粉末涂料中顏填料的調(diào)色方法及配方設(shè)計(jì)

孫永泰

（遼寧省遼中縣水利化工設(shè)備廠，遼寧 遼中 110200）

0 引言

粉末涂料是一種不含揮發(fā)組分的成膜物質(zhì)(常稱無(wú)溶劑涂料),是以空氣為分散介質(zhì)進(jìn)行涂裝的粉體物質(zhì)。因其具有節(jié)約資源、減少污染、施工工藝簡(jiǎn)單、涂膜性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),受到了人們的重視。由于粉末涂料在組分、生產(chǎn)工藝、施工工藝等方面與溶劑型涂料截然不同[1],加上固體組分分散的困難和施工時(shí)的高溫烘烤,使得顏色調(diào)配問(wèn)題在粉末涂料中顯得特別重要。據(jù)一些廠家反映,粉末涂料生產(chǎn)中的調(diào)色問(wèn)題,是廠家及時(shí)向客戶交貨、延誤生產(chǎn)工期的一大阻障。因此,本文就怎樣準(zhǔn)確、快速地根據(jù)客戶提供的色板或色卡來(lái)調(diào)配其顏色及在粉末涂料配方中合理經(jīng)濟(jì)地使用顏填料提出一些處理辦法。

1 調(diào)色及調(diào)色方法

顏色具有三種主要性質(zhì),即色調(diào)、亮度和純度或稱飽和度,并以此來(lái)準(zhǔn)確確定顏色[2]。兩種顏色,如果色調(diào)、亮度和純度相同,則其顏色完全一樣；如果這三種參數(shù)中稍有不同,顏色就不一樣。所有的顏色可分為兩類,即消色與彩色。白色和所有的中性灰直到黑色屬于消色。消色類的區(qū)別在于亮度,即反射的光量。消色以外的其余顏色都屬彩色。同樣色調(diào)的物體被不同亮度的白光照射時(shí),顏色就顯得不同,這種區(qū)別不在色調(diào)而在于顏色的亮度上。一定色調(diào)的彩色有強(qiáng)弱之分,從強(qiáng)到弱可以看作同種顏色,若用不同數(shù)量的消色類顏色，白色或中性灰色以至黑色予以沖淡,則形成的系列顏色純度或稱飽和度便有區(qū)別。凡與中性灰色差別小的顏色稱為弱飽和的,凡差別大即很少或不含消色的色彩則稱為飽和的。

就配色而言,生產(chǎn)涂料進(jìn)行的配色,一般是采用減色配色法，即在幾種顏料混合而得到新顏色顏料的過(guò)程中,混合料中的每一種顏料都會(huì)從照射到這個(gè)混合顏料的白色光線中減去一定波長(zhǎng)范圍的光線和一定數(shù)量的光能?？梢?jiàn)光線的波長(zhǎng)稍有不同,顏色便不一樣，人眼對(duì)它們的感覺(jué)也會(huì)不一樣。

紅、黃、藍(lán)稱為三原色,是形成各種顏色的基礎(chǔ)。如黃加藍(lán)成綠，紅加藍(lán)成紫，紅加黃成橙,而橙、綠、紫又稱為間色。如用間色與間色相混配,或原色、間色、再間色之間混配,則能調(diào)配出十分豐富的色彩。圖1是減色法配色的示意圖，圓心相對(duì)的兩種顏料屬于互補(bǔ)色。以適當(dāng)?shù)谋壤齺?lái)混合互補(bǔ)顏色的顏料并不能得到白色,而實(shí)際得到的是深灰色,這是由于反射不出足夠的光能。圖1減色法配色圖圓圈的四周列出了許多顏料,將兩種不是互補(bǔ)色的顏料混合,得到的顏色將介于這兩種顏料之間,這種相應(yīng)的混合色可以從連結(jié)兩者較短的圓弧上找到。如果將兩種顏料連以直線,則直線離圓心越近,得到的顏色越暗。當(dāng)按照用戶提供的色板或色卡來(lái)配制顏色時(shí)，通?？刹捎靡韵虏襟E來(lái)進(jìn)行。

（1）對(duì)色板的觀察與分析

對(duì)色板仔細(xì)觀察,弄清楚該色板的顏色中含有幾種單色(主色和輔色)及顏色的鮮艷或暗淡程度。弄清楚該色板是粉末涂料,還是溶劑型涂料,及用戶所提供樣板的制造時(shí)間、保存情況等影響涂膜顏色的諸多因素。

圖1 減色法配色示意圖

（2）調(diào)配顏色

根據(jù)對(duì)色板主、輔色的觀察,初步擬出各種顏料的配比用量,取少許比例的混合顏色植物油進(jìn)行配色,在平滑的白瓷板上將配色涂膜與客戶色板進(jìn)行仔細(xì)比較(在色調(diào)、亮度、飽和度上),發(fā)現(xiàn)差異再定量地調(diào)整配比，繼續(xù)調(diào)色,反復(fù)多次進(jìn)行,直到與客戶色板顏色完全相同為止,記錄下各種顏料的配比。再按顏料的遮蓋力強(qiáng)弱和顏料的PVC值定出該色的粉末涂料的配方,并將其打制成粉末涂料小樣色板,驗(yàn)正顏色的可靠性。若還存在差異,則判別顏色在哪種性質(zhì)上存在差異,再進(jìn)行微調(diào)色,直至達(dá)到客戶的要求。

在配色過(guò)程中,有兩點(diǎn)需注意：一是使用遮蓋力強(qiáng)的顏料時(shí),特別是調(diào)配淺復(fù)色時(shí),不要將著色力強(qiáng)的顏料一次加入量過(guò)多,并在比色前一定要充分?jǐn)嚢杈鶆?二是要估計(jì)到烘烤后產(chǎn)生的色差及樹(shù)脂本身所帶的黃色相產(chǎn)生的影響,要找出其間的規(guī)律,準(zhǔn)確判斷并加以消除。

2 配方中顏填料的設(shè)計(jì)

粉末涂料的品種雖然很多,但其涂膜性能的外觀要求通常為顏色、遮蓋力、光澤度和平整狀態(tài)等，其中涂膜的顏色、遮蓋力和光澤度等與涂料中所采用的顏填料有著密切的關(guān)系。顏料能賦予涂膜各種美麗鮮艷的色彩,填料可降低粉末涂料成本,增強(qiáng)涂膜機(jī)械性能。 因此,在設(shè)計(jì)各色粉末涂料配方時(shí),除了正確使用好樹(shù)脂、顏填料和助劑的比例關(guān)系外，還要十分注意顏料的選取,盡量使用那些粒度細(xì)、分散性能好、著色力高、耐高溫的顏料[3]。一般認(rèn)為，粉末涂料中顏料的粒度小、含量低,它所形成的涂膜裝飾性好、顏色鮮艷、光澤高、涂膜平整光滑;反之,如果顏料含量高、粒度大,那么所形成的涂膜粗糙,呈半光或無(wú)光狀態(tài)。

在設(shè)計(jì)粉末涂料配方的顏填料用量時(shí)，有兩個(gè)很重要的參數(shù)，一是顏填料/基料，簡(jiǎn)稱顏基比，由顏填料的重量百分?jǐn)?shù)對(duì)樹(shù)脂重量百分?jǐn)?shù)的重量比來(lái)表示；二是顏填料體積濃度(簡(jiǎn)稱PVC值)，可按下式計(jì)算。

選擇適當(dāng)?shù)念伝?對(duì)確定粉末涂料的原始配方是非常有用的。例如,就一般高光澤粉末涂料而言,顏基比以0.5～4之間為宜。粉末涂料中的PVC值與涂膜的光澤有一定的關(guān)系,大體可劃分如下：①無(wú)光涂料,PVC值在40%以上;②半光涂料,PVC值在20%～40%之間;③高光涂料,PVC值在20%以下。但是這個(gè)幅度并不能代表所有類型的產(chǎn)品,其之間也無(wú)明顯界線。選用不同樹(shù)脂，其臨界PVC值也不同,如就聚酯、環(huán)氧、丙烯酸樹(shù)脂三種粉末涂料而言,其臨界PVC值為聚酯樹(shù)脂＞環(huán)氧＞丙烯酸。以鈦白顏料為例,在聚酯中可高達(dá)40%,在丙烯酸樹(shù)脂中只有20%,但從光澤來(lái)看,丙烯酸＞聚酯＞環(huán)氧。涂膜中顏填料的PVC值必須低于臨界體積濃度,這樣才能使涂膜的機(jī)械性、耐候性等性能得到滿足。若顏填料用量過(guò)高,通過(guò)曝曬和其它作用會(huì)造成涂膜早期破壞,而顏填料用量過(guò)低,對(duì)機(jī)械性能和耐光性能也不利。因此,就粉末涂料來(lái)說(shuō),不能完全依賴增加PVC值來(lái)實(shí)現(xiàn)消光。因?yàn)檫@樣做不僅會(huì)使涂膜性能下降,而且涂膜的熔融流動(dòng)性差,以使涂膜難以形成完整的連續(xù)膜。因此要得到經(jīng)濟(jì)、理想的無(wú)光或半光粉末涂料,除在粉末涂料配方中考慮PVC值外,還必須加入少量消光劑。表1列出了常用各色粉末涂料中樹(shù)脂與顏料的比例,表2列出了一些高光、半光、無(wú)光粉末涂料的配方。

表1 常用各色粉末涂料中樹(shù)脂與顏料的比例

表2 常用粉末涂料配方

[1]陳安迪，陳振發(fā).粉末涂料與涂裝技術(shù)［M］.安徽：安徽科學(xué)技術(shù)出版社,2002.

[2]黃子新.涂料結(jié)構(gòu)學(xué)［M］.北京：北航大學(xué)出版社, 2003.

[3]徐針器.涂料配方［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2005.