高仿电镀银金属效果粉末涂料的研制
史中平，高庆福，罗绵生，马会刚（广州擎天材料科技有限公司，广州510860）
0 引言
随着生活水平的不断提高，人们不再满足于粉末涂料单一色彩的装饰、防护，而提出了更高的要求，具有金属外观的邦定粉末涂料，被人们公认为是粉末涂料领域中的高档产品，受到家电、家具和汽车等应用领域的好评，并慢慢推广开来。高仿电镀银效果粉末涂层，由于其优异的镜面效果和靓丽的外观，倍受人们的青睐。
1 涂料配方及原材料
1 涂料配方及原材料
1.1 涂料配方
电镀银粉末涂料配方，一般选用透明底粉，包括树脂，固化剂，流平剂，定向排列剂，透气剂等。在底粉配方的对比实验中发现，含有颜填料的底粉配方固化时，无机填料在涂层中呈不规则分布，浮银（浮型银粉）在固化过程中向涂层表面的迁移受阻，无机填料使浮银（浮型银粉）在涂层中形成了不规则排布，影响镜面效果，一般情况下所得的涂层会发灰发暗。金属效应粉末涂料试验配方见表1。
1.2 银粉的选择
银粉可以分为两大类，浮银和非浮银（或称闪银）如图1 所示。闪银粒径较大，其产品制备过程中采用硬脂酸做润湿介质，产品的润湿性较好。粉末涂料固化后，闪银均匀地分布在涂膜中，形成闪烁效果。浮银经真空处理，得到的粒径一般在5～20μm,为厚度极薄的铝片，采用不饱和脂肪酸做润湿介质，利用其自身与粉末润湿性不好的特点，固化反应后，受表面张力作用，漂浮于固化涂层表面，形成一层均匀光亮的浮银层，它比传统的闪银颜料具有更好、更密的反光效果。试验中我们选用迁移效果好的浮银制作高仿电镀银粉末涂料。
1.3 银粉定向排列剂的选择
浮银大多为不规则片状，通常情况下在涂料中呈混乱分布（如图1），浮银与粉末底粉混合，浮银在底粉中呈散落状态，不规则排布。为了达到理想的镜面效果，需要在粉末中加入浮银定向剂，以改善浮银和树脂间的润湿性，使浮银有较强能力迁移到涂层表面，呈水平定向、均匀、致密地分布在涂层表面，有效改善粉末镜面反射金属效果（见图2）。
从图2 可以看出，涂层中含有银粉定向剂的固化涂层中会出现明显银粉的表面富集分层；而不加银粉定向排列剂的，没有出现明显分层。
经重复试验得出，配方中不含银粉定向排列剂时，由于浮银的密度比粉末的密度大，以及浮型银粉自身特性，浮银受热后会往涂层的上、下面无序地迁移，不会产生分层效果。当加入银粉定向剂后，定向剂对粉体中的铝粉起到有序的定向排列作用，使银粉有序地迁移到上表面，达到整齐有序的效果，出现分层。由此可见浮银定向剂对电镀银粉末涂料效果有决定性的作用。
2 制备工艺
2.1 干混和邦定的差异
银粉的加入形式，可分为干混和邦定两种工艺。干混方式是粉末和银粉直接进行机械混合，这种方式既简单又经济，不需要特殊设备，人工操作即可。邦定工艺是由干混和热效果工艺过程组成，浮银经过特殊的邦定设备处理，与邦定粉末底粉发生热粘接，邦定后浮银均匀，紧密有序地贴合在粉末底粉的表面,如图3 所示。干混工艺制得的粉末涂料，银粉分布呈无序状态，散落地粘附在粉末粒子表面，有的甚至以单独的状态夹杂在粒子中间。而采用邦定工艺处理可看出浮银会致密有序地包裹在粉末粒子表面。
理论推断，加入浮银定向排列剂，浮银受定向排列剂作用，固化时浮银集中地向上表面迁移，出现高光电镀的镜面效果。然而事实情况是，干混浮银虽然大量的向上表面迁移，在固化后涂层的表面却没有出现高光镜面效果；只有经过邦定工艺处理的浮银，才能均匀地分布在涂层中，出现高光镜面效果。
图4 为采用电镜能谱分析测固化涂层横截面中金属铝的含量。干混时，银粉大量向上表面和下表面迁移，可看到浮银在上下表面大量堆积，但由于银粉本身呈絮状，形状不规则，光线反射无序，致使涂层表面反射效果发灰发暗，没有镜面效果。而经过邦定工艺处理后，浮银在涂层中致密，有序地排列，固化涂层浮银均匀排布，并出现规则分层，且在分层处检测到浮银含量有峰值出现，可推测邦定后，浮银在粉末固化时受定向排列剂作用，均匀分布在涂层中，在断层处和表面均匀平铺一层排列紧密的、反射效果强的浮银层，经光线反射达到高亮的电镀银效果。
2.2 邦定工艺参数设定
要达到高仿电镀银效果粉末涂料，必须经过邦定工艺处理。邦定机工艺主要参数包括升温转速、邦定转速、降温转速和温度等。通过设定特定的工艺参数，可达到高亮的电镀效果，见图5。
经实验证明，邦定转速是影响粉末镜面效果的主要因素，邦定机转速在200～1 400 r/min 时，浮银和底粉在高速旋转下充分混合，由此可获得了出色的电镀银镜面效果。另外在邦定时应控制邦定设备内的氧气浓度含量上限，可通过通入氮气予以调节，以防止发生爆炸事故。
3 高仿电镀银粉二次性能
高仿电镀银粉末涂料因为涂层的表面平铺一层铝粉，耐化学性能欠佳。如在环境温度35 ℃条件下，将4%NaOH 溶液滴在涂层上，大约5 min，涂层开始被腐蚀，并有大量气泡冒出，稀释后，镜面效果变灰发暗；10%HCl 溶液的试验得到同样的结果，如图6 所示。
另外，高仿镜面涂层长时间暴露在自然条件下，表面铝粉容易氧化发黑，影响涂层美观。因此为了保持其镜面效果有持久的耐腐蚀和耐候性，一般情况是在固化的表面再喷涂一层透明粉，进行保护。这样既能保持涂层美观，又能持久耐用。
4 结语
制备高仿电镀银效果粉末涂料的要素有以下几点：
（1）选择合适的原材料，好选用黏度大、酸值低、流平好的树脂。
（2）浮银的添加量要控制在一定的比例范围内，否则镜面效果不理想。
（3）邦定机生产参数设置要合理，并严格监控，确保每批次间产品的品质稳定性。
