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粉末涂料中的配色技术
2022年05月11日    阅读量:2607    新闻来源:好力百信息网  |  投稿

广义上讲,涂料提供两种不同的性能:对物体的保护和由期望的颜色、光泽和表面性能组成的美感。本文的技术交流将介绍粉末涂料制造过程中的配色工艺。让我们由颜料开始涂料在线coatingol.com


颜料的定义和性质


颜料是不溶的细小粒子来提供颜色,并通过分散在介质(在本案例中是粉末涂料粘合剂)中提供遮盖。颜料因为它们吸收特定波长的光而显示颜色(范围大致是 380~730 纳米)。遮盖吸收可以被肉眼观察到,因此被人类定义为颜色。不同颜色的波长范围列于表 1。

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因为颜料是由相对细小颗粒组成的,因此它们的自然状态倾向于聚集。因此,将颜料掺入粉末涂料粘合剂中需要解聚,以实现最佳的显色性和不透明性。


用于粉末涂料的 颜料从性质上分为有机和无机两类。这两类物质间存在一定的差异。有机颜料往往会提供明亮,强烈的色彩,而无机颜料通常更暗淡且不那么充满活力。多数无机颜料是基于简单的或复杂的金属氧化物,并且与有机颜料相比具有较高的密度和较低的吸油量。表2列出有机和无机颜料之间的差异。

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分类


着色剂颜料通常用颜色索引号进行分类。如表 3 说明的那样,这个系统使用下列方式:前缀有第一个字母 “P,” 表示是颜料,后面的字母表示颜色。这个前缀后跟1 个数字,该数字是当该颜料被官方认可后(英国的染料和颜料协会[SDC] 和美国的纺织化学家和色彩师协会[ATCC])指定。例如“PR” 指“颜料红”, “PG”表示“颜料绿”而PR-170 是指基于萘结构的颜料红170。

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配色实践注意事项


取得特定的颜色效果取决于下面介绍的基本配方原理的细节。这个方法的参数是简化的。


起始于优秀的颜料系列


在进行配色时,避免使用错误的颜料。你的调色计算机将根据现有配方推荐颜料。这些颜料也许缺乏所要求的耐久性或在生产过程中根据色彩要求的经验被过度调整。


最好在一个洁净平板上,使用可能取得最高色彩目标的而且可以提供最接近的耐久性的颜料开始实验。通过选择最佳起点,不需要利用添加颜料而进行调整。常见的是配方是由较少的颜料试验,并尝试通过添加颜料而进行调整。当他或她发现使用这些颜料不可能达到匹配效果时,他们不得不放弃再选择新的系列。


保持事情简单化


根据一般规律,需要 2 种(或更少),但是不超过 3 种,有色颜料添加到黑或白色颜料中(根据需要)。过于复杂的配方将引起包括机理(不同光源下不同颜色)的各种问题:计量困难,生产过程的不一致,施工过程的色差等。


根据需要的遮盖力确定必要的颜料浓度


在进行色彩匹配时,最重要的是在根据要求的厚度达到可接受的遮盖力来确定颜料浓度。两个原因使的这个非常重要:其一,它是实际需求,遮盖力不足将导致影响基材的颜色而导致不一致的颜色。缺乏遮盖力将导致涂层发黑,当应用于钢制基材时发绿,如应用于铝材时,发亮发蓝。


应用正确颜料浓度的另外一个原因就是成本。着色颜料通常价值高于粘合剂组分和其他填充剂,所以应该以选用合适的值既可以提供足够的遮盖力又不超过需要。


配方与性能判断


在选择颜料进行色彩匹配时,必须关注下面的话题:


耐热性


粉末涂料的混合物至少三次暴露给热源。第一次,组成物在制造的挤压过程中受热。受热温度一般在 90-150℃(194-302 华氏度),时间较短一般在30-60 秒。第二次,粉末涂料在 120-200℃(248-392 华氏度)进行进行交联过程,时间为10-30 分钟。第三次,粉末涂料可能在应用环境中面临高温。因此需要精心选择能在其产品生命周期中承受最高温度的颜料。


在应用于配方前,应该仔细浏览颜料供应商提供的热稳定性数据。多数颜料供应商提供定义着色剂特稳定性时,其测试温度是 200℃(392 华氏度)。这个应该是用于判断多数粉末涂料配方的判断标准。


在服务期内需要耐特别高温的粉末涂料配方需要考虑专用配方。对这类涂层性能要求如炊具/电器/烧烤架和排气系统等。为了满足这样的特殊要求,金属氧化物是最常用的。


耐紫外线能力


所有材料其耐紫外线性能取决于其化学组成。其耐紫外线性能还进一步受颜料浓度(微量与大量的比较),如湿度和其他空气中成分的影响,温度,颜料粒子的表面处理等因素影响。


耐紫外线最好的指南文件来源于供应商。仔细理解光照强度与天气强度的差异。


耐光性是只对紫外光的耐受,可以利用加速耐候方法进行测定,该方法可以加入或不加入其他加速环境因素,如湿度和温度。耐候性是指在现实环境中的耐久性,涵盖了表面涂层在使用中会遇到的所有因素,包括紫外线,湿气,温度,酸性和碱性空气传播的化合物以及污垢。


一般来讲,金属混合氧化物提供最大的耐候性。这些颜料由非常稳定的晶体结构组成,抵抗紫外线和各种化学物质和热照射。而且某些汽车级的有机颜料也具有非常好的耐候性。


毒性


多数用于粉末涂料的颜料是相对无毒的。然而在选择任何颜料前,一定要咨询供应商关于该颜料的更多安全数据文件,确保这个产品在终端用户是安全的。


食品接触


美国食品与药品管理局(FDA)列出适用于可以与食品接触的高聚物用颜料清单。这个信息的可以在联邦规制编码(CFR) 21 部178.3297找到。


遮盖力


遮盖力(有时称“遮蔽”) 是指涂层减少由涂层下的底材中可见光转移的能力。特定涂层在特定厚度下提供可计量的遮盖力。配方必须提供足够的颜料以全部遮盖底材。


粉末涂料的遮盖力可以应用对特制的黑色或白色金属片在烘箱中加热交联后进行计量。这些标准的测试片在黑色或白色表面涂覆一定厚度的涂层。遮盖力的百分值可以通过计算涂有白色表面与涂有黑色涂层对颜色的对比(反射)来计算,其根据是ASTM D-6441: 粉末涂料遮盖力的测定。


在给定厚度下,遮盖力是以百分值表示(例如在 2.5 密尔下,99.0%)或者用在特定遮盖力下的最小厚度来表示(例如 99.0%遮盖度,最小 3.2 密尔)。98.5%的遮盖力一般认为是最低标准,然而最好达到 99.0%以取得颜色的一致性。


比重


比重也表示为密度,是指某种物质单位体积的重量,一般以克/毫升表示。有色颜料的比重范围在 1.2-6.0 之间。有机颜料一般比无机颜料比重要小。


比重影响配方中颜料的重量。高比重颜料在粉末涂料中占据较少体积,通常要求更高的重量百分比以提供颜色和遮盖力。这样导致更高的粉末涂料比重。高比重的粉末涂料比低比重的粉末涂料提供较少的单位重量的覆盖面积。这影响涂料的经济性。


成本


成本是考虑任何粉末涂料配方时的重要判断因素。原材料成本是明显因素,但是着色力,比重,可加工性都对最终成本造成影响。着色力和遮盖力较差的颜料在配方中需要较高的值。这将超过每磅颜料的最低价格。而需要加强处理(或特别)处理的颜料也会增加产品的最终成本。这个可能是由于分散性较差或一致性较差的颜料引起的。


粉末涂料的配色是个复杂的挑战,要求扎实的技术基础和同时对颜色和色差敏感的双眼。多数情况下,如果你遵从简单性,耐久性,遮盖力和成本这四个原则,具体操作中失误会少一些


标签:工业涂料涂装应用技术中心粉末涂料
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