机喂料器中，进行熔融挤出，压片破碎，得到料片；
35.(3)将料片进一步破碎、磨粉、过筛，得到中粒径(d50)为40～45μm的底粉粉末成品，所述底粉的玻璃化转换温度(tg)为57℃。
36.实施例1
37.一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法步骤如下：
38.(1)将颜料和底粉加入到邦定机中；所述颜料为紫铜金粉和珠光颜料，颜料的粒径尺寸为30～100μm，颜料质量为底粉质量的3％；
39.(2)向邦定机中通入氮气保护气，设置低转速搅拌的转动转速为60rpm；所述邦定机的邦定釜内壁和外壁之间设有夹层，向夹层通入热源水作为传热介质，热源水的水温保持在为67～69℃，对邦定机的邦定釜内壁进行均匀预热，预热邦定温度为67℃；
40.(3)待邦定机内料温达到步骤(2)所述预热邦定温度67℃时，开始进行邦定计时，邦定计时时间为180s；
41.(4)邦定过程结束后，放料到与邦定釜连通的冷却釜中，所述冷却釜的外壁设置夹层，冷却釜内设置搅拌装置，向夹层通入冷源水作为冷却介质，在搅拌的作用下使邦定釜放料与冷却釜外壁充分接触，实现快速冷却，得到金属邦定粉；
42.(5)取出步骤(4)得到的金属邦定粉，过筛后加入氧化铝，改善流化，防止结团；氧化铝加入质量为金属邦定粉质量的0.1％，得到金属粉末涂料。
43.实施例2
44.一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法步骤如下：
45.(1)将颜料和底粉加入到邦定机中；所述颜料为紫铜金粉和珠光颜料，颜料的粒径尺寸为30～100μm，颜料质量为底粉质量的6％；
46.(2)向邦定机中通入氮气保护气，设置低转速搅拌的转动转速为200rpm；所述邦定
机的邦定釜内壁和外壁之间设有夹层，向夹层通入热源水作为传热介质，热源水的水温保持在为67～69℃，对邦定机的邦定釜内壁进行均匀预热，预热邦定温度为67℃；
47.(3)待邦定机内料温达到步骤(2)所述预热邦定温度67℃时，开始进行邦定计时，邦定计时时间为600s；
48.(4)邦定过程结束后，放料到与邦定釜连通的冷却釜中，所述冷却釜的外壁设置夹层，冷却釜内设置搅拌装置，向夹层通入气流作为冷却介质，在搅拌的作用下使邦定釜放料与冷却釜外壁充分接触，实现快速冷却，得到金属邦定粉；
49.(5)取出步骤(4)得到的金属邦定粉，过筛后加入氧化铝，改善流化防止结团；氧化铝加入质量为金属邦定粉质量的0.1％，得到金属粉末涂料。
50.实施例3
51.一种金属粉末涂料的制备方法，所述方法步骤如下：
52.(1)将颜料和底粉加入到邦定机中；所述颜料为紫铜金粉和珠光颜料，颜料的粒径尺寸为30～100μm，颜料质量为底粉质量的8％；
53.(2)向邦定机中通入氮气保护气，设置低转速搅拌的转动转速为600rpm；所述邦定机的邦定釜内壁和外壁之间设有夹层，向夹层通入热源油作为传热介质，热源油的油温保持在为77～79℃，对邦定机的邦定釜内壁进行均匀预热，预热邦定温度为77℃；
54.(3)待邦定机内料温达到步骤(2)所述预热邦定温度77℃时，开始进行邦定计时，邦定计时时间为180s；
55.(4)邦定过程结束后，放料到与邦定釜连通的冷却釜中，所述冷却釜的外壁设置夹层，冷却釜内设置搅拌装置，向夹层通入冷源水作为冷却介质，在搅拌的作用下使邦定釜放料与冷却釜外壁充分接触，实现快速冷却，得到金属邦定粉；
56.(5)取出步骤(4)得到的金属邦定粉，过筛后加入氧化铝，改善流化防止结团；氧化铝加入质量为金属邦定粉质量的0.3％，得到金属粉末涂料。
57.通过旋风分离法和高低电压法对实施例1～3制备得到的金属粉末涂料进行喷涂实验，喷涂参数为：喷涂电压60kv，雾化起压0.2kpa，枪距300mm；测试结果可知，实施例1～3制备得到的金属粉末在旋风分离前和旋风分离后金属感目视效果差别不大，并且金属感随着金属粉末涂料中颜料含量的递增明显增强；与此同时，实施例1～3制备得到的金属粉末涂料中，高颜料含量的金属粉末涂料(实施例3)在相同喷涂条件下旋风分离前后均出粉均匀，不易堵枪，说明本发明所述方法制备得到的金属粉末涂料中，颜料与底粉形成了良好的粘结效果。
58.以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种金属粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)将颜料和底粉加入到邦定机中；所述颜料为金属颜料和仿金属颜料中的至少一种；所述仿金属颜料为具有金属光泽的颜料；所述颜料质量为底粉质量的3％～8％；(2)向邦定机中通入氮气保护气，设置低转速搅拌的转动转速为60rpm～600rpm，然后对邦定机的邦定釜内壁进行均匀预热，预热邦定温度为(t
g
+10)℃～(t
g
+20)℃，t
g
为所述底粉的玻璃化转换温度；(3)待邦定机内料温达到预热邦定温度时，开始进行邦定计时，邦定计时时间为180s～600s；(4)邦定过程结束后，放料到与邦定釜连通的冷却釜中冷却，得到金属邦定粉；(5)取出金属邦定粉，过筛后加入氧化铝，氧化铝加入质量为金属邦定粉质量的0.1％～0.3％，得到金属粉末涂料。2.根据权利要求1所述一种金属粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述金属颜料或仿金属颜料的粒径尺寸为30～100μm；所述底料的中粒径为40～45μm。3.根据权利要求1或2所述一种金属粉末涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述金属颜料为紫铜金粉；所述仿金属颜料为珠光颜料；以所述底粉的总质量为100％计，各原料组分及其质量分数如下：聚酯树脂70％，异氰尿酸三缩水甘油酯5％，流平剂1％，安息香0.3％，颜填料23.7％；所述颜填料为硫酸钡、氧化铁红、酞菁蓝和钛白混合物。4.根据权利要求1～3任一项所述一种金属粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述邦定机的邦定釜内壁和外壁之间设有夹层，向夹层通入热源水或者热源油对邦定机夹层进行均匀预热。5.根据权利要求4所述一种金属粉末涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，向邦定釜的夹层通入热源水，对邦定机夹层进行均匀预热。6.根据权利要求4所述一种金属粉末涂料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述冷却的方法为在冷却釜外壁设置夹层，冷却釜内设置搅拌装置，向夹层通入冷源水或者气流作为冷却介质，在搅拌的作用下使邦定釜放料与冷却釜外壁接触，实现冷却。

技术总结
本发明涉及一种金属粉末涂料的制备方法，属于粉末涂料制备技术领域。所述方法先将颜料和底粉加入到邦定机中，所述颜料质量为底粉质量的3％～8％；然后通入氮气保护气，设置搅拌转速为60rpm～600rpm；再对邦定机的邦定釜内壁进行均匀预热，待邦定机内料温达到预热邦定温度时，进行邦定计时180s～600s；邦定结束后放料到与邦定釜连通的冷却釜中冷却，得到金属邦定粉；过筛后加入氧化铝，得到所述金属粉末涂料；所述方法通过预混合恒温加热大大缩短了邦定过程前期的物料升温预备时间，低转速搅拌邦定有效保证了成品粉具有良好的金属颜料色泽，有效提高金属粉末涂料的邦定稳定性以及邦定效率，同时简化了邦定工艺的操作流程。同时简化了邦定工艺的操作流程。


技术研发人员：刘洋 马春霞 史威威
受保护的技术使用者：河北汉光重工有限责任公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/22