２０１３年第２４期
广东化工
第４０卷总第２６６塑竺竺：！！！！！竺：！！竺
：！：一
铝粉粉末涂料邦定工艺的研究
梁俊杰１，陈锐波扩，刘宝全２，袁定胜ｒ
（１．暨南大学化学系，广东广州５１０６３２：２．广东省江门皇宙化工有限公司，广东江门５２９０７５）
【摘要】本工艺通过设计聚酯／环氧型粉末涂料配方，采用邦定包膜技术将涂料粉末粒子与铝粉牢固黏结ｔ静电喷涂试验表明该粉末涂料高度接近电镀铬效果，可作为电镀铬的替代产品。其中铝粉与粉末粒子良好粘结，铝粉使用量可降低３０％；采用静电喷涂时，对不同金属元器件粘附良好，２００℃固化ｌＯ分钟，其涂膜拥有类似铬电镀的高光泽度金属效果，且色泽均一。相比溶剂型涂料６０％《５％的成膜率，该粉末涂料成膜率接近１００％，且未附着于被喷涂物件的粉末可以全部回收再利用。现有的邦定包膜技术具有高效环保、低成本等特点。
【关键词】邦定：金属铝粉；粉体涂料
『中图分类号１１＇ｏ【文献标识码】Ａ【文章编号】１００７一１８６５（２０１３）２４－０００５・０２
Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ＢｏｎｄｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＰｏｗｄｅｒＣｏａｔｉｎｇ
Ｌｉａｎｇ
Ｊｕｎｊｉｅｌ，ｃｈｅｎＲｕｉｂ０２‘，ＬｉｕＢａｏｑｕａｎ２，ＹｕａｎＤｉｎｇｓｈｅｎｇ‘‘
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｊｉｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６３２：２．ＨｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｍｅｎ５２９０７５，Ｃｈｉｎａ）
ｐｒｃｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｓｔｅｒ／ｅｐｏｘｙｐｏｗｄｅｒｃｏａｔｉｎｇｓ．Ａｌｕｍｉｎｕｍｐｏｗｄｅｒｓｗｅｒｅｂｉｎｄｅｄｂｙｔｈｅｃｏａｔｊｎｇｐｏｗｄｅｒｂｙｔｈｅ
ｔｈｅ
ｂｏｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｌａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｌｅｃｃｒｏｓｔａｔｉｃｓｐｒａｙｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＡｌｐｏｗｄｅｒｃｏａｔｉｎｇｓｉｓｃｌｏｓｅｌｏ¨１ｅｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇＣｈｒｏｍｉｕｍ，ｒｅｐＩａｃｉｎｇ
ｐｒｏｄｕｃｔｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇＣｈｍｍｉｕｍ．ＴｈｅＡｌｐｏｗｄｅｒｄｅｃｒｅａｓｅｄ３０％ｄｕｅｔｏｔｈｅ９００ｄｃｏｎｇｌｕｔｉｎａｔｉｏｎｂｅｔ、ｖｅｅｎＡｌｐｏｗｄｅｒ柚ｄｐｏｗｄｅｒｃｏａｔｉｎｇｓ．ＢｙｅＩｅｃ仃ｏｓｔａｔｉｃｓｐｒａｙ，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ
ａ
ｐｏｌｖｓＩｅｒ／ｅｐｏｘｙｐｏｗｄｅｒｃｏａｔｉｎ２ｓ
ａｔ
ｗｅｒｅ
ｃｏｖｅｒｅｄ
ｏｎ
ｌｈｅｄ讯Ｆｅｒｅｎｔｍｅｔａｌｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｗｉｔｈｇｏｏｄｂｉｎｄｉｎｇ．丁ｈｅｃｏａｔｊｎｇｎｌｍｓｈａｄｃｈｒｏｍｉｕｍ－ｌｉｋｅｍｅｔａｌｌｕｓｌｅｒ
ｔｏｂｅｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ
２００℃ｆｏｒｌＯｍｉｎ．Ｔｈｉｓｐｏｗｄｅｒｃｏａｔｉｎ２ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ１００％ｔｈｅ行ｌｍ．ｆｏｍｌｉｎｇ忍ｔｉｏｄｉ何奄ｒｅｎｔｆ而ｍ６０％～６５％ｏｆｓｏｌｖｅｎｌ—ｔｙｐｅｃｏａｔｉｎｇｓ．ＴｈｅｕｎｕｓｅｄｐｏｗｄｅｒＳｃｏｕｌｄｂｅ
ｔｏ
ｒｅｕｓｅ
ｒｅｃｙｃｌｅｄ
Ｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｌｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｓ
ｅ讯ｃｉｅｎＩａ１１ｄｅｎＶｉｍｎｍｅｎｔａｌｌｙ・衔ｅｎｄｌｙａｎｄｌｏｗ—ｃｏｓＩ．
ｐｏｗｄｅｒｃｏａｔｉｎｇ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｎｄｉｎｇ：
ａｌｕｍｉｎｕｍｐｏｗｄｅｒ：
电镀铬产品具有表面平整、光洁、不生锈、硬度高、耐腐蚀、
防酸、耐磨损等优点而被广泛应用于塑料、家电、玩具等元器件产品中。然而在电镀铬工业中所产生的废水给电镀厂周边环境和人群带来巨大污染和危害。因此，宵必要寻找电镀铬工艺的替代技术。由于国内外对环境保护的重视，作为环保、高效能、高效率和经济型的粉末涂料，近几年来产量迅速增加，品种不断增多，应用领域逐步扩大。金属粉末涂料涂膜呈金属光泽，具有绚烂的多色效应以及突出的保护功能，为汽车、家电、仪器仪表等高档工业品提供了绚丽多彩的外观装饰。在金属粉末涂料中，金属铝
该方法为物理机械混配，铝粉与粉末粒子之间不发生粘结作用，使得铝粉分散性不够均匀，产品静电喷涂效果光泽度不高，镜面
效果无法达到替代铬电镀的效果。
对此，本工艺对聚酯／环氧型粉末涂料配方进行改进，通过邦定工艺，采用薄膜技术将铝粉牢固黏结在粉末粒子表面，在涂装施工过程中，铝粉与粉末粒子不发生分离，实现了高逼真仿电镀铬效果的铝粉型粉末涂料，粉末利用率达到９７％以上。
ｌ实验
１．１工艺流程１．１．１底粉生产
原料预混合：按不同配方，将各类聚酯／环氧型树脂（７０％一９０
粉粉末涂料是主要的装饰性粉末涂料的＋大品种，其中包括金属
闪光、金属镀层、金属花纹、锤纹和金属光泽纹理型粉末涂料。随着效应颜料品种的不断开发，各种金银色漆、闪光漆、珠光漆、金属立体效应色漆不断涌现。效应颜料的片状结构也具有缓和涂层内部应力的作用，可以避免涂层的裂纹和龟裂，提高涂层硬度，涂层中片状颜料可以切断腐蚀性介质的渗透，隔断紫外线入射，提高涂层的防腐耐候性能，使效应颜料在粉末涂料中的应用更加广泛。效应颜料在粉末涂料应用初期采用的是熔融挤出法，即与粉末涂料原料一起经高速预分散、熔融挤出、压片破碎、磨粉筛分后，制得成品。该法工艺简便，效应颜料与粉末基料达到充分的混合与黏结，但由于工艺过程中存在高温（１ｌＯ～１３０℃）挤出、高剪切粉碎，造成效应颜料表面部分或全部氧化，粒片变形或被粉碎，导致粉末涂料涂膜外观颜色灰暗，甚至无金属色泽。随后，人们采用将效应颜料与粉末涂料基料进行简单机械混合的生产方法，虽然也能实现较好的涂层视觉效果，但由于效应颜料与基料粒子在形状、密度、带电性能等方面存在显著差异，造成涂装时物料分离、堵枪吐粉、涂层发花、回收粉无法使用等问题。为了克服以上问题，邦定生产技术应运而牛。【２刮利用邦定工艺技术，使金属颜料颗粒黏结在粉末涂料ｌ二，喷涂固化后能做出带有金属效果的涂层。其中铝粉粉末涂料经静电喷涂试验表明该粉末涂料高度接近电镀铬效果。因此高仿电镀工艺成了一个理想的替代技术。上ｔ｝】＝纪８０年代，奥地利Ｂｅｎｄａ．Ｌｕｔｚ金属闪光颜料公司在欧洲率先推出黏结工艺一邦定混合（ｂｏｎｄｉｎｇｍ奴ｉｎｇ）技术，即将粉末涂料基料加热到略低于树脂软化点的温度，让效应颜料粒子与软化的树脂粉末粒子黏结，然后冷却制的成品，避免了粉末涂料在施工时出现的各种问题。【Ｉ’ｚＪ
本工艺考虑通过将聚酯／环氧型粉末涂料与铝粉混配，得到高光泽、具有镜面效果的金属粉末涂料，是。种理想的铬电镀工艺的替代品。目前，市面上铝粉型金属粉末涂料主要是将铝粉外加入制备好的聚酯／环氧型粉末涂料中，通过搅拌机高速搅拌混合。
［收稿日期］２０ｌ３－１ｌ一１７
［基金项目］广东省部产学研重点引导项目（２０ｌｌＢ０９０４００１３０）【作者简介】粱俊杰，男．香港人，本科生。＋为通讯作者。
％）、颜填料（６％一２５％）及助剂（４％～５％）加入高速混合机混合，备
用。
熔融挤出：将混合均匀的原料放入挤出机，挤出，压片，破碎。
研磨粉碎：将破碎好的片料置于ＡｃＭ磨粉机中，按照粉末
性质，调节磨粉机参数，磨粉；磨出的粉置于筛格中过筛，筛出
底粉备用，其中较佳的底粉粒径为３０～４０岬。
１．１．２金属粉邦定
升温：取５０￣ｌｏｏｋ２底粉加入邦定釜中，搅拌，升温。
邦定：当底粉温度接近粉末的玻璃化温度后，加入底粉重量
约Ｏ．７％的铝粉，其粒径２～５岬，邦定釜高速搅拌，使到粘稠底
粉与金属铝粉粘结。
降温：将搅拌完的涂料粉输送到储存缸中，使粘结好的涂料粉冷却。
过筛：冷却的涂料粉末置于筛格中过筛。
１．２品质检测
涂料成品通过喷板固化后，经一系列的测试，评价其涂料品
质的好坏。其中包括光泽、膜厚、附着力、耐冲击、耐曲折以及
铅笔硬度等检验项Ｈ。１．２．１６０。角光泽度测试
利用仪器将一规定的角度光束投射在涂膜板表面并向相同的角度反射，以吸收反射光量评价涂膜光泽度。１．２．２涂膜厚度测试
根据非磁性涂膜厚度变化使磁场与金属底板问的磁力改变的原理来测量涂膜厚度。１．２＿３弯曲测试
将涂膜板在标准条件下弯曲ｌ８０。，检测涂膜的韧性和与底板的附着结合性能是否符合国内外涂料行业标准。
广东化工
２０１３年第２４期
二生．一！竺竺：墨！！！！竺：！！竺
ｌｒ２．４冲击实验
２．１粉末生，“
箜！！鲞璺笙！竺塑
在标准条件Ｆ，将＋定重量的重锤从一定高度自由下落，冲
击涂膜板，使涂膜板在仪器冲头与门形冲模间快速变形。取其不引起样板破坏的高度值。１．２５卣格测试
根据１．１所述的工艺流程，分别把聚酯／环氧型树脂、颜填料及助剂按比例加入高速混合机混合搅拌。将混合均匀的原料加入
将涂膜板在标准条件卜｜把涂膜切割成直角的网格图形，来评
定平整面的涂膜’ｊ底板的结合附着能力。１．２．６铅笔硬度测试
挤出机，挤出、压片、破碎。将破碎好的片料置于ＡＣＭ磨粉机中磨粉，粉末置于筛格中过筛。取底粉置于邦定爹中，搅拌、升
温。当釜内达到预定温度时加入铝粉，邦定釜高速搅拌，使到粘稠底粉与铝粉粘结。将搅拌完的涂料粉输送到储存罐中，使涂料
将涂膜板在标准条件卜．，用已知硬度且负荷一定重量的标准铅笔芯在平整的涂膜上作刮划测试，能快速评价涂膜硬度。ｍ
粉冷却。最后将涂料粉置于筛网中过筛。取其粉末喷于３块小铁
板上，２００℃固化１０ｍｉｎ得样板１，标记为样板ｌ—ｌ、ｌ一２、１．３。
另取相同份量的底粉与铝粉干混，待其均匀混合后喷板，固化得样板２，标记为样板２一ｌ、２—２、２．３。
２结果与讨论
！！！：！
样板
、ｒ均光泽度
’ｐ均膜厚发，“ｍ
表ｌ样板测试结果
墨！：坚！１２１１：Ｐ：垒巴！！垫！：！巴Ｐ！！
。ＧＢ晨募要嘲。）
。ＧＢ晨凳鼻。。，）。ＧＢ异笺篓蓑。。，。ＧＢ斧舌雾蓑。。，
２．２工艺讨论２．２ｌ混料
混料的均匀度、原料颗粒的人小均会对后续的工作带来影响。特别是人量乍产：时影响较明湿，其ｔ｛一原料越细，混得越均匀。故此对应不同进样最设定相对的混料缸参数，使到原料充分混合。２．２．２挤出工艺
挤出需要考虑儿个问题：熔融的温度，当原料进入挤出机。要使不问固体完全混合，需要融化固体原料，温度一股控制Ｉ区温度不高于１１０℃，Ｉｌｆｘ温度不低ｒ８０℃；挤出螺杆转速一般控制不高十５００转／秒，而且为了能顺利挤出．根据实际要求，调节相应的螺杆转速和压片机滚筒的转速。２．２３磨粉过筛
底粉粒度的控制在３０～４０¨ｍ，花这个范用里的底粉与铝粉邦定的效果较好，ｌ划此需要考虑磨粉机¨剐磨的参数。针对底粉粒径的不同要求，选用相麻¨数的筛刚过筛。２．２．４邦定
邦定是这个工艺的核心部分，最后的成品好坏会靠邦定效果。传统底粉和铝粉的Ｔ混甲靠物理搅拌，铝粉依附在底粉的效果不够理想，会出现混合不均匀的现象等。然而邦定技术，利用底粉升温临近其玻璃化温度时，使其略带粘性。略带粘性的底粉与铝粉经过高速搅拌、混合，使铝粉紧枯结在底粉颗粒上。由于过程中涉及温度的控制以及高速搅拌，需要注意邦定的温度以及混合搅拌的转速，并且不能高于玻璃化温度，即使底粉在玻璃化温度卜．，经过。定时间的高速搅拌后也会存在结团的问题。现在的邦定机都有锣能控温控速，‘般控制温度在４０～６０℃，具体视乎底
底粉混合充分，黏结牢固，形成的涂膜均匀，而且光泽度也得到
了提高。
３结论
邦定工艺提高了传统干混工艺粉末的稳定性，经过邦定后使底粉与铝粉能更均匀混合，使到粉末在形成涂膜时相对稳定。此外，邦定过程的好坏还需要其他工艺如底粉制作、铝粉制作等工艺的配合。最后能做出有高仿电镀效果的涂料，作为一种替代电镀工艺的环保新工艺。目前针对不同方面的要求，邦定工艺的产品仍有不足的地方．如涂膜的强度、耐刮划、抗氧化性等，随着铝粉的加入使到产品出现各方面性能的降低，需要进一步去研究改进。
参考文献
【１】酗；振发．刷师岳．粉末涂料涂装工艺学【Ｍ】．Ｌ海；卜海科学技术文献出版社，１９９７．
［２】Ｘｉａｎ－ＪｉｎＮｉｎｇ，Ｊａｅ－ＨｏｏｎＪ柚ｇ，Ｈｙｕｎｇ－ＪｕｎＫｉｍ，ｅｔａ１．Ｃｏｌｄｓｐｒａｙｉｎｇｏｆ
Ａｌ—Ｓｎ
ｂｉｎａｒｙ
ａｌｌｏｙ：
Ｃｏａｔｉｎｇ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ａｎｄ
ｐａｎｉｃｌｅ
ｂｏｎｄｉｎｇ
ｆｅａｔｕｒｅｓ【Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ＆ＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，２０２：１６８１—１６８７．【３】Ｒｕｉｚ－ＮａＶａｓＥＭ，ＤｅＩｇａｄｏＭＬ，ＴｒｉｎｄａｄｅＢ．１ｍｐｍＶｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆａｓｉｎｔｅｒｅｄＡｌ２０１４一Ｔｉ５Ｓｉ３）ｐｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｙｔｈｅｃｏｐｐｅｒｃｏａｔｉｎｇｏｆ
ｔｈｅ
ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｌ［Ｊ１．ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：ＰａｎＡ・２００９，４０：１２８３・１２９０．［４】晁兵．金属粉末涂料概述［Ｊ】．中国涂料，２００７，（２）：４３４７．【５】王树波．粉末涂料邦定的生产工艺［Ｐ］．ＣＮ，１６４０９５３．
［６】孙永．粉末涂料邦定生产工艺［Ｐ】．ｃＮ．１０ｌ１１３２５０．
［７】庄爱玉．中国粉末涂料信息与应用手册【Ｍ】．北京：化学１＝业出版社．
２０１１．
粉种类来调节。为了确保邦定过程中的安全性，需要通入氮气作
为保护气。
邦定工艺最为突出的特点是其粉未的稳定性，故此产品涂膜有较高的光泽度，与传统１二混合工艺相比，经过邦定后，铝粉‘ｊ
（本文文献格式：梁俊杰，陈锐波，刘宝全，等．铝粉粉末涂料邦
定工艺的研究［Ｊ］．广东化工，２０１３，４０（２４）：５—６）
（上接第９页）
参考文献
『１１Ｆ１ａｃｈＪ，ＰｉＩｅｔＰＥ．Ｊｏｌｌｅｓ１９９２，４８：
７０ｌ－７１６．
【４】张龙翔，张庭芳．李令媛．生化实验技术【Ｍ】．北京：高等教育出版社，
１９９７：ｌｌｌ一１１６：１６５．１７１．
Ｐ．ｗｈａＩ’ｓ
ｎｅｗｉｎｃｈｉｌｉｎａｓｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈ［Ｊ】．Ｅｘｐｅｒｉｅｎｔｉａ．
［５】Ｔｓａｆ衔ｒ
ｚｏｒ
，
ｚｖｉｉｔｓ
ｓｅｌｉｎｇｅｒ
．
Ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ
：
ｔｈｅＢ他ｄｆｏｒｄ
ＰｒｏｔｅｉｎＡｓｓａｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｓｅｎｓｉｔｉＶｉｔｙ
ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
ａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｆ２］刘治汀．贺淹才．李红然．等．采用易错ＰｃＲ对粘质沙雷氏菌几丁质酶ｃ进行定向进化【Ｊ］．华侨人学’学报（ｆＩ然科学版），２０１０，Ｏｌ（２）：５８－６４．ｆ３１ＮａｗａｎｉＮＮ，ＫａｐａｄｎｉｓＢＰ，ＤａｓＡＤ．ｅＩａ１．ＰｕｒｉｎｃａｔｉｏｎａｎｄｃｈａＩ甚ｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆａｔｈｅ兀ｎｏｐｈｉＩｊｃａｎｄａｃｉｄｏｐｈ川ｃ
ｓｔｕｄｉｅｓ［Ｊ】．Ａｎａｌ”ｉｃａｌＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９６，２３６：３０２・３０８．
ｃｈｉｔｉｎａｓｅｆｒｏｍＭｉｃｒｏｂｉｓｐｏｒａｓｐ．Ｖ２【Ｊ】．Ｊｏｕｍａｌ
（本文文献格式：刘嘉，黄芳，施腾鑫，等．重组基因工程菌几丁质酶ｃ的可溶性表达研究［Ｊ］．广东化工，２０１３，４０（２４）：７—９）
ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｍｂｉｏｌｏｇｙ，２００２，９３（６）：９６５—９７５
铝粉粉末涂料邦定工艺的研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
梁俊杰， 陈锐波， 刘宝全， 袁定胜， Liang Junjie， Chen Ruibo， Liu Baoquan， Yuan Dingsheng
梁俊杰,袁定胜,Liang Junjie,Yuan Dingsheng(暨南大学化学系,广东广州,510632)， 陈锐波,刘宝全,Chen Ruibo,Liu Baoquan(广东省江门皇宙化工有限公司,广东江门,529075)广东化工
Guangdong Chemical Industry2013,40(24)
1. 陈振发;周师岳 粉末涂料涂装工艺学 1997
2. Xian-Jin Ning;Jae-Hoon Jang;Hyung-Jun Kim Cold spraying of Al-Sn binary alloy:Coating characteristics andparticle bonding features 2008
3. Ruiz-Navas E M;Delgado M L;Trindade B Improvement of the bonding interface of a sintered Al 2014-(Ti5Si3)pcomposite by the copper coating of the reinforcement 20094. 晁兵 金属粉末涂料概述[期刊论文]-{H}中国涂料 2007(02)5. 王树波 粉末涂料邦定的生产工艺6. 孙永 粉末涂料邦定生产工艺
7. 庄爱玉 中国粉末涂料信息与应用手册 2011
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_gdhg201324003.aspx