粉末涂料的后添加助剂工艺

作者：Steven Thompson，技术市场经理，路博润先进材料有限公司，俄亥俄州，Brecksville

多年来，大量案例表明，粉末涂料工业正以多种方式发展。最值得注意的是，今天使用的加工/应用设备比早些年更高效。此外，随着在新原材料设计和开发方面的一系列进步和创新，全球使用的基材宽度已经发展到许多有色金属表面。广泛的利益相关者所采取的整体途径促进了行业的持续进步。

从助剂角度来看，目前粉末涂料行业使用的大多数常规产品，都是将之加入预料中，进行充分混合均匀，然后转入挤压机进行粉碎，再转化成粒径分布明显的微粉。

然而，在许多情况下，在粉末涂料完全包装并放入库存后，再向成品中添加材料可能有利于解决性能和/或应用上的缺陷。当原材料被加入到成品粉末中，则称为“后添加技术”。这篇文章将着重介绍后添加的消光与纹理剂。

假如，您的客户正急需100磅有纹理的聚酯/TGIC型粉末涂料，选择范围基于粉末制造商的色卡上突出表现的任何一种流行色。不幸的是，在库存中只有一种高光泽产品可用。如果你面临这种情况，你会怎么做?销售人员很可能会告诉客户，他们需要一定的时间才可以提供这样的产品。反之，技术和生产团队将有责任去生产这100磅的粉末涂料。

毫无疑问，这个暂时无法满足的需求将耗费大量的时间和资源来完成。实验室必须等待标准(如果有的话)来创建一个技术服务申请，进而开发一个全新的产品，并输入/上传相关文件，然后将配方移交给生产部门。接着，操作团队必须创建批处理票据，对混合/生产设备完成非常彻底的清洗，生产小批量订单，并对混合/生产设备进行另一个彻底的清洗，以便最大化的不对接下来的生产活动产生影响。

这每一步都需要时间，而且你肯定不希望你的客户打电话给有竞争力的粉末涂料制造商，看他们是否能加快交付时间。

或者，如果您可以选择快速地将当前库存的那种高光平纹粉末涂料转换成一种具有哑光和有纹理处理的产品，那肯定会更容易和有效。操作团队只需从库存数据库中获取正确的产品，将材料运输到生产地点，剪掉批号，清洁混合设备，然后使用后添加技术来完成客户需要的这种粉末涂料，再混合，再包装，并将新的消光有纹理的产品交付给客户即可。

可以想象，这种易于使用的技术会将粉末涂料生产商在色卡上具有的固定库存产品数量，迅速化为销售商可销售的产品指数，这对双方公司来说是双赢的局面。

从经济上讲，这些后添加助剂极易开发小订单(例如≤500磅)。否则，如果粉末涂料制造商选择使用传统的实验室和生产流程来生产新产品，其财政上的影响可能会大得多，因为在生产小订单时，转换成本被放大了。

要开发一个新的SKU，从当前库存的产品转化为所需要的新单品也有几个优势。首先，以年为计算单位，粉末涂料制造商基于他们所生产的磅数，对公司的货币会产生更大的影响。其次，限制库存持有成本对利润总是有利的。

如果一个生产团队必须将一个小订单的新配方纳入到生产计划中，利用现有库存，通过易于使用的后加添加助剂和独立分开的混合流程，可以迅速完成生产计划，这显然是有利的。

此外，许多生产步骤会减少，劳动力和其他成本也将大大降低。固定支出、设备安装成本、设备清洗成本以及打断高效生产活动的成本都将降低，无疑会增加任何一个粉末涂料制造商的利润。

为了进一步阐述，本文将重点介绍与创建有效的后添加平台相关的许多开发考虑因素、技术合并以及大量实验的结果，也有关于这些产品所适用的相关市场信息。

后添加助剂的开发

后添加助剂开发成功的标准包括以下内容：

•不需要挤压工艺就可使产品达到预期性能。

• 100%活性，功能独特。

•简单好操作。

•不影响机械性能控制。

•不影响外观耐久性。

•不影响重涂性。

•兼容性好，适用于所有标准粉末涂料的化学成分。

•对标准固化周期无影响。

•适当的比重和粒径分布。

•不影响应用性能。

•应用设备无污染问题。

•符合各种法规的要求。

本文重点介绍了后添加产品为现有的光泽平纹或半光涂料提供哑光或纹理外观的功能。通过快速搅拌、带式搅拌和流化床等传统混合技术，这些后添加产品非常易于混合。这为粉末涂料制造商提供了速度和灵活性，可以满足小订单或特殊订单的需求，尤其是当库存颜色可以容易变换时。这些助剂也可用于纠正不合格粉末涂料批次的光泽或纹理不足等缺陷。从根本上说，此项技术改变了现有产品，使它们的外观从光滑、有光泽，转变到一个无需挤压就具哑光和纹理效果的涂层。

采用物理和化学方法均可控制消光粉末涂料的镜面光泽度。60°光泽的粉末涂料≥35通常是在预混料中结合加入蜡类助剂和填料，然后挤压而成。哑光硬化剂通常用于哑光聚酯/环氧混合树脂。大粒径无机填料也可在一定程度上控制光泽度。

为户外应用设计的聚酯体系可以采用干混法进行消光。采用常规搅拌设备，制备两种不同固化剂配比的粉末涂料，再用干混法即可。相互之间的竞争反应使配方不相容，从而产生了消光效果。但这种方法费时费力，必须制造两种粉末涂料，然后进行混合再达到预期的光泽。

后添加的消光粉

PowderAdd™9553是一种新型的、后添加的消光剂，可持续提供可再生的和均匀的消光效果。这种易于使用的添加剂具高效性，可迅速将光泽粉末转化为哑光技术，降低了小批量生产的生产成本和库存要求。它适用于所有标准的粉末涂料。从货架上取出已包装好的材料，重新加入助剂后，再用传统的搅拌设备将它们重新混合，再次包装后，便可进行商业销售了，整个过程非常容易。或者，在喷涂材料之前，可以在流化床上直接将助剂添加到成品粉末涂料中。

多次试验表明，根据初始光泽度和加入的PowderAdd 9553剂量的不同，光泽度可以降低到原来的25-70%，而原有粉末涂料的固化周期保持不变。

PowderAdd 9553具有以下优点：

•将平纹、高光/半光粉末涂料转化为哑光涂料。

•生成高度可再生的统一的颜色和光泽。

•适用于所有的标准粉末涂料体系。

•在QC评估样品时，修正不符合光泽指标要求的不合格批次产品。

•节省粉末涂料生产时间和成本。

•简化库存管理，实现小批量哑光粉末涂料的生产。

•提供完整而出色的消光效果。

图1和图2展示了这种新消光剂的性能结果。

用于质感粉末涂料的技术标准

大多数粉末涂料纹理剂会在挤压工艺前加入预混料中。纹理效果既可通过物理方式，也可通过化学技术来实现。

通过对生产设备类型的操控和/或调整生产设置，通常可以实现物理变化。因此，成品粉末涂料的粒径分布可以进行更改，以达到特别的质感外观。此外，市场上有各种不融解或具有独特软化点的产品，它们的物理性能和粒径分布将决定产品外观的纹理。粉末涂料外观上的化学变化，通常是源自成分的细微污染或树脂与其他原材料之间轻微的不相容而产生。

似乎有60°光泽>30的质感漆通常被称为具“光亮面”效果。这种外观是通过在预混料中加入蜡添加剂和填料，然后挤压而成。

因无机填料在粒径和吸油性上存在差异，所以也可以在一定程度上通过它们对质感涂料的外观和光泽进行控制。

按不同粒径分布的成品粉末涂料可以混合使用，因而产生独特的质感效果。但这种方法劳动强度大，且耗时长。

后添加质感漆

PowderAdd 9566是一种新型的后添加纹理剂，旨在将光滑的粉末涂料加工成具精细或中等纹理的涂料。这种技术不会产生河流、锤纹、皱纹或人造革等外观。

该产品的后添加使粉末涂料制造商有能力迅速将现成的粉末涂料转变成有纹理的涂料。只需从货架上取出包装好的材料，添加PowderAdd 9566到成品中去，再混合，再包装，即可进行商业销售。

为了达到良好的纹理效果，质感涂料的初始光泽度预计会明显降低，但它保持了原粉末涂料的标准固化周期。

特性和优点

PowderAdd 9566提供了以下特性和优点：

•将光滑的粉末涂料转化为质感外观。

•易于使用传统的混合设备进行混合。

•形成统一的纹理、颜色和光泽。

•有效用于所有的标准粉末涂料体系。

•为粉末涂料制造商节省时间——减少生产过程中的清洗停机时间。

•恢复不产生纹理的产品批次。

•将不合格纹理或有外观缺陷的批次产品转换为符合标准的质感表面成品；例如，凹痕、缩孔、鱼眼等。

•可用于遮盖问题基材，否则无法形成光滑表面。

•简化库存管理。

•不会污染涂层机后续工作的喷涂设备。需要正常的清洁程序。

通常在施工现场，漆膜厚度可能会产生一些变化，生产商必须使用足够多的颜料以确保所需的遮盖力。为了获得合适的纹理，所要求的薄膜厚度可能会高于原始平纹涂层的厚度。可以想象，质感涂料的目标膜厚应该在75-100微米范围内。

图3和图4显示了这种新的后添加纹理剂的性能结果。

总结

PowderAdd 9553和PowderAdd 9566可以有效地作为后添加的解决方案，将库存光泽平纹粉末涂料转变成哑光或质感饰面，同时避开了高研发和生产成本的投入，这通常与小、周转快的订单和减少生产复杂性相关。因此，这将大大节省了粉末涂料生产商的时间和金钱。

致谢

德国路博润股份有限公司合成科学家海科•迪特里希(Heiko Dietrich)和全球技术及应用经理拉尔夫•埃伯哈德（Ralf Eberhards）。