不仅千面，360度的闪才是真的闪
老虎新材料，2019年3月
闪光金属粉，一般是指在粉末涂料底粉中添加金属闪光颜料(铝粉、珠光粉等)而制成，经喷涂固化成膜后金属颜料均匀分布在涂膜中，由于金属粒子对光的反射而使涂膜表面具有金属闪光效果，并具有绚烂多色效果以及优异的保护功能，为建材、家具、家电、汽车、仪器仪表等高档工业品提供了绚丽多彩的外观装饰。在整个装饰性粉末中，金属粉末涂料应用面越来越广，是目前美术型粉末的主流。
传统的溶剂型闪光金属涂料因具有特殊的金属质感而受市场欢迎，然而由于其涂装过程中含有大量的VOC，排放到大气中会造成严重污染。为此, 国内外相继出台了许多环保法规来约束在涂装过程中的VOC的排放，闪光金属漆在市场上受到限制。粉末涂料作为一种无溶剂型、无污染、具有优异的耐候性能和力学性能的固体涂料，广泛应用于铝型材等不同领域，越来越多的液体涂料正向粉末涂料转变。老虎表面技术新材料(苏州)有限公司自主开发出的媲美油漆效果的3D金属粉末，具有颠覆闪光金属粉的创新技术。从颜料、工艺到技术不断的投入和研发，促进了整个闪光金属粉的蓬勃发展。
金属粉末涂料Bonding工艺
1.1 Bonding(邦定) 工艺介绍
金属粉末涂料的制造工艺和方法会直接影响金属粉末涂料的喷涂工艺和喷涂产品表面金属效果。目前生产金属粉末涂料主流采用邦定法。
邦定工艺是将金属颜料与普通色素底粉加入到专用的邦定缸中混合加热，严格控制邦定温度从树脂开始软化到金属颜料被邦定这一区间温度，这一温度段，树脂由粉状变为团状，使得金属颜料与底粉粘结在一起。这种热机械混料控制程序用于解决底粉和金属颜料间的附着问题，加入特殊添加剂使得不同色粉达到均匀的带电性能，采用粒径管理控制粉体性能，以达到提高金属粉末的施工稳定性。随着邦定设备的不断改进以及邦定生产工艺的不断完善，邦定法已经普遍应用于生产金属粉末涂料。
1.2 TIGER 邦定工艺
工艺步骤1：将粉末涂料基料加入混料机中，确定容器中氧含量，充入氮气作为惰性保护气体。
图1 邦定机内部结构及冷却系统
图2 邦定缸内充满氮气、粉体基料示意
工艺步骤2：通过摩擦生热使基料混合物温度升高，该温度值比树脂的玻璃化温度(Tg)略微低一些，然后加入铝粉。
工艺步骤3：在该温度下保温一定时间，直到铝粉与树脂完全邦定。
工艺步骤4：将邦定好的混合物送至下游的冷却罐中，以防止材料结团或结块。
如上述邦定法可用于解决底粉和金属颜料间的附着问题，以达到提高金属粉末的喷涂施工稳定性。邦定金属效果优点体现在金属颜料分散好、金属逼真效果好、节省金属颜料、批次色差稳定、无干混法喷涂出现花斑现象、回收粉按一定比例可以直接使用、可以做出更多\更佳的金属闪光效果。邦定法金属颜料在配方中添加量一般在10%以内。
金属颜料表面包覆技术
金属铝粉活性高，表面易被氧化，故金属铝粉在腐蚀性介质( 酸、碱和水等) 中易容易被腐蚀而失去原有金属光泽。包覆膜法是指在利用无机物或有机物在铝颜料表面形成一层致密的无机或有机层，将铝颜料包裹于内部，与外界腐蚀介质隔离。粉末涂料所用非浮型铝粉包覆主要采用二氧化硅包覆，是最常用的包覆方法之一。
2.1 双层包覆高性能金属颜料
金属铝颜料表面具有亲水性，与有机聚合物相容性不好，在应用于涂料体系中易出现难分散、粘附性差等问题。为了能解决这些应用问题，需要对铝颜料表面进行表面处理，并且增强与有机树脂的相容性。在增强耐腐蚀性能方面，二氧化硅包覆铝颜料具有良好的效果。将二氧化硅包覆与聚合物包覆相结合，既增强铝颜料的耐腐蚀性，又提高了铝颜料与有机树脂的相容性。
老虎通过挤出过程中特殊的侧喂料技术，成功用透明树脂包裹住了金属颜料，制作了新型的3D金属粉末，保留了金属颜料的完整性，从金属粉涂膜截面SEM照片可以看出，3DM金属粉成膜后的金属颜料呈现完好的片状结构。避免因邦定中的高剪切力作用，导致金属片弯曲，表面破坏。另外金属颜料是无规则的排列，达到更闪烁的效果。
图3 金属粉涂膜界面图
老虎3DM产品
老虎公司3DM金属粉，炫目的闪烁效果为金属粉产品家族锦上添花。
对于高含量金属粉，由于粉末涂料自身的物理特性限制，即便是应用邦定技术，现有的金属颜料也不能加入太多，含10%以上铝粉的金属粉产品在施工性能和涂膜表面会有很大缺陷，所以粉末完全替代油漆金属效果一直是个无法跨越的技术障碍(油漆金属颜料含量可达到20%左右)，现有的最佳方案是利用老虎公司3DM金属粉末产品。
3.1 3DM立体金属闪光效果
以3D METALLIC为标准，与常规邦定金属粉做对比测试，两种粉末中树脂份及金属颜料的添加量和种类一致，常规邦定铝粉与TIGER 3MD金属粉表面效果如下图所示。
图4 常规邦定金属粉(左)VS. TIGER 3DM (右)
采用多角度色差仪选取3个角度15o，45o，75o来对比常规邦定金属粉、市面常规高闪产品与TIGER 3DM金属粉的闪烁效果。具体数据如下：
闪烁等级 = f (Sa; Si)
图 5 常规邦定金属粉和TIGER 3DM闪烁度对比
TIGER Drylac· 3D Metallics外观具有高闪且与众不同的效果、360度高闪，外观可与油漆相媲美，可以为设计师提供最新设计效果和灵感，为产品增值。
金属闪光涂层表面的光泽和颜色随着入射光的角度和视角的变化而发生光泽和色度的变化现象称为“随角异色”效应。非浮型铝粉颜料在涂层中排列于不同层次，当入射光线照过来后通过各种有规律的反射、透射或干涉, 最后人们就会看到有金属光泽的、随角异色的闪光效果。光线射入透明涂料达到不同层次的铝片再反射回去的光则形成具有不同光泽和不同颜色的光，非常绚丽。3D母料在成膜物中多层次不同位置的分布，其树脂包覆可以使入射光的反射效果加强，从而使涂层闪烁效果更加突出，更加绚丽。
图 6 涂层膜厚40μm时的横截面图
3.2 优异耐化学性能
一直以来，即使采用绑定技术的金属粉末，计入的铝粉采用了多层包覆处理，等适用5%Na0H进行浸泡测试，铝粉由于碱蚀会产生发黑的现象，这一耐碱测试是建材应用中防止石灰水侵蚀的主要手段，在未出现3DM金属粉之前，只能是让步接收，而现在3DM金属粉的出现弥补了这一弱项差距，具体的测试项目如下：
图 7 常规邦定金属粉(左)和TIGER 3DM(右)5%Na0H浸泡
经过24H 5%Na0H的浸泡，常规邦定粉金属颗粒基本已被腐蚀掉，TIGER 3DM金属粉轻微变色，金属颗粒完全被树脂包覆，起到隔离作用，因此强碱基本上不会破坏金属颜料。常规邦定金属粉和TIGER 3DM金属粉旋风测试如下表。
TIGER 3DM金属粉和常规邦定金属粉在少量金属粉添加量下旋风测试结果都很好，TIGER 3DM金属粉在金属粉颜料量多情况下，优势会体现更明显，颜色效果稳定。
3.3 喷涂稳定性
常规邦定金属粉和TIGER 3DM金属粉喷涂稳定性对比，两项以70KV电压为喷涂样板为标准，测试50KV和 90KV下的样板表面色差。
常规邦定金属粉，高低电压下色差与标准最大相差4.11，而TIGER 3DM金属粉高低电压下色差与标准最大相差0.40，明显优于常规邦定金属粉，TIGER 3DM金属粉规避了高含量金属颜料下喷涂不稳定的问题。
图 8 手动枪和自动枪喷涂颜色效果一致.
图 9 新粉和回收粉喷涂，颜色效果一致.
TIGER Drylac·3D Metallics颜料与底粉紧密融合，可适用于不同的喷涂条件、各类异构件，并且批次稳定。施工方便，高低电压下喷涂稳定，还可提高良品率和生产效率。且可以改善喷涂环境避免铝粉颗粒在喷房飞扬，聚集，提高了使用安全性和优化了操作人员的工作环境。
