金属颜料的分类.docx

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金属颜料的分类

金属颜料

第一节 金属颜料的特性及其应用常用的金属粉有铝粉、锌粉、铅粉，合金形式的金属粉有铜锌粉〔俗称金粉〕、锌铝粉、不锈钢粉等。

与其他颜料相比拟，金属颜料有它的特殊性。

由于粉末状的金属颜料以金属或合金组成，故有明亮的金属光泽和颜色。

因此，许多金属颜料用做装饰性颜料，如铜锌粉，它的色相从淡金直至赤金，使被涂装的物品绚丽多彩；铝粉色相银白，也用于装饰。

近年来铝粉的新品种闪光铝粉与透明颜料配合使用，涂装面不仅有金属亮点，而且五彩缤纷，装饰效果非常好；鳞片状的锌粉略呈淡色的金属光，能使涂装物与周围景物混为一体，有伪装效果。

大多数金属颜料都是鳞片状粉末，它调入成膜物而且涂装成膜时，像落叶铺地一样与被涂物平行，互相连结，互相遮掩，多层排列，形成屏障，金属鳞片阻断了成膜物的微细孔，阻止外界有害气体或液体在涂膜中的渗透，保护了涂膜及被涂装物品，这是它物理屏蔽的防腐能力，而锌粉除了有屏蔽能力之外，还有阴极保护作用，大量的锌粉在涂膜内互相连成导电层，当涂层遇到电化学腐蚀时，由于锌比铁具有负的电极电位差，首先被腐蚀，从而保护了钢铁底材。

不锈钢粉具有良好的化学稳定性，能阻止化学腐蚀。

色浅、高光泽的金属粉还有保温能力，这类金属粉几乎不吸收光线，能反射可见光、紫外光，对于热辐射也是如此，因此，可用于需要保温、防止光和热辐射的物品上，如贮存油品、气体的罐、塔上，金属粉能反射日光中紫外线的60%以上，故又能防止涂膜因紫外光照射老化，有利于延长涂膜的寿命。

金属颜料是极微细的粉末，且多属鳞片状，但也有球形、水滴形、树枝形的，都与其制造方法有关。

金属粉末须经过外表处理才具有颜料特性，如分散性、遮盖力等，不同的外表处理可使金属亲油或亲水，以适应不同涂料的要求。

大多数金属颜料通过物理加工方式进展生产，使纯金属或合金成为特定的粉，如从固态、液态及气态金属转化为粉末。

一、由金属的气相状态转化为粉末如升华法制取锌粉、超细铝粉。

二、由金属的液相状态转化为粉末如气动雾化法制取铝粉、锌粉及铜金粉。

三、由金属的固相状态转化为粉末的如切削法、球磨法制造镁粉、铝粉、不锈钢粉及钛粉。

通常用于粉末涂料的金属颜料主要是铝粉和铜粉、珠光粉。

由于粉末涂料所选用的树脂或固化剂不是含有碱性就是有一定的酸性，对于这些金属及金属氧化物都会产生一定程度的影响，因此对金属颜料的外表处理就显得尤为重要。

虽然大多数金属颜料在出厂前都已经过外表处理，但是能否经受粉末涂料施工条件〔200度10分钟〕的考验是很成问题的。

铜粉可采用苯并三氮唑等进展外表保护，对耐化学不稳定的铝粉就无计可施了，所以银色的美术型粉末涂层往往在使用一个阶段后会出现发黑现象。

镍粉在无色透明的树脂中呈黄色，如果将它和其他颜色透明树脂配合，可制成金色、橙色、黄绿色的涂层。

在含有金属颜料的粉末涂料中如果要制造彩色涂层，其遮盖力应依靠金属颜料而不应依靠着色颜料。

最好选用遮盖力较低的着色颜料或透明颜料，尤其要少用或不用钛白炭黑等。

因为高遮盖力颜料的存在将使金属颜料黯然失色。

       第二节   铝 粉铝粉由于用途广、需求量大、品种多，所以是金属颜料中的一大类。

颜料用的铝粉粒子是鳞片状的，也正是由于这种鳞片状的粒子状态，铝粉才具有金属色泽和屏蔽功能。

金属铝粉工业化生产很久以前就有，早期的生产方式是捣冲法，把铝碎屑放在捣冲机的凹槽内，捣杵在机械带动下连续冲打凹槽内的铝屑，具有延展性的铝在冲击下逐渐变成薄片并且破碎，在铝变得非常微薄细小后进展筛选，取出符合要求的铝粉作为产品。

捣冲法的生产效率很低，产品质量不易掌握，而且生产过程中粉尘很多，非常容易起火和爆炸。

1894年，德国Hamtag用求磨机生产铝粉，在球磨机内放入钢球、铝屑和润滑剂，利用飞动的钢球击碎铝屑之后成为鳞片状铝粉，在球磨机内和管道里充满惰性气体，这种方法仍然沿用，被称之为"干法生产〞。

1910年，美国J.Hall创造了在球磨机内参加石油溶剂代替惰性气体，生产的铝粉与溶剂混成浆状，成为浆状铝粉颜料。

这种方法设备简单，工艺平安，产品使用起来非常方便，很快为世界各国所采用。

现代绝大多数铝粉颜料都采用这种方法，这种方法也称之为"湿法〞。

中国铝粉工业自20世纪50年代起步，至今已有五十年的历史。

雾化铝粉的亚音速空气雾化法均有采用，压水雾化法也开场进入生产序列，产品既有非规则形状的，也有正球形的。

在球磨法制造铝粉及铝粉浆方面，干法工艺和湿法工艺都有厂家采用。

生产的产品有漂浮型铝粉及铝粉浆、非漂浮型铝粉及铝粉浆。

适合于水性涂料的水分散铝浆早已面世，以合金形式的铝粉浆如锌铝浆也有生产。

铝粉及铝粉浆的性质及分类〔一〕铝粉的特性铝为银灰色的金属，相对分质量26.98，相对密度2.55，纯度99.5%的铝熔点为685度，沸点2065度，熔化潜热323kj/g，铝有复原性，极易氧化，在氧化过程中放热。

急剧氧化时每克放热15.5kj/g，铝是延展性金属，易加工。

金属铝外表的氧化膜膜透明、且有很好的化学稳定性。

颜料用的铝粉是指粒子呈鳞片状，外表包覆处理剂且宜于做颜料的铝粉。

铝粉浆是颜料铝粉与溶剂的混合物，它的用途和特性与铝粉大致一样，由于它使用起来简便，故产量和用量更大。

〔二〕颜料用铝粉与其他颜料相比，更具有其特性，表现在以下几方面：

1、鳞片状遮盖的特性 铝粉粒子呈鳞片状，其片径与厚度的比例大约为〔40：

1〕-〔100：

1〕，铝粉分散到载体后具有与底材平行的特点，众多的铝粉互相连接，大小粒子相互填补形成连续的金属膜，遮盖了底材，又反射涂膜外的光线，这就是铝粉特有的遮盖力。

铝粉遮盖力的大小取决于外表积的大少，也就是径厚比。

铝在研磨过程中被延展，径厚比不断增加，遮盖力也随之加大。

2、铝粉的屏蔽特性 分散在载体内的铝粉发生漂浮运动，其运动的结果总是使自身与被载体涂装的底材平行，形成连续的铝粉层，而且这种铝粉层在载体膜内多层平行排列。

各层铝粉之间的孔隙互相错开，切断了载体膜的毛细微孔，外界的水分、气体无法透过毛细孔到达底材，这种特点就是铝粉良好的物理屏蔽性。

3、铝粉的光学特性 铝粉由色浅、金属光泽高的铝制成，它的外表光洁，能反射可见光、紫外光和红外光的60%-90%，用含有铝粉的涂料涂装物体，其外表银白光亮，这就是铝粉反射光线的特征。

4、铝粉的"双色效应〞特性 铝粉由于具有金属光泽和平行于被涂物的特性，在含有透明颜料的载体中，铝粉的光泽度和颜色深浅随入射光的入射角度和视角的变化发生光和色的变化，这种特性称为"双色效应〞。

铝粉在涂膜内以不同层次排列，当入射光照射到各层铝鳞片时，因穿过不同厚度的涂膜受到不同的削弱，反射出的光线显然亮度也不同。

当光线射入含透明颜料和铝粉的膜层内时，入射光透过颜料粒子成为有色光，再经过不同层次的铝粉反射出来，就会发生色调和金属光的变化，入射光和视角自垂直逐渐发生角位移动，光线则透过不同粒子数量的颜料和不同粒径的铝粉，反射出的光线的色调和金属光也发生无穷的变化。

铝粉的这种特性，已广泛地应用于涂料内，作锤纹漆或金属漆。

5、铝粉的漂浮特性 颜料用铝粉及铝粉浆的一大种类是漂浮型的，它的特点是鳞片状浮于涂膜表层。

第三节 铝粉的应用一、铝粉因具有银白色金属光泽，所以俗称铝银粉或银粉，其化学成份实为"铝〞，并非"银〞。

应用范围：

粉末涂料、油墨、塑胶色母粒、印刷、仿金纸、仿金卡、金胶片、纺织品，但在水性漆及带酸碱的油漆中使用会氧化变黑。

不推荐用于要求耐酸碱及与雨水结合的场合。

二、超细银粉：

1、超细浮银外表积大，当其暴露在空气中，能迅速在其外表生成一层钝态的保护膜，即氧化发黑，需做好密封措施，浮银不推荐用于要求耐碱的场合,如有要求可考虑采用银白珠光粉；2、银粉的批次间有一定的差异,且受工艺、喷涂的影响较大，除需尽量保持生产工艺的稳定性外，应先试验再生产，以免扩大损失。

3、超细银盖底添加量1-2%,在添加高光蜡AW500B的情况下0.6%-1.5%就可盖底并产生很强的金属光泽,银粉添加量大越白,添加量越小越蓝，添加量缺乏时有黑点黑丝，或俗称苍蝇屎，整体偏黑。

4、浮银呈片状，总是漂浮在涂层的最外面一层，所以硬度及抗氧化发黑的性能稍差，要得到较好的硬度需内加消印增硬剂AS501，外加银粉增硬剂POL16,ＰＯＬ09等，不能加高光蜡、金银粉排列剂、聚乙烯蜡等,混合时间越长效果越好。

三、浮银：

1、银粉粒径越小金属感越强，遮盖力也越强；添加量太大易产生吐粉和堵塞枪头的现象；添加量不够时容易出现黑点、发花或细小的条纹。

R18、R01等特效新型银粉分散剂是用SIO2作载体的高效分散剂，不同于普通的银粉分散剂，不管银粉添加多少均可均匀分散无黑点，因而可以通过调节底色及减少银粉用量来调制灰黑、蓝相及不同色相的银粉效果，添加量极小，对流平有良好的促进作用。

外加到片料里一起磨，不能直接外加，直接外加会产生颗料及白点等,R01效果最好，直接干混无颗粒。

2、浮型铝粉的片状构造在研磨挤出过程中会被破坏〔变形或粉碎〕，结果使颜色发灰，所以一般使用干混方法。

四、非浮银：

1、非浮银均匀地、平行地分布在整个涂膜在中，因而被树脂包裹，所以具有良好的抗氧化性及耐磨性，较好的耐候耐酸碱性,无手印,外表亮泽，且颜色可从底粉来调节,但添加量较浮银大,金属效果无浮银强，较白。

2、PCR\DIS型铝粉特别适用于户外产品,因为有无机包覆层,具有很好的耐水,耐候,耐化学性；虽然用硅等材料包膜,但在自然曝晒的环境中，铝粉在光照和湿度等条件下,很快会发生氧化等化学物理变化,从而使金属感减弱,涂膜发灰发暗,出现灰斑等。

为解决此类问题及被擦伤等问题，建议用透明粉罩光。

3、盖底添加量以透明底粉测试，闪银的添加量最多可以到达10%左右;混合与喷涂工艺直接影响喷涂与遮盖效果，请注意混合均匀及喷涂的一致性,粒径越粗闪烁效果越好。

4、由于银粉颗粒在形状、密度和带电荷量方面与粉料存在差异，会造成别离现象而影响上粉。

采用邦定技术将粉末与银粉进展粘接，上粉及效果大大提高。

5、铝粉能耐高温600度不变色。

第四节  铝粉使用的平安事项一、一般介绍粉末涂料比普通油漆的平安风险要低，与溶剂/空气混合物相比，粉末/空气混合物的引发着火能量是50-100倍。

但是，所有可燃性的粉末或灰尘都会与空气形成爆炸性混合物，是一种潜在的危险源。

但如果事先采取相应的措施，可以进展平安的运输，贮存和加工。

为平安起见，前面提到的各种粉末的粉末浓度均不能超过10g/m3。

在喷涂区，往往会超过这个浓度。

因为总有足够的氧气含量，因此必须防止引起超过这一最低能量的火花。

PTB〔物理技术联邦研究所〕BAM〔材料试验联邦实验室〕已测定了各种含颜料的粉末涂料的爆炸数据。

结果证明，在"最高爆炸压力〞和"最高增加压力〞方面，挤出和干混的物料没有什么区别。

与不含颜料的树脂粉末比拟，当参加5-6%的铝粉时，所谓的粉末常量〔Duststant,爆炸力的度量〕和最高爆炸压力要增加10%。

铝粉含量继续增加时，爆炸力也会增加。

当铝粉含量大于25%以后，会到达纯金属粉末的爆炸力。

但是，这种和铝粉颜料的依赖关系并不造用于最低引发燃烧能量。

不管采用何种分散方法，纯的树脂粉末都达不到最低引发燃烧能量。

如果铝粉颜料含量>10%及使用细小粒径及未经包覆处理的铝粉时，最低的引发燃烧能量可能被降低。

含铝粉的粉末涂料，它们跟普通的含颜料的粉末涂料一样，只要不超过规定的极限，是没有着火和爆炸的危险。

为了保证整个喷涂过程中的平安，必须防止在工厂中出现铝粉的别离、累积和集中。

这些根本要求也适用于含有铜金粉的溶剂型涂料。

但是直接由铜锌合金粉末引起的爆炸危险要比铝粉小。

粉末设备最最得要的是所有的部件和操作人员必须有良好的接地。

室内的粉尘浓度应控制在最低水平，按当地地方的规定采用排风系统。

任何情况下，要防止明火，火星和过热的外表。

第五节  铝粉的生产和加工方法1、熔融挤出法：

该方法是将金属颜料与粉末涂料的其余成分〔树脂等〕通过螺杆挤出机加热挤出。

尽管金属颜料与粉末涂料能够充分混合，但金属颜料在高粘度的熔融体中取向缺乏。

另外，在下一道粉碎工序中，颜料的片状构造不可防止的会被破坏。

用该法生产的金属粉施工时金属效果带灰色。

因此，此方法仅被用于锤纹粉的制作。

2、干混法：

该法是将金属颜料干粉参加已粉碎的粉末涂料中采用机械式混合器混合。

干混法的优点是金属颜料和粉末涂料混合时不甚剧烈，从而防止片状金属颜料的变形，金属效果因而也不会受到影响。

另外，疏松的颜料/树脂混合体也非常有利于金属颜料的取向，提高闪光效果。

该法的缺点是在采用自动喷涂设备处理回收粉末时，由于金属颜料与树脂粉末颗粒的形状、密度和所带电荷有很大差异，从而产生别离现象。

3、粘结固定法〔Bonding-Process〕：

该法将金属颜料与粉末涂料一边干混，一边同时加热，使得温度刚刚超过树脂的软化点，此时就能将金属颜料固定粘结在带黏性的树脂粉末的外表，从而防止粉末在施工中和施工后回收时金属颜料与树脂粉末的别离现象。