立体手感木纹粉末涂料
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 立体手感木纹粉末涂料

    立体手感木纹效果粉末涂料是多道涂装(Multi-coated)粉末涂料中的一种,采用特殊的喷涂设备形成凸凹纹理、用手触摸具有强烈立体手感的仿木纹粉末涂层。立体手感粉末涂料是对天然纹理或人工设计图案进行仿真设计、制造与涂装的粉末涂料技术。

    4.1特点

    立体手感木纹粉末涂料不同于热升华转印粉末涂料以及普通多涂层粉末涂料,其特点如下:

    (1)形成原理不同

    热升华转印木纹粉末涂料是通过热升华渗透技术实现对自然存在的纹理进行仿真设计、制造与涂装的工艺技术,如天然木材纹理、大理石纹理、皮革纹理以及风景、人物等图像的仿真技术,形成无凸凹效果的涂层。而立体手感木纹粉末涂料是采用特殊的涂装设备与工艺进行仿真的技术,一般由两道涂层构成。上涂层为常规粉末涂层,下涂层是具有特殊花纹(纹路)的高遮盖力涂层,在两道涂层的颜色视觉反差下产生具有仿真效果的复合涂层。因此多道涂装仿真技术与热升华转印仿真技术存在本质的区别,只是最终涂层外观效果有相似之处。其次,立体手感木纹粉末涂料的多道涂装技术有别于普通粉末涂料的多道涂装技术,其面涂层是特殊设计的,不会完全覆盖底涂层。而普通多道涂装技术的目的在于对底涂层完全覆盖,以“延长或保护”材料或底涂层的“使用期限”,如“富锌重防腐环氧涂料+超耐候涂料”双涂层技术,是利用富锌环氧粉末涂料的重防腐性与超耐候粉末涂料超常的耐候性而进行复合涂装的工艺技术,面涂层必须将底涂层完全覆盖才能增强涂层的保护作用。

    (2)涂层色彩反差大,层次感强

    立体手感木纹粉末涂料通常为2~3道涂层,即“底涂层+花纹面涂层”,底涂层为花纹面涂层提供底色(衬托色),而面涂层是具有图案花纹效果的涂层。底涂层与面涂层色彩相差很大,如浅棕色与深棕色(或黑色)搭配,白色与深棕色(或黑色)搭配,绿色与白色(或黑色)搭配等等,以保证最终涂层纹理清晰、明快、仿真效果好。认真研究色彩搭配对最终产品的应用与装饰效果将产生积极的作用。

    (3)优异的物理化学性能和超强的耐候性或防腐蚀性能

    多道涂层体系的物化性能取决于复合涂层的物理化学性能,立体手感木纹粉末涂料的各道涂层是采用相同的成膜物质配成的,物理化学性能非常接近,只是色彩不同。如果采用超耐候的纯聚酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂配制立体手感木纹粉末涂料,得到的复合涂层具有超强的耐候性;如果在底涂层下增加一道富锌重防腐环氧涂层,那么得到的立体手感木纹复合涂层将同时具有超强的耐候性和超强的防腐蚀性。

    (4)以消光产品为主,涂膜光泽在15%~40%之间

    复合涂层的光泽最好保持一致,也可以采用低光泽底涂层+高光泽花纹面涂层体系,后者形成的复合涂膜纹路具有光亮效果。立体手感粉末涂装产品富有柔和、典雅、高贵等产品气息。

    (5)涂装设备与工艺特殊,设备成本高

    立体手感木纹效果的产生主要取决于涂装设备与工艺:2~3次粉末喷涂,2次烘烤固化,底涂层可采用常规涂装设备喷涂并加热熔融流平,但不需要固化,否则可能造成下道固化工序的过烘烤。工件不经冷却便迅速转入下道花纹粉喷涂工序,所用涂装设备与传统喷涂设备不同,必须满足花纹形成要求。冷喷涂(静电吸附)或热喷涂(熔融粘附)工艺均可用于花纹面涂层施工。喷涂后的工件直接进入烘烤固化工序。

    (6)色彩与纹理有限

    立体手感木纹粉末涂层的仿真效果主要取决于喷涂设备,而热升华转印涂层效果的多样性取决于粉末涂料与热升华纸(膜),粉末涂料与热升华纸(膜)的色彩容易调整,涂层色彩的多样性远比立体手感木纹粉末高。

    (7)粉末涂料成本

    立体手感木纹粉末涂料与热升华转印木纹粉末涂料的成本差异不明显,与普通粉末涂料的成本接近甚至更低。立体手感木纹粉末涂料的涂装工艺和装饰效果主要取决于涂装设备,几乎所有类型的平面型粉末涂料均可用于立体手感木纹效果涂层的制备,所以无须花费高昂的成本代价就可获得立体手感木纹装饰效果。

    4.2配方设计与注意事项

    目前应用最多的立体手感木纹粉末涂料是聚酯/β-HAA体系,其次是聚酯/TGIC体系,并且以消光产品为主。表6是聚酯/β-HAA和聚酯/TGIC消光(15%~25%)体系的基本配方。在立体手感木纹粉末涂料产品设计时,必须注意以下问题。

    4.2.1配方中成膜物质的选择与含量

    在设计高光或标准光泽配方时,聚酯/β-HAA体系应优先选择酸值24~26mgKOH/g的聚酯树脂,聚酯/TGIC体系应优先选择酸值32~38mgKOH/g的聚酯树脂,这种成膜体系的交联反应速率与综合性能都是最佳的。在干混的聚酯/β-HAA和聚酯/TGIC体系中,慢反应组分必须选择酸值24~26mgKOH/g的树脂,酸值过高或过低均不合适。干混体系中的快反应组分选择非常重要,快反应组分与交联剂的固化速度决定了干混体系最终涂层的光泽,通常以酸值52~58mgKOH/g的树脂和72~78mgKOH/g的树脂搭配使用为好。搭配树脂的酸值越高,干混体系的涂层光泽越低。

    从表6中可以发现,无论是聚酯/TGIC体系还是聚酯/β-HAA体系,二者所选用的低酸值树脂、中高酸值树脂以及高酸值树脂的酸值范围基本一致,特别设计的树脂可同时满足两种干混体系的设计和应用要求。然而β-HAA和TGIC与相同聚酯树脂的反应活性存在明显差异,TGIC与低酸值树脂的反应活性明显低于β-HAA,但与高酸值树脂的反应活性出现反常,易产生爆聚式反应,导致基料在挤出过程中胶化,因此酸值72~78mgKOH/g的聚酯树脂需要特殊设计。

    4.2.2涂层遮盖力

    立体手感木纹粉末涂料遮盖力对涂层装饰效果的影响要比热升华转印粉末涂料小很多,通常设计底涂层粉末涂料的遮盖力与普通粉末涂料接近,而面涂层粉末涂料的遮盖力应略高一些,目的在于使面涂层花纹更明显。

    4.2.3上粉率

    目前立体手感木纹粉末涂料多用于铝型材,铝型材涂装线基本为自动涂装线,涂装设备的精密度较高,故要求立体手感木纹粉末涂料具有较高的上粉率。粉末涂料设计时应考虑成膜物质含量、粒度和流动性控制等。成膜物质含量应在60%以上,D50平均粒径控制在33~38µm之间,粒径分布越窄越好。在磨粉工序中最好加入0.1%~0.3%的气雾分散剂(如气相二氧化硅、气相氧化铝)以提高粉末涂料的流动性。

    “干混”体系消光技术分为“有蜡”与“无蜡”配方,对立体手感木纹粉末涂料而言,建议选择有蜡配方,以改善涂料的爽滑性、耐磨性、防结块性和脱气性。

    4.2.4涂敷与烘烤固化

    立体手感木纹粉末涂料是需多次喷涂与多次熔融固化的粉末涂料,若工艺控制不当将产生层间附着力差的问题。建议底涂层和中间涂层的施工中仅对粉末涂料进行熔融处理而不固化,最后与面涂层一起同时固化,不仅缩短了中间烘炉的长度,也为层间附着力提供了保障。

    4.2.5立体手感粉末涂料的应用

    国内立体手感粉末涂料应用最早的是广东佛山南海的戴维信铝业公司,主要用于铝型材产品涂装,涂装产品主要用于建筑门窗等,现在已广泛用于门窗、家具、家用电器、交通工具等材料的装饰和保护性涂装,并可用于各种形状耐高温材料的涂装,

 4.2.6涂层厚度

    从图9的立体手感木纹效果可以看到,底涂层粉末涂料的涂层厚度与普通着色粉末涂料厚度相似(60~80μm)。而对于形成花纹图案的面涂层来说,花纹图案的凹凸效果决定了涂层厚度,立体感越强,所需涂膜越厚。通常面涂层厚度在60~120μm之间,涂层厚度不宜过大。

 

 
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