0 前 言
美术型粉末涂料是粉末涂料的重要品种之一,目前美术型粉末涂料主要有砂皱、橘纹、锤纹、浮花、闪光、金属色等种类,其中斑纹粉末涂料则以优秀的外观视感、突出的凹凸触感、优异的物理机械性能以及良好的遮盖效果不断获得人们的青睐。

1 斑纹粉末涂料的配方设计
1.1 斑纹成膜原理
粉末涂料静电喷涂后,必须受热熔融、流平,然后热固性树脂与相应的固化剂交联固化形成涂膜。粉末涂料在流平过程中被加热成流体,聚合物树脂在各粉粒间相互扩散,在表面张力的作用下后形
成涂膜[2]。一般挤出工艺生产的粉末涂料其内部各类原料被树脂润湿分散、混合较均匀,其流体各部分的黏度均一,后涂膜的外观平整光洁呈高光状态,为形成各类美术效果的涂膜外观,在产品中添加各类美术助剂,如砂纹产品加入砂纹剂,锤纹产品加入锤纹剂,橘纹产品加入皱纹剂,消光产品加入消光材料等。斑纹产品一般采用干混生产的方式进行(俗称两步法),先采用熔融挤出方法生产基料,再将基料与颜料、斑纹助剂及其他助剂干法混合分散均匀制成产品。基料与斑纹助剂之间的表面张力差别较大,熔融后导致涂膜各部位的能量不稳定,存在斑纹剂颗粒的局部形成低表面张力区域,形成熔融涂料流动远离并带动上浮到涂膜表面颜料浮动,然后聚集在高表面张力区域,使涂膜表面形成斑纹效果[3]。
1.2 设计依据
与一般粉末涂料产品的设计依据类似,产品设计依据主要有客户诉求或色标、产品要求、产品应用环境以及涂装加工条件,根据这些要求来选择原材料品种和设计产品配方,其中更重要的是涂层厚度及涂装加工条件。涂膜厚度不仅关系加工成本,也影响着斑纹产品的外观效果,为加强凹凸感,涂膜必须具有较大的厚度,一般粉末涂料涂膜的厚度为60～80 μm,斑纹产品在喷涂时应达到普通粉末涂料80 μm以上的要求,这样斑纹谷底厚度约20～30 μm、谷峰厚度约90～120 μm,产生较好的视觉效果。涂装加工条件对斑纹产品的设计显得尤为重要,必须在实验室模仿客户的涂装加工条件(或其能改进的优涂装条件)下进行配方设计与调整,这样才能设计出客户涂装条件下能够顺利实现的合格产品,真正满足客户需求。例如客户固化设施升温速度过慢或过快(相对于粉末设计条件),此时涂膜不是平整不出纹就是纹理过细,小范围调整客户固化工艺也难以实现理想效果,只有重新进行产品设计生产。因此,斑纹产品在设计前,必须加强与客户的充分沟通,必要时设计人员还应到涂装现场进行实地考察,以保证产品可靠设计和有效使用。
1.3 配方设计
斑纹粉末涂料一般有基料及终产品两道配方,基料是底色与成膜部分,终产品是在生产出的粉状基料中添加纹理剂、纹理颜料以及其他助剂混合生产而成。需要根据纹理大小与厚度要求去确定配方中金属颜料的用量、基料中颜填料用量、斑纹剂的粒度与用量、表面固定剂的用量,通过试验确定初步配方。为突出涂膜的斑纹效果及凹凸性,纹理花色与底色要保持明显的颜色差异。斑纹花色搭配一般有3类：深色背景与明亮花纹(见图1)、深色花纹与浅色背景(见图2)、背景与花色柔和接近(见图3),类应用较广泛,第二类应用较少,第三类目前逐渐获得市场喜爱。


1.3.1 基料配方设计
斑纹粉末涂料的基料主要由成膜物质树脂和固化剂、底色颜料及脱气剂组成,一般不含通用的流平剂,可以根据材料体系黏度的大小,适量添加填料(如户内树脂体系)或使用流动助剂W-1(如户外树脂体系)。各种材料的用量与常规粉末涂料产品的要求基本一致,只是为保证斑纹波谷的遮盖力,颜料用量要成倍增加。由于干混时加入的其他颜料也对涂膜底色产生明显影响,应根据产品涂膜整体的颜色效果来对基料颜色进行调配。斑纹产品大多采用单一基料,少数也有采用两种基料的,以减轻斑纹色彩与底色的差异,形成更柔和典雅的装饰效果,涂料产品基料的典型配方见表1。