单组分水性金属闪光铝粉底漆的研制

上海涂料 SHANGHAI COATINGS 第51卷第 7 期

2013 年 7 月 Vol. 51 No. 7 Jul. 2013

[ 收稿日期 ] 2013-04-10

[ 作者简介 ] 刘成楼，男，高级工程师，主要从事各种功能性涂料的研发与服务，已发表科技论文近80篇。

单组分水性金属闪光铝粉底漆的研制

刘成楼（北京国泰瑞华精藻硅特种材料有限公司，北京 100083）

摘要：以聚氨酯改性丙烯酸分散体为成膜物，以水性铝粉为效应颜料，以水性蜡乳液作铝粉的定向剂，以碱溶胀型丙烯酸酯聚合物为增稠稳定剂，在成膜助剂、水和功能助剂的配用下，制备成单组分水性金属闪光铝粉底漆，漆膜干燥快、硬度高、抗冲击性好、附着力强、闪光效果好、防腐性能优、绿色环保、施工安全方便。

关键词：金属闪光漆；水性铝粉；助剂

0 引言

金属闪光漆以其丰富的色彩、优异的随角异色效应、高雅气派的装饰效果、超强的防腐保护性能而受到人们的青睐，广泛应用于家用电器、汽车、发动机、机动车钢圈等工业部件。近十年来，金属闪光漆市场发展很快，目前用于汽车涂装的金属闪光漆已占汽车涂料的60%左右［1］。

目前，溶剂型金属闪光漆仍占据市场的主导地位。因其固含量较低（45%左右），VOC（挥发性有机化合物）含量高，尤其夏季施工时稀释剂用量达50%~70%，VOC的排放量相当高［2］，严重污染环境，损害人身健康。低碳环保是各国经济发展的基本准则，许多国家相继立法严格限定涂料中的VOC含量，为了达到环保要求，涂料水性化是有效途径之一［3］。水性金属闪光漆因具有VOC含量低、干燥快、硬度高、抗冲击性好、附着力强、闪光效果好、防腐性能优异、绿色环保、施工安全方便等优点，具有广阔的发展前景。

1 实验部分

1.1 原材料

水性树脂：自交联丙烯酸共聚乳液MAINCOTE1100A，陶氏化学；多重交联丙烯酸乳液Etersol6923，长兴科技；丙烯酸树脂分散体Setaqua 6801、6802，纽佩斯；水性聚氨酯/丙烯酸酯共聚物分散体UC 80，欧宝迪。水性铝粉：STAPA Hydrolan 501、214、2154，爱卡公司。成膜助剂：丙二醇甲醚（DPM）、二丙二醇单丁醚（DPnB），陶氏化学。定向剂：EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）蜡乳液，毕克化学。碱溶胀缔合型增稠剂：DR-72、DR-73，陶氏化学；润湿分散剂：BYK-192 ；消泡剂：BYK-028 ；润湿流平剂：BYK-346 ；防腐杀菌剂：LXE，陶氏化学；中和剂：二甲基乙醇胺，市售品。

1.2 主要试验仪器和设备

分散机、涂-4杯、硬度测试仪、光泽测试仪、附着力测试仪、耐冲击测试仪、柔韧性测试仪、测色分光光度仪、光源灯箱等。探索研究上海涂料2第 51 卷

1.3 水性铝粉底漆的配方

通过对原料的选择及配比的优化实验，最终确定了单组分水性金属闪光铝粉底漆的基本配方，见表1。

表1 单组分水性金属闪光铝粉底漆的配方

Table 1 The formulation of one component waterborne metallic

aluminum primer

1 原料质量分数/%

2 水性树脂UC 80 50~55

3 丙二醇甲醚（DPM） 5~6

4 二丙二醇单丁醚（DPnB） 2 ~3

5 水性铝粉 STAPA Hydrolan 501，2154 5~7

6 润湿分散剂 BYK-192 0.2~0.3

7 消泡剂 BYK-028 0.2~0.3

8 杀菌剂 LXE 0.1~0.2

9 润湿流平剂 BYK-346 0.2~0.3

10 20%二甲基乙醇胺水溶液 1~2

11 EVA蜡乳液Aquacer 526 6~10

12 增稠剂 DR-72（与水1∶1稀释） 0.5~1

13 增稠剂DR-73（与水1∶1稀释） 0.5~1

14 去离子水 15~20

1.4 制备工艺

（1）铝粉浆的制备：将丙二醇甲醚与水性铝粉以质量比1∶1混合，并加入润湿分散剂，低速下搅拌20~30 min，然后静置陈化24 h，待用。

（2）将水性树脂加入分散罐内，在转速200~300 r/min搅拌下加入消泡剂、防腐杀菌剂、润湿流平剂、二丙二醇单丁醚、EVA蜡乳液、去离子水，将转速调整为400 r/min，继续搅拌3~5 min，加入20%二甲基乙醇胺水溶液调整体系pH至8~8.5，加入铝粉浆，继续搅拌5 min，再加入增稠剂调整体系黏度达80~85 s（涂-4杯），过滤，出料。

1.5 试板制备

将马口铁试板用酒精擦拭干净，喷涂水性铝粉漆：黏度 80 s（涂-4杯），喷枪空气压力300~400 kPa，喷距300~400 mm ；环境要求：室温25℃左右，相对湿度（60±5）%，风速0.4 m/s ；湿喷涂2~3道，前一道喷完后闪干2~3 min，再喷涂下一道，喷涂完成后室温下晾干15 min，再于（50±2）℃条件下闪蒸10 min，然后于60℃条件下烘干30 min，即可制得水性金属闪光铝粉漆试板，涂膜厚度20~25

μm。如采用自然干燥，要求温度>10℃，相对湿度<75%，养护24 h以上，其涂膜性能比烘干略差。

1.6 性能指标

单组分水性金属闪光铝粉底漆的性能指标见表2。

表2 单组分水性金属闪光铝粉底漆的性能指标

Table 2 The performance index of one component waterborne metallic

aluminum primer

检测项目性能指标检测方法

容器中状态均匀，无沉淀目测漆膜外观平整光滑目测

铅笔硬度 H-2H GB/T 6739—1996

附着力/级 ≤1 GB/T 1720—1979（1989）

柔韧性/mm ≤1 GB/T 1731—1979（1993）

耐冲击性/cm 50 GB/T 1732—1979（1993）

耐水性（240 h）不起泡，不脱落，

颜色微变浅 GB/T 1733—1993

60°光泽 ≥85 GB/T 7954—1988

耐盐雾性 240 h，1级 GB/T 1771—1991

耐湿热性 150 h，1级 GB/T 1740—1979

2 结果与讨论

2.1 水性树脂的选择

水性树脂可分为水溶性树脂、水分散体树脂和树脂乳液。水溶性树脂外观透明，相对分子质量较小，亲水官能团较多，漆膜的耐水性及综合性能较差，不能满足金属闪光漆的性能要求；水分散体树脂外观半透明，相对分子质量低，光泽高，流平性好，漆膜综合性能好，但价格较高；树脂乳液外观白浊，快干，价廉，漆膜综合性能较好，但流平性较差，光泽度较低。

在配方中其他因素不变的条件下，采用不同水性树脂作成膜物制备铝粉闪光漆，实验结果见表3。 3

由表3可见：从综合性能比较，采用水性聚氨酯/丙烯酸酯共聚物分散体UC 80制备的铝粉底漆性能最好，其次是自交联丙烯酸乳液MAINCOTE 1101A，后者耐盐雾性和耐湿热性较差。

水性铝粉底漆对涂膜的性能要求较严格，首先铅笔硬度应≥H，这就要求水性树脂应具有较高的玻璃化温度，但这会带来柔韧性和耐冲击性较差的问题，如高玻璃化温度的多重交联丙烯酸乳液6923就是一例，可考虑用一种玻璃化温度低、柔性好的乳液与之配用。而丙烯酸共聚物分散体6801、6802，由于其不挥发组分含量低（22%~26%）、硬度高、柔韧性差，不宜单独用作金属闪光漆的成膜物。

2.2 铝粉颜料的选择

金属铝为两性金属，铝粉颜料是以高纯度的金属铝为原料，通过湿法球磨制成的鳞片状颜料，随着表面处理技术的提升，开发出了彩色铝粉颜料、银元形、抛光型、耐酸碱等新型铝粉颜料［4］。衡量金属闪光漆装饰效果的重要指标是漆膜的随角异色效应和光泽。铝粉颜料颗粒越粗，形状越圆，反光的比例越高，就越亮白，色强度（FI）越强，随角异色效应越好；铝粉颜料颗粒越细，粒子结构越不规则，散射光的比例就越高，看上去越均匀、柔和，遮盖力越高，鲜映性（DOI）越好［1］。

水性金属闪光漆对铝粉的选择性非常严格，普通铝粉在水中会产生氢气，在贮存过程中会出现胀桶现象，因此必须对铝粉进行包覆处理。目前最常用的包覆技术主要是采用SiO 2 进行无机包覆和采用树脂进行有机包覆。水性金属闪光漆用的铝粉应先用树脂包覆，再用SiO 2

进行包覆，或者是用SiO 2 包覆完全的铝粉。

2.2.1 铝粉粒径的选择

本实验选择了德国爱卡公司的STAPA Hydrolan 214（粒径32 μm）、501（粒径21 μm）、2154（粒径18 μm）进行实验，用量为6%，制备的水性金属闪光漆的闪光指数比较见表4。

由表4可见：粒径较大的水性铝粉的闪光效果强于小粒径铝粉，这是因为粒径较大的铝粉形状较规则，反光比例较高，片状排列较平整所致；小粒径铝粉遮盖力较好，但因其形状结构不规则，散射光比例高，反光比例少，因此色强度较低，但漆膜细腻柔和、鲜映性好。可根据需要选取不同粒径的水性铝粉，也可以将较大粒径铝粉与小粒径铝粉以适当比例配用，达到取长补短的目的。

2.2.2 铝粉用量的选择

按照涂膜性能与成本最佳平衡的原则，根据铝粉自身的特点，确定铝粉的最佳用量。在配方中其他因素不变的条件下，仅改变水性铝粉的用量，检测其对涂膜性能的影响，结果见表5。

由表5可见：随着水性铝粉用量的增加，涂膜的遮盖力提高，涂膜由平整光滑过渡到粗糙，60°光泽逐渐下降，闪光效果由弱变强，但当其用量≥8%后，闪光效果变弱。这是因为，当铝粉用量过多时，喷涂后的漆膜中铝粉重叠、挤压、堆积，影响片状铝粉的有序定向排列，使漆膜的外观质量变差。当水性铝粉的用量为6%时，水性金属闪光漆的性能最优。 2.3 水性铝粉定向剂的选择

在水性金属闪光漆中，铝粉的定向平行排列水平是影响漆膜外观质感和闪光效果的重要因素。铝粉平行于基材定向排列水平越高，漆膜的质感、闪光指数和随角异色效果就越好。在水性金属闪光漆配方设计中，基料树脂和水性铝粉是基础，定向排列剂则是关键因素。由于水的蒸发潜热大、挥发速度慢，而喷涂在基材上的湿膜在未表干前铝粉容易活动、翻转或重新排列，造成漆膜发花，影响外观质量，因此必须添加适宜的定向排列助剂。适用于水性金属闪光漆铝粉定向排列的助剂主要有：水性醋酸-丁基纤维素（CMCAB）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）蜡乳液、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡。CMCAB玻璃化转变温度高、相对分子质量较高且分子结构对称，通过羧甲基接枝处理后，能够部分溶解在水中，其在水性金属闪光漆中能够调节挥发速率、加速铝粉的定向排列，同时利用其高相对分子质量和较高的体系黏度，防止铝粉沉降和湿膜流挂。但是CMCAB不能完全溶解在水中，需要通过与水共溶的溶纤剂对其溶解，然后再用水稀释成固含量为15%的溶液，这种低固含量的CMCAB溶液容易影响漆膜的光泽、遮盖力和附着力。蜡类定向剂对铝粉颜料有很强的锚固作用，特殊的氢键结构使体系缔结为三维网状结构［5］，限制了湿膜在干燥期间因贝纳尔德涡流引起铝粉的活动和翻转，使铝粉更好地定向；同时提高了体系的触变指数，能够使涂料具有剪切变稀的特性［6］。合理地使用蜡类定向剂，还可以减少增稠剂的用量，其特殊的立体网状触变结构可防止铝粉沉降，改善漆膜光泽。实验结果证明，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）蜡

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金属粉末涂料邦定工艺研究

摘要粉末涂料是一种新型的不含溶剂的固体粉末状涂料。其主要优点为：无溶剂、

零污染、环保、可回收使用、节省能源，在涂料行业占有量逐年升高。近年来具

有金属闪光效果的金属粉末涂料受到越来越多的关注，它可以应用于汽车、家电、

金属门等，也可以满足高档工艺品的装饰效果。工业上金属粉末涂料生产的关键

工艺是金属粉与粉末涂料的邦定（bonding），即使金属颜料颗粒与粉末涂料颗

粒相互粘结，以保证喷涂过程中金属颜料不与粉末涂料发生分离，实现涂膜中金

属颜料的均匀性、一致性和过喷粉的可回收性。目前工业上主要的金属粉末涂料

邦定是热邦定法，该法需要相当精确的邦定温度控制和时间控制。操作中若温度

过高或时间过长容易结块报废；若温度过低或时间过短，则达不到所需的邦定效

果。为克服热邦定法的缺点，本文以粉末涂料、金属颜料铝粉、聚乙烯醇PVA

为主要原料，研究一种新型邦定工艺，使粉末涂料颗粒与金属铝颜料颗粒在室温

下相粘结，即在室温下制备金属粉末涂料，可避免传统工业上遇到的一系列复杂

问题。相对于现行的热邦定，我们称其为冷邦定。

本研究实验了四种不同冷邦定方法制备金属粉末涂料，分别为：高速搅拌混

合法、改良搅拌混合法、气流分散法和流化床湿空气法。前三种方法类似，三种

方法中，气流分散法邦定效果最好。进一步对气流分散法进行条件优化，结果表

明，不同胶水配方（胶水原液量及额外加水量）对邦定效果均有影响。当PVA

原液量为0.75 g,无额外加水时，沉积到测试板上的样品与初始样品中金属铝粉含

量差值最小（4.29%），邦定效果最好。流化床湿空气法将金属铝粉粉末涂料邦定

工艺分为两步。第一步预制带胶铝粉，第二步带胶铝粉与粉末涂料在流化床中通

入湿空气流化，润湿金属铝粉表面的PVA胶，粘结粉末涂料，完成邦定过程。

本文主要研究了流化气体相对湿度、流化时间和流化气体流量对邦定效果的影响。

结果发现流化气体相对湿度较大（饱和湿空气），流化时间适度（10 min），流化

超细铝粉浆配制金属闪光漆研究

２００６Ｎｏ３总第１６８期　科苑论坛　《铝加工》　

超细铝粉浆配制金属闪光漆研究　

张绍波，蔡晓兰　（昆明理工大学材料与冶金工程学院。昆明６５００９３）　摘要：采用自制超细铝粉配制成铝银浆，通过实验，给出了金属漆配制，涂装工艺，并对其性能进行了常规检　测，其指标基本符合车用标准。实验发现，采用两种不同粒径的铝粉浆将可以平衡漆膜光学和物理指标；在基　料树脂中加入２５％的氨基树脂可提高漆膜性能；在漆料中加入适量助剂可提高铝粉在漆膜中平行排列的效果；　溶剂的使用应使施工黏度达到１６～１８ｓ；涂装工艺采用湿碰湿（２Ｃ２Ｂ）涂装，并控制闪蒸时间，可获得满意的漆膜　效果。　关键词：铝粉；金属闪光漆；性能；效果　中图分类号：ＴＦＩ２３．２　３。ＴＦＩ２４．３９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５—４８９８（２００６）０３一ＯＯＯ７—０４　Ｓｔｕｄｙ　ＯＨ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｓｐａｒｋｉｎｇ　Ｃｏａｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ，Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５００９３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｌ如耐：Ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｓｐａｒｋｉｎｇ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｗａｓ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｓｅｌｆ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｐｏｗｅｒ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｃｏｍｐｌｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏ￣ｃａｌ　ａｎｄ　ｐｙｈｓｉｃａｌ　ｉｎｄｅｘ　ｃａｎ　ｂｅ　ｂａｌａｎｃｅｄ　ｂｙ　ｕｓｅ　ｏｆｔｗｏ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｓｌｕｒｒｙ　ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｐｏｗｄｅｒ　ｈａｓ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｄｉａｍｅｔｅｒｓ；ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆｃｏａｔｉｎｇ　ｃａｎ　ｂｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｉｆ２５％ａｍｉｄｏ　ｒｅｓｉｎｉｓ　ａｄｄｅｄｉｎｔｏ　ｓｔｕｆｆｒｅｓｉｎ；ｔｈｅ　ａｒｒａｙ　ｏｆａｌｕｍｉｎｕｍ　ｐｏｗｄｅｒｉｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｃａｒＩ　ｂｅ　ｅｎｆｏｒｃｅｄｉｆ　ａｓｓｉｓｔａｎｔ　ｒｅａｇｅｎｔｉｓ　ｕｓｅｄ；　ｈｏｔｔｅｒ　ｃ　Ｉ　ｅｆｆｅｃｔ　ｃａｒＩ　ｂｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｉｆ　ｗｅ　ａｐｐｌｙ　２Ｃ２Ｂ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｌｉｍｅ　ｏｆｆｌａｓｈ　ｈｅａｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｐｏｗｄｅｒ；ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｓｐａｒｋｉｎｇ　ｃｏａｔｉｎｇ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｅｆｆｅｃｔ　

外墙用水性金属闪光漆中铝粉的选择和定向分析

第５０卷第１期　２０１２年１月　上海涂料　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ　Ｖｏ１．５０Ｎｏ．１　Ｊａｎ．２０１２　

外墙用水性金属闪光漆中铝粉的选择和定向分析　

王静　闪晓刚　（廊坊立邦涂料有限公司，０６５００１）　

摘　要：对水性外墙金属闪光漆中铝粉的选择和定向进行分析。讨论不同情况下铝粉对水性金　

属闪光漆的影响。　

关键词：外墙　水性金属闪光漆；铝粉定向　中图分类号；ＴＱ　６３０．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—１６９６（２０１２）０１－００４７－０２　

０引言　

金属闪光漆中存在的鳞片状铝粉在涂膜中形成　

多层的平行排列，能够对紫外线、红外线及可见光进　

行有效反射，延缓其对涂膜的老化破坏，也能够有效　

阻止水、气和离子的渗透，因其这种独特的装饰和防　

腐效果，在外墙中的应用越来越普遍。　

在金属闪光漆的应用上，溶剂型产品因开发早、　

应用面宽，所以在外墙上的使用占据绝大多数的市　

场。但是溶剂型产品在使用过程中溶剂的排放量大，　

尤其在夏季稀释量多达５０％～７０％左右，ＶＯＣ的排放　

量相当高，对环保影响大，而水性金属闪光漆却能有　

效地避免这类问题。　

但是水性金属闪光漆在国内开发应用较晚，在　

产品开发和应用上存在很多问题，尤其是在铝粉的　

选择和使用上有很大的盲区。本文重点讨论水性金　

属闪光漆中铝粉的选择和定向问题。　

１水性金属闪光漆中铝粉的选择　

我国水性金属闪光漆的开发和应用起步较晚，　

产品的种类偏少，但可喜的是目前我国很多厂家已　

经认识到了这一问题，在水性金属闪光漆的开发和　

应用上已经取得了很多成果。　

水性金属闪光漆所选用的铝粉也是一种非浮型　铝粉，它们能够很好地分散在水性涂层中，平行于涂　

膜表面定向排列，使涂膜具有金属光泽和反射力，与　

【收稿日期］２０１１－１２—１４　其他颜料混用还可以获得有色金属外观效果。　铝是一种两性金属，遇酸与碱都会产生氢气，在　

水性体系中酸碱的存在都会造成铝粉的变性，在运　

输和贮存过程中还会出现胀桶现象，更严重的会发　

水性铝粉烤漆的制备工艺

一、水性铝粉烤漆配方：

种类原材料 w/%

清漆

丙烯酸树脂A 15～20

丙烯酸树脂B 18～25

丁醚 4～6

二甲基乙醇胺 0.5～1.0

仲丁醇 4～5

异丙醇 10～15

部分甲醚化氨基树脂 4～5

流平剂 0.5～1.0

纳米二氧化钛 0.5～1.0

BYK020（1:1） 0.1～0.2

A聚酰胺蜡浆 AQ-600 2～3

丁醚 2～3

水 12～16

二甲基乙醇胺 0.2～0.4

B预制铝粉浆铝粉25μm 3～4

铝粉6μm 3～4

丙二醇甲醚 5～7

BYK192 0.1～0.2

二、制备工艺

1、效应颜料浆的制备

铝粉很难被润湿，分散的效果对涂层最终的闪光性和稳定性起着至关重要的作用。铝粉颜料为特殊的片状结构，过高的剪切力会破坏颜料的形状，使铝粉弯曲或断裂而影响闪光效果。因此在分散铝颜料时，尽量选用片式浆叶，低剪切力。分散流程如下图：

2、聚酰胺蜡定向剂与分散

改性聚酰胺蜡带有羧基等极性基团，但水溶性仍然很有限，需要在高剪切力下和较长的搅拌时间，分散流程见下图

按照上图对聚酰胺蜡定向剂进行预分散，检查AQ-600浆的细度≤20μm为合格，静置，待气泡消除后使用。

中国新型涂料网

铝粉金属闪光漆的研究

摘要：采用合适的铝粉制成铝银浆，然后通过实验，制作出闪光漆配方和涂装工艺，并对其基本性能进行了检验，基本符合工程机械或汽车用闪光漆标准。在试验中发现基料当中的氨基树脂种类会影响闪光漆的性能，在漆料当中加入适量的助剂会提高铝粉的排列和闪光效果。用溶剂调整闪光漆的粘度一般应达到16-19s，且要控制好闪蒸的时间，这样才可得到满意的漆膜闪光效果。

关键字：铝粉; 金属闪光漆; 性能; 效果;

前言

金属闪光漆因其特殊的闪光效果而受到市场的青睐，近10年，国外闪光漆（包括铝粉闪光漆和珠光闪光漆）的发展已经由原来的40%增长到了现在的60%，增长速度还是非常快速的。

铝粉颜料也是最近20年来才发展起来的一种新型颜料，由于其片状的结构，平行的有规律的排列在漆膜当中，可以屏蔽很大一部分紫外线，所以对漆膜的耐老化起到了很大的帮助作用，延缓了漆膜的老化。也是由于其屏障作用，阻止了水、大气、离子的透过，保护了漆膜，使其漆膜在老化方面明显优于其他漆膜。金属闪光漆的闪光效果、遮盖力、随角色而异的现象都对工程机械或汽车等起到了较好的装饰作用。

虽然铝粉闪光漆有着很大的优点和用途，但在配制过程中，铝粉、助剂、溶剂、树脂等的选择和用量，对闪光漆的效果起到很大的影响作用，喷涂施工方式也会进一步影响漆膜的装饰和闪光效果。

试验部分

2.1主要原料

铝粉（非浮型，d=18um）;羟基丙烯酸树脂（自制，固体份含量60%，

酸值＜10mgkoH/g）；丁醇醚化氨基树脂（固体份含量60%，酸值＜1mgkoH/g）；醋酸丁酸纤维素（caB381-2）；聚乙烯蜡201P；其他助剂及溶剂（工业级）；自制罩光清漆。

2.2 金属闪光漆的配方设计如下：

2.3生产工艺流程如下图:

其中并中速搅拌均匀 →得到金属闪光漆→加入合适的溶剂调整粘度→检验，包装→成品漆

图1金属闪光漆配制流程图

2.4涂装工艺如下

钢板→600-800目砂纸打磨并用黏布擦掉灰尘→喷涂第一道闪光漆→闪蒸3-5分钟→喷涂第二道闪光漆→闪蒸3-5分钟→喷涂罩光清漆→闪蒸3-5分钟→130度烘干30min→检测底漆15um，清漆30um

汽车修补漆用水性聚氨酯金属闪光底色漆的配方设计及性能

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源之一。在传统汽车修补体系中，金属闪光底色漆中含有　８０％左右的有机溶剂，是汽车涂装工业Ｖ０Ｃ排放的最主要　来源之…。如果将其水性化，可使单位涂装面积的有机　溶剂排放量降低７０％左右。从国外汽车修补漆行业的发展　趋势来看，为了降低修补漆对环境和喷涂工人的伤害，水　性漆已得到普遍应用。目前国内已经有部分汽车４Ｓ店采　用了水性底色漆，例如宝马和奔驰的４Ｓ店使用的水性底　色漆，而日产汽车也已准备将所有４Ｓ店都转换成水性底　色漆。　水性底色漆发展的初期是以水性丙烯酸乳液为主要　成膜物质，具有干燥快、成本低等优点，但水性丙烯酸底　色漆普遍存在难调色、层间附着力差、耐水性差的缺点。　后来，为了提高综合性能，水性底色漆开始使用丙烯酸和　水性聚氨酯混拼体系。而今市场已出现了纯聚氨酯的水性　底色漆，相比于已经研发了几代的水性修补漆系统，新型　水性产品应具有以下优势：（１）容易使用（像溶剂型产品的　低黏度及更好的雾化效果；更好的银粉排列控制、垂直稳　定性好；更好更快的颜色驳口能力；更广阔的应用于各种　不同的环境）；（２）超高生产效率（大多数颜色只需一道半喷　涂并无需层间闪干；强遮盖力，节省用量；更快干，可打　磨）；（３）更易配色（更卓越的银粉排列和外观效果，使调色　更轻松；不同涂装技术对颜色的影响变小）　。　金属闪光漆因为具有特殊的金属光泽而受到欢迎。其　作为汽车面漆使用量逐年上升，与本色漆大体各占１／　。　效应颜料的定向排列是决定水性金属闪光漆性能的主要　因素，本文选用拜耳公司的水性聚氨酯分散体作为主要书时　脂，配以合适的铝粉和助剂，制得具有热贮存稳定性良好、　干湿膜颜色变化较小的具有优异性能的水性金属闪光底　色漆。　１实验部分　１。１实验原料　水性聚氨酯分散体：德国拜耳公司；水性润湿分散剂、　水性消泡剂、定向剂：德国毕克公司；铝粉：德国爱卡公　司：乙二醇丁醚分析纯：　二甲基乙醇胺：分析纯：　去离子７Ｋ：自制。　１．２实验配方　修补漆用水性金属闪光底色漆的配方如表ｌ所示。　１．２．１修补漆用水性金属闪光底色漆的制备工艺　首先，将分散剂加入到～定比例的水和溶剂中，搅拌　均匀，再加入水性铝粉，低速搅拌均匀，浸泡２４　ｈ，备用。　其次，将水性流变剂和增稠剂在水中混合均匀，依次加入　消泡剂、定向剂、助溶剂和～定量的有机胺溶液，高速搅　表１修补漆用水性金属闪光底色漆配方组成　

水性金属闪光底色漆涂装工艺探讨

工业技术

68 2015年15期水性金属闪光底色漆涂装工艺探讨

王雷

重庆同乘工程咨询设计有限责任公司，重庆 400023

摘要：水性金属闪光底色漆是一种采用核壳结构的丙烯酸乳液作为成膜树脂，与费浮型水性铝粉颜料、各种涂料助剂等制备

出一种汽车涂料[1]。介绍了关于水性金属闪光底色漆的配方及其各项技术指标，研究成膜树脂、铝粉、助剂及施工工艺等在

其制作过程中的作用。通过试验发现，在金属闪光体系中加入一定量的核壳结构的丙烯酸乳液，能够在很大程度上减少金属漆中粒子的沉降量，有效提高金属闪光体系的稳定性。

关键词：水性金属闪光漆；涂装工艺；底色漆

中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)15-0068-01

1 金属闪光底色漆能够随着人的观察角度的不同而呈

现出不同的明亮效果及色彩过去的溶剂型金属闪光漆中含有大量的VOC，是汽车涂

装工业中VOC排放的主要原因。而现在推广水性金属闪光

漆，能够在很大程度上减少汽车涂装工业中VOC的排放量，不仅能够满足防护性、抗划伤性要求，同时能够满足环保性

与个性化的需要。

2 水性金属闪光底色漆的闪光原理 2.1 水性金属闪光底色漆之所以具有优秀的装饰效果，

其中很重要的原因为其配制过程中添加了金属铝粉或是珠

光粉等具有荧光效果的颜料像金属铝粉及珠光粉这种具有荧光效果的颜料，在涂膜

中定向排列，在光线照射后能够进行各种有规律的反射及透

射，因此人们就会在阳光下看到具有金属光泽、随角度不同产生各种颜色的闪光效果。

2.2 水性涂料是靠树脂结构变化和特定的流变控制剂

形成具有构造粘性的液体[1] 水性涂料在高剪切力作用下，粘度能够迅速下降，能够

达到很好的雾化效果。当水性涂料漆雾到工件上后，剪切力

消失，水性涂料的湿膜粘度恢复，就会促进金属铝片的不断移动，在干燥的情况下涂膜收缩，铝片就能有效、有规律地

定位。因此，在水性金属闪光底色漆配制过程中，最重要的

涂料家问答水性涂料中做金属闪光漆闪光度不够怎么办？（水性漆如何改善银粉排列？）

答：

在油性涂料中做铝粉漆提高白度的几板斧：低粘度喷涂、较大的压力、低固含、涂料快干（cab）、薄涂、触变性强，都是很有效的。

但在水性漆中就发生了很大的变化，不能直接套用，要灵活运用。

1、低粘度喷涂

这样铝粉就很容易平躺下。由于水很慢干，不能加入太多水来喷涂，适当加多快干溶剂如IPA。但还是要保证高剪下的低粘度。

2、较大的压力

可以继续采用的。

3、低固含

在水性涂料中这意味着更多的水，不适合采用了。

4、涂料快干

这就是水性涂料核心的难点，铝粉躺下后，如不能快干，鳞片状的铝粉在低黏度的湿膜中可能会翻转与飘移，导致排列不均匀或是方向不一致，大幅降低涂膜的金属闪光效果。所以要想办法实现，如快干溶剂。但这已不是重点了。

5、薄涂

这个很容易做到，而且很重要。

6、触变性强

这是水性涂料的重点。

采用具有较快的黏度回复性的触变剂，对于铝粉排列与定向较有帮助。

既要高剪粘度低，还要低剪粘度高，亲水性的聚酰胺是合适的。

酰胺基团具有很强的氢键作用力可以提供触变效果，而酰胺基之间的疏水链段则可以与树脂形成缔合的网状结构，其产生的综合效果应用在水性铝粉涂料中，可以在涂膜干燥过程中限制铝粉的移动与转动进而帮助铝粉排列与定向。 7、采用银元铝粉

这个你知道的，铝粉厚度增加一倍，就不容易漂移了，就更白了，但要多加。

8、乳液或分散体的Tg高些，多用些快干和中干的成膜助剂，慢干的不要用。

水性铝粉漆树脂银浆的选择与配方设计

随着国家环保法规的日趋严格，水性涂料必代替溶剂型涂料，成为涂料市场的主角。水性铝粉漆作为水性漆的一份子，在工业漆中占据着重要的地位，水性铝粉漆由于其具有较低的VOC含量，从而减少了涂装过程中的VOC排放，有利于环境保护。水性铝粉漆无毒，无污染，阻燃施工方便安全。但由于水性涂料的一些固有特性给铝粉漆的贮存稳定性，铝粉漆的排列等带来了相当大的困难，本文通过对树脂的选择，铝粉选择，助剂的选择及各组分之间的合理搭配中，掌握了较好的解决方法，从而使产品的各项性能均达到标准要求。

主要原材料：纯丙烯酸乳液，有机硅改性丙烯酸，分散剂，消泡剂，防腐剂，PH调节剂，增稠剂，水性蜡（AQ-600），CM0AB641-0.2（伊士曼），水性铝银浆，乙二醇丁醚，去离子水。

乳液型水性铝粉漆配方1：

操作工艺：

按配方将铝粉浆用乙二醇丁醚及部分水预分散好备用。AQ-600用预分散方法分散成10%的分散液备用。用AMP-95中和丙烯酸树脂，再加入分散剂消泡剂，防腐剂，分散好的水性蜡（10%溶液），剩余的去离子水分散均匀后，加入上述铝银浆分散液，最后加入增稠剂调整粘度，分散均匀即可。涂膜性能指标：

外观：银白色，平整，光滑

附着力/级 ≤ 1 GB/T9286-1998

耐水性/h ≥ 168 GB/T1733-1993

耐碱性/h ≥ 168 GB9265-88

耐洗刷性/次 ≥ 5000 GB9266-88

耐人工老化/h ≥ 3000 GB/T1865-1997

耐盐雾性/h ≥ 1000 GB/T1771-1991

热贮存稳定性无气体产生（60℃15天）GB6753.3-86

注：本配方采用进口乳液，如采用其他乳液，请自行测试确认。

乳液型铝粉漆配方2：

操作同配方1.

水溶性烘烤铝粉漆配方3：

水溶性有机硅改性丙烯酸树脂一．树脂的选择

水性铝粉漆对涂膜的性能要求较为严格，为了使漆膜达到要求的硬度，所以应选择较高玻璃化温度的乳液，乳液型一般采用二种玻璃化温度的树脂混拼。以达到柔韧性和硬度的平衡。即高玻璃化温度的树脂冷拼低玻璃化温度的树脂。在混拼过程中，要保证混合后的乳液成膜后的透明性。用水溶性的树脂应选择酸值低，透明性好及玻璃化温度高的树脂。PE-8016K是款有机硅改性的丙烯酸树脂，酸值低，硬度高，低温烘烤。烘烤温度130—140℃，膜的硬度可达4H以上，为氨基树脂用氰特303配氰特325，则柔韧性和硬度可达到最佳状态。