隨著人們審美要求的提高，追求涂料的高度美感已成為一種趨勢(shì)。金屬感或珠光效果的粉末涂料能展現(xiàn)一種從水晶般金屬光澤到絲緞般珍珠明亮的豪華裝飾效果，因而廣泛于家具飾品，運(yùn)動(dòng)器材和汽車等的噴涂。

這種裝飾性粉末有別于純環(huán)氧、純聚酯、丙烯酸類等功能性粉末涂料，雖然可賦予底材一定的保護(hù)性，但涂膜耐候性、防腐蝕性和耐熱性等不如專用的功能性粉末。

2、金屬粉顏料和珠光顏料的種類與特性

用于粉末涂料的金屬粉顏料和珠光顏料通常為鱗片狀粒子，市售產(chǎn)品的粒徑D50為3~75μm，包括鋁粉（俗稱銀粉）、銅粉（稱為金粉）、鋅粉、鎳粉、不銹鋼粉，以及表面包覆于氧化物的無(wú)機(jī)云母片粉（俗稱珠光粉）。

粉末涂料中鋁粉用量最大，其次是銅金粉和珠光粉、鋅粉、不銹鋼粉常在防腐涂料中使用。這類顏料因其特性不同而在粉體涂料中所扮演的角色也不同（見(jiàn)表1）。

3、金屬粉顏料和珠光顏料的應(yīng)用

3.1 鋁顏料

鋁粉顏料是目前工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種片狀效應(yīng)顏料，分為浮型和非浮型兩大類非浮型鋁粉占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額超過(guò)80％；

非浮型鋁粉包括粒徑較大帶有水晶光澤的品種和粒徑較細(xì)呈絲緞光澤的品種因表面經(jīng)過(guò)有機(jī)物色膜具有良好的顏料潤(rùn)濕性，在粉末涂層中分布均勻。

浮型鉛粉大多數(shù)排列在涂膜表面呈現(xiàn)明亮甚至有鍍鉻效果的涂膜外觀，遮蓋力優(yōu)異，金屬鋁粉在粉末涂料或涂膜表面呈現(xiàn)的特性如下。

3.1.1 遮蓋和屏蔽作用

鋁粉呈鱗片狀、基片的徑/厚比約為(40：1)~(100：1)粒子在涂膜中呈多層平行排列形成連續(xù)的多道鋁粉層遮蓋了底材，對(duì)入射光產(chǎn)生反射，各層鋁粉之間的孔隙互相交錯(cuò)，切斷了涂膜的毛細(xì)孔和外界水分的通路，使水汽進(jìn)入涂膜到達(dá)底材變得很困難(圖1)。

3.1.2 光學(xué)特征

鋁粉是由光澤高顏色淺、純度高的金屬鋁制成的，經(jīng)過(guò)特定工藝加工使鋁粒子表面光滑平整對(duì)波長(zhǎng)為280~400nm的可見(jiàn)光、紅外光、紫外光的反射率達(dá)60％～90％，呈銀白光亮的外觀。

3.1.3 “隨角異色”效應(yīng)

鋁粉具有金屬光澤和平行于被涂物表面排列的特性在透明或遮蓋力較差的涂料體系中鋁粒子的光澤度和顏色深淺隨入射角和觀測(cè)角的變化而產(chǎn)生光和色的變化通常稱之為“雙色效應(yīng)”或“干涉效應(yīng)”，當(dāng)然鋁粉的良好平行定向排列是產(chǎn)生該光學(xué)效應(yīng)的前提。

3.1.4 漂浮性

生產(chǎn)過(guò)程中鱗片狀的鋁粉表面采用高級(jí)脂肪酸包膜處理，鋁粉表面的脂肪酸有兩個(gè)吸附層外層脂肪酸的親油基與內(nèi)層脂肪酸的親油基相連結(jié)而使羧基向外，故鋁粉中脂肪酸包膜后為疏油型粉末熔融流平時(shí)鋁粒在“貝納德渦流”作用下向涂膜表面遷移，使鋁粉浮在涂層表面(圖2)。

當(dāng)鋁粉表層沒(méi)有脂肪酸(或其他有機(jī)物)包膜時(shí)鋁粉的漂浮力較小難以遷移至涂膜表面影響鋁粉漂浮能力的因素還有脂肪酸種類，鋁粉鱗片的徑/厚比，鋁粉加工工藝和溫度鋁粉的粒徑等。

非浮型鋁粉表面處理工藝是選用不飽和脂肪酸包膜或改變鋁粉研磨溫度，使鋁粒子與包覆膜的整體比重增大．呈現(xiàn)出疏油特性。

3.2 銅金粉

普通的銅金粉是一種浮型片狀顏料，由一定比例的銅、鋅和鋁合金經(jīng)熔煉、球磨分級(jí)制成所需要的產(chǎn)品，銅含量不同所制成的銅金粉色相會(huì)有差異。

如青金、紅金、古銅金等系列產(chǎn)品銅金粉粒徑越粗，金屬感越強(qiáng)，遮蓋力較差。在涂料配方中的用量較多，相反粒徑越小，金屬感越弱，色澤也越柔和，遮蓋力增強(qiáng)。

粉末涂料配方設(shè)計(jì)師可根據(jù)客戶要求選用不同粒徑和色相的銅金粉品種。

銅金粉粒子表面可包覆一層有機(jī)材料，以降低銅金粉的密度，并增加其表面張力，提高耐溫性，不同種類的銅金粉在不同氣候及化學(xué)環(huán)境中可能發(fā)生變色，使涂膜光澤降低。

3.3 珠光顏料

珠光顏料具有珍珠光澤，是在云母基材表面包覆二氧化鈦等材料。包膜顏料對(duì)光產(chǎn)生多重反射和透射使之呈現(xiàn)珠光效果。

包膜金屬氧化物材料不同，所產(chǎn)生的干涉光效果也就不同，呈現(xiàn)的珠光色澤變化很大甚至產(chǎn)生“色轉(zhuǎn)移效應(yīng)”。

目前珠光顏料的色相分為銀白、幻彩和著色類，珠光顏料經(jīng)過(guò)表面化學(xué)改性和包膜改性，適應(yīng)所有天然和合成樹(shù)脂體系，也適用于熱固性和熱塑性粉末涂料。

4、效應(yīng)粉末涂料的制備方法

效應(yīng)顏料賦予粉末涂料獨(dú)特而炫目的視覺(jué)效果，適用于各種樹(shù)脂體系。效應(yīng)粉末涂料的制備方法主要有以下三種。

4.1 熔融擠出法

常規(guī)的粉末涂料生產(chǎn)方法是將配方中的所有原材料混合擠出粉碎過(guò)篩，而大多數(shù)的片狀效應(yīng)顏料在加工過(guò)程中往往因螺桿的高剪切力作用而被破壞。

效應(yīng)顏料的片狀結(jié)構(gòu)在高速粉碎過(guò)程中將嚴(yán)重受損導(dǎo)致顏料定向性差，粉末涂料的金屬效果或珠光效果降低。目前只有金屬錘紋粉可以通過(guò)熔融擠出的加工方法得以實(shí)現(xiàn)。

愛(ài)卡公司開(kāi)發(fā)出一種可以直接擠出(內(nèi)擠)的無(wú)塵金屬粉顏料Powdersafe系列產(chǎn)品。采用熔融擠出工藝用其制備粉末涂料非常方便，而常用的后混工藝和邦定工藝均需要額外的加工步驟。

另外熔融擠出的金屬粉末涂料在涂裝和過(guò)噴粉回收過(guò)程中沒(méi)有金屬顏料分離現(xiàn)象，這種顏料的不足之處是用量大，成本高，無(wú)法得到完全遮蓋且具細(xì)膩效果的涂膜。Powdersafe的粒徑范圍是D5015~60μm。

4.2 干混法

即將處于“干燥”狀態(tài)的效應(yīng)顏料加入已經(jīng)磨細(xì)的粉末涂料底粉中，常用的后混設(shè)備為“V”形罐或錐形罐存在的弊端是混合效果與底粉的密度和性能，粒徑以及粒子形狀有關(guān)，在涂裝及過(guò)噴粉回收時(shí)易出現(xiàn)金屬粉與底粉分離的現(xiàn)象，使用穩(wěn)定性差。

4.3 邦定法

即將片狀金屬顏料或珠光顏料在一定的溫度下粘結(jié)到底粉顆粒表面，邦定機(jī)在惰性氣體N2保護(hù)下使底粉和效應(yīng)顏料流化懸浮，攪拌槳與物料顆粒之間以及物料顆粒相互間的運(yùn)動(dòng)速度不同產(chǎn)生摩擦熱能，使物料溫度升高，底粉軟化而將顏料粘結(jié)其上。

邦定金屬粉末具有效應(yīng)顏料，用量少，不易發(fā)生效應(yīng)顏料與底粉的分離，回收利用方便，但邦定粘結(jié)工藝對(duì)底粉的軟化點(diǎn)，邦定溫度、邦定時(shí)間的控制非常嚴(yán)格，邦定效果與設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝操作也有著密切關(guān)系。

5、工藝控制要點(diǎn)

5.1 效應(yīng)顏料與著色顏料的選擇

制備效應(yīng)粉末涂料時(shí)，余膜的遮蓋力取決于金屬粉顏料，而不是著色顏料，應(yīng)當(dāng)選用著色力差或透明的顏料與金屬粉顏料配用，不用或少用遮蓋力強(qiáng)的顏料。

應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要選擇適合室外粉末和室內(nèi)粉末用的效應(yīng)顏料，效應(yīng)顏料部分供應(yīng)商及產(chǎn)品見(jiàn)表2。

5.2 樹(shù)脂的選擇

效應(yīng)顏料大多經(jīng)過(guò)表面包膜處理(如脂肪酸金屬和非金屬氧化物等)，效應(yīng)顏料的定向性與樹(shù)脂體系的反應(yīng)活性單體結(jié)構(gòu)等有很大關(guān)系。

目前粉末涂料以環(huán)氧，聚醋混合型居多室外純聚酯金屬粉也逐漸得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用，選用聚酯是關(guān)鍵，不同廠家的聚酯同比例配方，涂膜外觀呈現(xiàn)的金屬感和性能有所不同。

粉末涂料所用的樹(shù)脂均為高分子聚合物，樹(shù)脂的玻璃化問(wèn)題Tg，分子量和分子量分布等指標(biāo)對(duì)樹(shù)脂性能影響很大，在不影響涂料熔融水平流動(dòng)性的前提下，分子量稍大的樹(shù)脂更有利于金屬顏料的定向。

5.3 顏料及助劑的選用

粉末涂料用填料主要為硫酸鋇、碳酸鈣、硅微粉、高嶺土、滑石粉、云母粉等，粒徑2~10μm，使用填料時(shí)關(guān)鍵要控制好粒徑分布，大顆粒（D50 ≥10μm）對(duì)涂膜延展性的負(fù)面影響大于小顆粒。

隨著涂料技術(shù)研究與原材料應(yīng)用技術(shù)的提高，納米填料和表面包膜填料逐漸引入粉末涂料。

制備效應(yīng)粉末涂料時(shí)助劑的應(yīng)用也非常重要，例如制造閃爍光亮的涂膜，流平劑用量可稍多一些（調(diào)節(jié)體系流動(dòng)性），控制體系膠化時(shí)間為2.5~6min，用以保證片狀顏料調(diào)整至最有效的閃光角度。

定向排列劑，疏水氣相二氧化硅等的應(yīng)用有助于特殊光學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)。為了增加涂膜表面的耐劃傷性和抗污性，還可選用相應(yīng)的蠟粉，通過(guò)內(nèi)劑或外混達(dá)到目的。

5.4 底粉粒徑的控制

不論是“干混法”還是“粘結(jié)法”（邦定工藝），底粉粒子的帶電性，表觀比重，平均粒徑，粒子形狀以及超細(xì)粉（D10≤10μm）含量對(duì)后段工藝均有影響。

金屬粉顏料用量控制不當(dāng)將帶來(lái)一系列涂裝施工問(wèn)題，如上粉欠佳，易產(chǎn)生掉粉，堵槍頭等。粉末粒徑與帶電性的關(guān)系見(jiàn)圖3，金屬粉末涂料的平均粒徑40～50μm，超細(xì)粉含量小于12%時(shí)涂料帶電性最佳。

5.5 效應(yīng)粉末涂料的施工

粉末涂料一般采用電暈槍噴涂或摩擦槍噴涂。摩擦槍噴涂不適于金屬粉末涂料的噴涂，建議采用電暈噴槍噴涂效應(yīng)粉末涂料。

噴槍施工時(shí)涂裝系統(tǒng)須有良好的接地，并設(shè)定較低的靜電電壓和出粉量，防止噴涂時(shí)打火，長(zhǎng)時(shí)間噴涂須注意清理槍頭與電極針。

為了防止批次間產(chǎn)品的涂膜效果差異，建議回收粉與新粉混用比例控制為1:4，盡量保持噴涂條件的穩(wěn)定，靜電電壓不大于80kv。

為保證噴涂穩(wěn)定性和成本需要，顏料粒徑應(yīng)控制在D50≤15μm的鋁粉含量≤1.5%，粒徑D50≥15μm的含量在4%以下。

效應(yīng)顏料雖給予粉末涂料豐富的外觀效果，但使用效果受涂料體系的影響極大，效應(yīng)顏料在粉末涂料中的應(yīng)用技術(shù)遠(yuǎn)不及在液體顏料中的應(yīng)用成熟。

隨著粉末涂料技術(shù)的不斷改進(jìn)，效應(yīng)顏料在粉末涂料中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)將逐一解決，效應(yīng)顏料的廣泛使用將大大提高粉末涂料的附加值和涂膜外觀，賦予涂膜產(chǎn)品更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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