摘要：本文作者根据20多年的从业经验，积累了丙烯酸粉末及金属粉末涂料应用的实例，提出丙烯酸金属粉的配方设计理念，特别是在金属漆改粉的新途径。对其配方设计、成本、制造和喷涂应用中的一些关键点做了阐述。抛砖引玉，希望通过这篇简述给大家以后丙烯酸应用提供一些参考。相信在客户和市场的需求推动下，广大粉末涂料研发人员通过丙烯酸体系的使用，金属效果粉末涂料的表面效果更加的丰富多彩。
1 金属粉末涂料及丙烯酸粉末体系基本简介
作为粉末涂料行业两个“高颜值”产品，金属效果粉末涂料和丙烯酸粉末涂料一直在市场上表现出高富帅的形象，近年来国内企业金属效果粉末涂料技术突飞猛进，同时丙烯酸粉末涂料在国内粉末涂料市场应用也越来越多。金属粉末涂料是以树脂、固化剂、颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状涂料，并通过邦定等工艺将铝粉、珠光等效应颜料粘接到粉末涂料，制成的涂层具有金属质感、绚彩等效果。该产品主要用于钢铁 基材、铝及铝合金基材及其他金属基材的表面保护和装饰。其配方设计及生产工艺的核心在于满足客户对金属效果外观和现场的稳定施工的需求。丙烯酸粉末涂料是由丙烯酸树脂、固化剂、颜料、填充和助剂等组成的热固性粉末涂料。热固性丙烯酸树脂是由含有活性基团的丙烯酸单体共聚得到主链为丙烯酸，侧链带有活性官能团的丙烯树脂，丙烯酸酯基上带有缩水甘油脂(环氧基)，或羟基和羧基官能团。合成丙烯酸树脂用丙烯酸和甲基丙烯酸及酯类等单体，在这些单体中，除了带有用于加成聚合反应的双键外，有些单体还带有羟基、羧基、缩水甘油基和酰氨基等反应活性基团。由于这些反应活性基团的存在，使丙烯酸树脂带有反应性活性基团，可以与固化剂进行交联固化反应成膜。
2 丙烯酸树脂在粉末涂料中的应用测试
2.1 设计思路金属效果粉末涂料主要是通过底粉及金属颜料的搭配，做成效果好施工稳定的的产品，抛开绑定工艺不谈，配方的核心就是底粉的设计和金属颜料的选择。笔者根据多年的经验，总结出底粉要满足金属颜料的分散和排布需求，与底色一起凸现出金属颜料效果。总结起来就是底粉需要提供通透的涂膜、润湿性强、优异的流平。通过实际应用，丙烯酸粉末涂料在这几方面表现优异，对金属颜料的润湿、排布适应性好，同时能保持优异的流平性。测试方向以GMA丙烯酸树脂+DDDA粉末体系为底粉，与不同粒度的铝粉及珠光颜料混合喷涂，比较涂膜表面差异。
2.2 丙烯酸金属粉效果粉末制备与测试结果测试在透明体系内的铝粉分散性：透明粉加铝粉，特别是闪银铝粉做出的纯银色金属粉是市场的一个主流产品。我们选择聚酯/TGIC、聚酯/环氧、丙烯酸/DDDA三个底粉体系，并复配了丙烯酸+聚酯体系。分别混入5%的PCR212、2% powdal 8550,比较其金属效果和涂膜外观。由上表的配方可得知，相对于常规的聚酯/TGIC和聚酯环氧涂膜，没有一般颜料所带来的云斑现象，也没有随膜厚有明显的颜色色差。但我们也发现在膜厚相差比较大，或工件的流挂角等部位的颜色差异就比较大了。相比较而言，丙烯酸体系做出来的金属效果比聚酯或聚酯环氧体系要透亮闪烁的多，闪银体系中，金属质感和异角闪烁非常突出，铝粉在底粉中的排列相对整齐。细银体系中，整体表面油润，铝粉都在涂膜内部排列。这样的金属质感更接近油漆罩涂效果。因为丙烯酸体系的成本原因，我们也进行了聚酯与丙烯酸的复配体系，因为时间问题，两者的很多指标可能差异较大，在丙烯酸比例低于20%的情况下，整体表面不佳，待丙烯酸比例达到接近一半时，也有类似丙烯酸金属效果的体现。目前我们只做了干碰干的测试，未来还可以尝试内挤两者体系做测试，找到成本与金属质感的平衡点。测试半透底粉，对金属颜料的分散效果：由上个实验得知，丙烯酸体系对铝粉的排布和润湿性能比较优越，所以我们可以用有机颜料做一些半透明的，如半透红，半透黄，半透蓝等等，并且做了聚酯TGIC体系对比。将这些半透明粉与铝粉混合。比较铝粉的润色和着色效果，由于丙烯酸体系对颜料分散不佳，底粉工艺需要调整，使得颜料能充分分散。
利用丙烯酸的润湿性，结合铝粉的金属质感，可以做出另外一种仿油漆的效果。考虑到金属颜料的遮盖力，颜料的用量也可以少一些。将底粉和我们想要的金属效果颜料绑定后。其次为将丙烯酸的效果升华出来，铝粉均匀的包含着丙烯酸膜中，形成一层均匀，透亮的半透彩铝涂层，颜色可通过选择丙烯酸的种类达到红黄蓝绿等各种效果，再与底涂的金属效果搭配，镜面银可以形成类似与油漆的效果，细闪银可以达到类似油漆的效果。这些产品在轮毂行业特别是改装市场的中面合一有着广阔的发展空间。(中面合一的定义：以丙烯酸粉末涂料体系为基础，提供具有色彩的1次涂层以替代目前的色漆+丙烯酸透明粉的2涂工艺。)
3 应用中的关键点及应用前景
丙烯酸的优点在粉末中的应用带来了新的效果，但我们也不可忽视它的缺点，这也是我们在日常工作中需要注意的关键点。丙烯酸的不足对其他粉末体系的污染性，丙烯酸粉末涂料在生产与施工应用时容易受干扰，对生产与施工环境和条件要求严。无论是前文说的漆改粉的应用还是罩涂应用，污染性是个无法回避的问题。另外丙烯酸涂料的熔融粘度比较高，颜料分散性差，树脂本身刚性强，冲击强度比其他粉末涂料差一些。丙烯酸的成本高，它售价格比其他粉末涂料贵很多，其主要原因时树脂的价格，在此呼吁国内的丙烯酸生产企业通过更多的研发能提高出性价比适合市场的丙烯酸树脂。如开篇所述，本研究用的丙烯酸树脂是GMA/DDDA固化体系，丙烯酸还有很多体系，我们可以做贡多的尝试，比较，找到性能与成本的最佳组合。未来如何既能利用丙烯酸的优势开发出更多的新产品的同时，通过原材料、配方设计、工艺等改善和规避它的缺点是重中之重。
4 结语
综上所述，目前丙烯酸在其他涂料或行业应用来讲，粉末涂料的应用微乎其微，它受到使用环境、工艺、成本、工件设备等影响。丙烯酸化学虽说复杂，但我们作为粉末技术人，在从事着关乎绿色环境的环保行业，更有责任提高粉末涂料行业的拓展，跨界的开发和应用，是研发技术人员的使命。粉末的“漆改粉效果”关系到客户的使用感受和施工及使用成本，相信在未来的涂料发展中，更多的行业和客户认识到漆改粉的优势，在这个大趋势下，丙烯酸的作用不可或缺，希望通过这篇综述抛砖引玉，能给广大同行带来启发，带来更多的好产品。从而迎来粉末行业的新高峰。
来源：粉末涂料与涂装 2024会刊 文/邵波/杨勋 (优美特(北京)环境材料科技有限公司)
