龜紋粉末涂料基料類型與未來創新

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    1、前言

    龜紋粉末涂料顧名思義其涂層外觀是一種類似龜殼外觀效果的粉末涂料類型，具有強烈的觸感與視感，這種效果粉末涂料特別是在當今的歐美非常流行，目前具有向全球蓬勃蔓延流行發展的趨勢。

    其實，龜紋粉末涂料已有十多年的研究、發展與應用的歷史，然而令人遺憾的是至今為止僅有為數不多的幾家粉末涂料制造商能制備與應用非常穩定的龜紋粉末涂料。本篇文章將深入探討此類粉末涂料。

    2、龜紋粉末涂料的基料類型

    對于優秀的配方設計師而言，非常清楚特殊紋理效果的粉末涂料往往與特種基料或助劑密不可分，比如雪花紋粉末涂料、皺紋（或稱綿綿漆、水紋、布紋、皮紋等，這里統稱皺紋，以下同）粉末涂料、點花紋或孔雀紋粉末涂料。對于龜紋粉末涂料更是如此，大致能形成龜紋粉末涂料的基料類型主要有以下幾種：

    ?環氧-雙氰胺型

    此類龜紋粉末涂料是在皺紋粉末涂料基礎上，外添加少量龜紋劑所形成，其配方中往往含有少量的聚酯樹脂來調整產品穩定性、機械性能或光澤性能等。所形成的龜紋效果取決于環氧樹脂品質、基料含量、催化劑、涂膜色彩、龜紋劑顆粒大小及用量等，特別是要求龜紋劑粒度較粗，因此受影響因素較多，產品穩定性極差。

    同時，由于產品中使用了一種叫乙酰丙酮鋁的催化劑，這種催化劑對人眼睛具有強烈的刺激性副作用，易造成操作人員紅眼病等反應，嚴重時甚至豐在導致失明的危險。因此，不建議推廣與使用。

    特別指出的是，由于產品中大量使用了環氧樹脂，此類龜紋粉末涂料耐候性特別差不適合戶外應用的場合。

    ?環氧-聚酯型

    筆者通過試驗，偶然發現在正常40/60型環氧-聚酯型粉末涂料配方中添加適量的乙酰丙酮鋁催化劑，外添加少量龜紋劑能產生非常穩定的龜紋效果，通過反復測試與驗證，此類龜紋粉末涂料的生產與噴涂應用穩定性較佳。然而，更換其它牌號或品牌的聚酯樹脂后，并不能如預期那樣龜紋效果。因此，此類龜紋粉末涂料還待于研究與開發相應的聚酯樹脂。

    ?聚酯-丙烯酸型

    通常，采用聚酯-丙烯酸型基料用來設計戶外應用的極無光型粉末涂料，具有非常低的光澤度。然而，在采用低酸值的聚酯樹脂與丙烯酸聚酯搭配設計配方時，經常會發現涂層表面產品細小的花紋，若將此種花紋經特別設計穩定下來外添加適量龜紋劑就形成了龜紋粉末涂料。

    然而，這種龜紋粉末涂料是的特殊聚酯/丙烯酸配比之下實現的，這對基料品質的穩定性提出了極高的要求，對生產設備與工藝也具有較大的依賴性。因此，在實際應用中，實現大批量、長期穩定的生產供應都存在較大的障礙。

    ?聚酯-氨基樹脂型

    對于聚酯－氨基樹脂型粉末涂料，或許對于國內絕大多數粉末涂料制造商而言，此類粉末涂料還是非常陌生的。但是卻掩蓋不了此類粉末涂料在應用市場上以高端粉末涂料應用類型而居，中型及大型粉末涂料制造商都或多或少有此類粉末涂料的市場上銷售（產品類型單一、目標市場面窄的制造商除外）。

    此類型龜紋粉末涂料同時適用于戶內外的應用環境，具有非常好的應用前景。目前隨此類低羥值的聚酯樹脂、氨基樹脂、氨封閉磺酸催化劑等配套原料的廣泛深入地開發與價格的逐步降低，此類粉末涂料逐步被大眾市場所接受。此篇文章也將著重探討此類產品。

    ?其它類型

    能做出龜紋粉末涂料的基料類型很多，除以上類型之外新型基料類型還在開發與研究之中，相信不久的將來有更多基料類型的產品研發出來。

    3、用于聚酯氨基型粉末涂料催化劑的開發與研究

    在龜紋粉末涂料助劑的應用中，常用的一款助劑就是龜紋劑，而其只能是輔助龜紋成型或調整紋效果的作用。真正能能促使形成龜紋效果的關鍵助劑，最重要的就是催化劑，其是紋理成型劑。

    在戶內環氧樹脂型或環氧-聚酯型應用較廣的催化劑是乙酰丙酮鋁，也就是行業熟知的綿綿劑或稱水紋劑。但此類催化劑有一個無法避免的缺陷——容易導致操作員工得“紅眼病”，嚴重時甚至導致操作員工失明。有良好社會責任意識的粉末涂料制造商已意識到了其的危害性，目前已逐步淘汰其在粉末涂料中的使用。并且因此類粉末涂料由于戶外應用耐候性極差，產品批次生產與應用不穩定原因，國內用量呈逐年降低之趨勢。

    另一類催化劑就是胺封閉磺酸催化劑，主要用于聚酯-氨基樹脂型皺紋（或稱綿綿漆、水紋、皮紋、布紋，以下統稱皺紋）、網紋、龜紋以及孔雀紋等紋理類型的粉末涂料中，針對四甲氧基甲基甘脲樹脂進行催化作用。此類催化劑在2010年前幾乎完全依賴進口，在2010年隨商新學將此類催化劑成功開發與推廣，目前此類催化劑已完全實現國產，幾乎已占據了國內整個市場并已遠銷到了國外。隨胺封閉磺酸催化劑的進一步深入開發，已形成了Creamyth®WL32-18A、Creamyth®WL64-96A、Creamyth®WL52-98A三款產品，同時在國內進行推廣與銷售。Creamyth®WL系列每一款胺封閉磺酸催化劑化學成分不盡相同，所應用范圍及特性也不一樣，因此有必要在這里做統一比較，以示區別，其對比如表1。

    （1）不同的產品類型適用產品對象不同，請謹慎選擇使用；

    （2）用于此類催化劑的載體可以為沉淀型白炭黑，可以為低羥基值的聚酯樹脂羥基值35±10mgKOH/g，也可以為優質硫酸鋇；

    （3）活性成分，即胺封閉磺酸鹽，自制，常溫下為液體，為國內首創，部分產品為全球首創。

    （1）廣州擎天公司聚酯樹脂，也可以選擇國內其它公司，如產協等羥基封端聚酯樹脂，不同廠家、不同牌號的聚酯樹脂，所做出的涂層紋理差別較大，須通過實驗來確定選擇；

    （2）國產，通過試驗確定與樹脂配比，推薦與聚酯比例為8：92；

    （3）封閉型異氰酸酯，用于調整配方綜合性能，如紋理、光澤、固化條件等；

    （4）以白炭黑為載體的聚丙烯酸酯類流平劑，有效成分含量約為60%，不同涂層外觀效果酌情使用流平劑；

    （5）不同涂層外觀效果，選擇相應的催化劑，通過實驗來確定最佳類型催化劑，不同催化劑配方用量不同；

    （6）超細硫酸鋇，也可以選擇使用沉淀型硫酸鋇，避免選擇使用弱堿性的填充料。

    4、龜紋粉末涂料創新

    對于龜紋粉末涂料的開發創新一直都沒有停止過，特別是國內配套基料部分，如樹脂、交聯固化劑等陸續出現了許多制造商提供產品，且質量趨于穩定。對于催化劑與助劑的開發，多年來并未實現實質性的突破，直至Creamyth®WL系列產品陸續投入中國及中國以外的市場，使龜紋粉末涂料的開發進入另一種高度。Creamyth®WL系列產品包括Creamyth®WL32-18A、Creamyth®WL64-96A、Creamyth®WL52-98A，其中Creamyth®WL32-18A在國內應用較廣，主要應用普通皺紋（或稱水紋、網紋、布紋等）粉末涂料，而Creamyth®WL64-96A與Creamyth®WL52-98A為網紋與龜紋粉末涂料帶來了更多的選擇。下面將綜合測試對比。

    4.1測試Creamyth®WL用量對網紋粉末涂料性能的影響

    為了考查Creamyth®WL系列催化劑用量對粉末涂料性能的影響，首先測試Creamyth®WL64-96A,配方及結果見表3。

    通過表3可以看出，在基料配比固定的情況下，不同的Creamyth®WL64-96A用量對涂層的花紋及機械力學性能影響較大，在配方中有一個最佳用量。通過多次綜合考查，確定Creamyth®WL64-96A最佳用量范圍應用控制在0.4%～0.8%，其用量將比Creamyth®WL32-18A減少約50%。

    同樣，在固定基料配比的情況下，測試出Creamyth®WL52-98A的最佳用量在0.2%～0.4%。因此，Creamyth®WL52-98A的用量將會更少，過多的用量反而會造成起砂而無龜紋的效果。

    4.2測試不同基料含量對龜紋效果的影響

    在Creamyth®WL催化劑用量固定的情況下，調整基料含量來考查其對龜紋效果的影響，見表4。

    從表4可以看出，通過對基料用量的調整，明顯影響最終涂層的紋理效果、紋理大小，而對于紋理清晰度、紋理立體感、機械力學性能在此次測試中沒有明顯區別。因此，在設計龜紋粉末涂料配方時，針對不同的紋路大小及效果，選擇恰當的基料用量及Creamyth®WL催化劑用量特別重要。

    5、總結

    由于影響龜紋最終外觀效果、機械力學性能、光澤度等因素較多，如不同樹脂制造商的聚酯樹脂、不同牌號聚酯樹脂、粉末涂料配方設計師設計思路、粉末涂料研制設備及工藝等。因此，給業界留下了許多創新的機會，相信龜紋粉末涂料會進一步獲得長遠的發展。（來源：全球涂料網）（更多資訊請登錄：全球涂料網 http://www.soutuliao.com/）