生活节奏快。工业过程中的趋势和客户要求正在以越来越短的周期发生变化。特别地,合同涂布工必须非常灵活地响应来的客户订单。因此,许多合同涂料公司依赖于保持大量不同的粉末涂料库存。当然,所有常见的系统,颜色,纹理和光泽值都需要考虑。缺点是,不是每一个涂布有访问大型存储设施,这一股票最初算作固定资本。

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可以按需提供。它们甚至可能还需要人工制造。由于目前的供应链不可靠和原材料短缺,这变得更加困难。

粉末涂料的生产非常耗时,而且几乎不可能在事后改变其视觉特性。每一种粉末涂料,无论是高光泽度、半光泽度还是哑光,都必须完全单独生产。这使得制造商和涂布机在最短的时间内对客户的需求做出灵活的反应是一个挑战。到目前为止,唯一的选择就是保留尽可能多的具有各种不同性能的粉末涂料库存。

这篇文章将描述一个替代选项:一个非常简单,快速和完全无标签的解决方案,以满足不同的光泽值的需求。此解决方案既可用于粉末涂料生产厂家,也可用于涂布机,直接上线。

新型添加剂BYK-3938 P允许所有类型的粉末涂料灵活地立即粘合(图1)。为此,只需与底层涂料一起创建均匀的混合物(后共混原理)。因此,这个工作步骤不需要挤出机。混合过程可以通过各种设备进行,如滚轮混合器或任何其他合适的固体物质混合器。

在不同的粘结剂系统中根据用量减少光泽度。光泽度为60°角。
图1”在不同的粘结剂系统中根据用量减少光泽度。光泽度为60°角。

以聚酯树脂和羟烷基酰胺为硬化剂的耐候性粉末涂料

HY =混合粉末涂料内部应用的聚酯树脂和环氧树脂在70:30和50:50的比例

成品化合物可用于涂装线或在正常条件下简单储存。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。

添加剂可以不考虑化学计量比使用,因为抠图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控制,几乎是线性的,与粘结剂体系的化学性质无关。

由于该添加剂是无标签的,没有应用领域的限制,不需要采取特殊的安全措施。哑光粉末涂料的规范状态也没有改变。


添加剂如何加入到粉末涂料中?

仅通过添加后和与成品粉末涂料混合使用(图2)。通过挤压将添加剂加入到粉末涂料中只会导致最小程度的光泽度降低,因此不建议使用。

byk - 3938p添加后的示意图说明。
图2”byk - 3938p添加后的示意图说明。

添加剂不需要高剪切力与粉末涂层混合。然而,结合得越好、越彻底,得到的涂层的外观就越好。图3显示了用量为4%时不同混合质量的比较。左,短暂用手,右,用实验室摇床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展示了byk - 3938p的性能概况。

产品特性概述。
表1”产品特性概述。

消光效果

光泽度降低的理论描述

有光泽的表面反射的光线落在一个有针对性的,几乎平行的方向。这给予高反射值,即高光泽。

一旦光线扩散而不是有针对性地反射,表面就会变得哑光。表面必须有非常细腻的纹理才能创造出视觉上统一的外观席子.在粗糙的表面结构下,眼睛仍然可以看到有光泽的区域,并可能产生闪光的效果。

在图4中,下面的图片显示了光面粉末涂层的表面轮廓,与5.0% BYK-3938 p的粉末涂层进行了对比。这张3D形貌图是用BYK-Gardner公司的光谱剖面仪测量和计算的。测量仪器从不同的角度拍摄几幅图像,用这些图像来计算三维地形。可以清楚地看到,在粗糙的表面上存在着一种微观结构。

测量原理说明。从光滑表面的直接反射(左)和从哑光表面的所有方向的漫反射(右)。图片显示的是测量的三维表面形貌。
图4»测量原理说明。从光滑表面的直接反射(左)和从哑光表面的所有方向的漫反射(右)。图片显示的是测量的三维表面形貌。

添加剂的消光效果是基于什么?

在聚结阶段,添加剂在粉末涂层表面形成微观织构。首先,增加粘结剂的熔体粘度。液体(或熔体)在固体添加剂颗粒上润湿的过程需要能量。当润湿过程中的表面张力差异必须得到补偿时,以及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。

这个润湿过程不会完成,因为持续的交联反应降低了熔化的粉末涂层的流动能力。添加剂颗粒在表面结合,但不完全沉入下层。靠近表面的颗粒会在粉末涂层中形成微观组织。一些粒子也从表面突出,增加了漫射光散射的效果。

这种在表面上的效果可与传统液体涂层中粗颗粒填料形成的细纹理相媲美。在这种情况下,一旦溶剂或水蒸发,收缩层厚度会在填料颗粒周围形成微观结构。

在BYK-3938 P粉末涂料中,通过交联反应和随后的粘度增加,产生的微观结构是“固定的”。它不能再顺畅地流动了。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,其影响都是恒定的。这允许用户快速实现所需的抠图级别。无需调整烤箱温度或停留时间。特定粉末涂料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?

在所有粘合剂系统和所有配方中都可以实现降低光泽度。由于这种影响是纯物理的,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,添加剂创建一个微观纹理,减少光泽(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。

市场上使用的粘结剂系统主要有以下几种:

  • 聚酯树脂
  • 环氧树脂
  • 丙烯酸树脂

各种固化剂提供多种组合,以满足所有应用的需求。含羧基的聚酯树脂,与β-羟基烷基酰胺(β-羟烷基酰胺)或TGIC(甘油三酯异氰脲酸酯)交联,用于耐候性粉末涂料。

含有羟基的聚酯树脂与异氰酸酯交联剂在户外抵抗系统中有着广泛的应用。纯环氧树脂和混合系统(聚酯/环氧)主要用于室内应用。

添加剂可以用在透明涂层上吗?

初级颗粒提供了高水平的透明度,这是由于化学成分作为一种改性的页硅酸盐。由于这个原因,透明涂层可以很好地与添加剂。表面的微观结构引起漫射光反射。添加剂颗粒的高内在透明度不影响涂层的视觉性能。未被粘结剂完全浸湿的颗粒也会以漫反射的方式引起散射光反射。因此,透明涂层可以实现非常统一和一致的光泽度降低(图6)。

透明涂层的例子,应用于玻璃与对比卡后面。
图6»透明涂层的例子,应用于玻璃与对比卡后面。

添加剂在粉末涂料中起作用吗?

就像在纯色粉末涂料和透明涂料中一样,添加剂可以用于有效粉末涂料中,根据需要调整光泽度值(图7)。

效果粉末涂料的例子。
图7»效果粉末涂料的例子。

效果颜料的视觉特性和耐久性都不会因为添加它而改变。所有系统都实现了统一的抠图。血小板形状的色素颗粒仍然可见,没有任何失真的特点。适用于各种效果颜料。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相同的减光效果。在对金属涂层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。

有纹理的粉末涂料可以用该添加剂打结吗?

对于结构型粉末涂料,用户首先需要确定结构外观是细还是粗。由于所需的配方,具有粗糙结构的粉末涂料对污染物非常敏感。与另一种粉末涂层的污染很快就会导致可见的斑点、颗粒或陨石坑的缺陷。结构可能发生扰动,导致它变平。因此,添加剂在这些粉末涂料中的使用受到限制。如图8所示,光泽度降低了。然而,粗糙的结构变得越来越扁平,定义也越来越不清晰。必须决定结果结构是否在可容忍的范围内。建议使用不同的剂量进行一系列试验。

原始粗糙结构的图像(左)和它的变化后加入各种剂量的添加剂
图8»原始粗糙结构的图像(左)和它的变化后加入各种剂量的添加剂。

相比之下,具有良好纹理的粉末涂料可以与该添加剂很好地结合。精细的纹理通常是建立在微观聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)的添加剂。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,因此添加后添加剂可以被描述为非关键。

精细的纹理已经有一定程度的抠图。例如,如果质量控制决定光泽度值过高,可以在这些配方中使用添加剂来对光泽度值进行精细调整。

如图9所示,这对精细纹理的光学外观影响很小。这是很重要的再现这些公式,因为视觉外观的偏差是不被接受的,因此可以导致拒绝。使用新型添加剂的矫正措施可以在不影响纹理本身的情况下调节光泽度值。光泽度的测量值分别在60°和85°的测量几何位置给出。它们的光泽都降低了。

上排,微细化PTFE(投加量= 0.1% / 0.3% / 0.5%)<br>;下排,各添加1.0% BYK-3938 P。
图9»上排,微细化PTFE(用量= 0.1% / 0.3% / 0.5%)
底部一行,各加1.0% BYK-3938 P。


结论

实际上,粉末涂料在生产出来后不会发生任何变化。如果颜色深浅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,并生产一个全新的批次。

新的byk - 3938p允许有效的光泽值降低,即使在成品粉末涂料使用后添加过程。这一工艺步骤可以通过各种类型的混合设备轻松地进行,因此比传统生产更经济。特别是失败的批次可以被纠正或交替使用作为拼接系统。

对于粉末涂料制造商来说,添加后工艺的好处是可以从一层底层涂料迅速创造出单独的光泽度值。混合了添加剂的基层涂料可以在标准条件下储存。

粉末涂料涂布器现在有了新的选择。他们可以在涂装过程开始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,使处理方便的涂料,并允许光泽值调整到要求在短时间内通知。只有常见的颜色深浅需要作为基本色大衣储备。这意味着可以避免长时间的交货时间和订单处理的延迟。

多年来,监管约束和安全要求一直在增加。这些都影响了粉末涂料行业在原材料选择上的选择。各种标签要求适用于处理涂层材料和涂层货物运输过程中。添加剂的标记费用组成,以及不影响化学反应性的纯物理工作机制,可以概述为强大的效益。该添加剂可用于粉末涂料工业,无需采取任何额外措施。

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

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

图2: BYK-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