Kinaltek Pty Ltd.是一家总部位于澳大利亚悉尼的创新公司,专门从事材料加工的新技术。188金宝搏bet官网在过去的几年里,公司开展了广泛的研发计划,并展示了一种新型平台工艺的完整概念证明,用于生产基于27种金属(Si, Ti, Cu, Zn, Ag, Fe, Co, Ni…)的广泛无机粉末。该技术目前已被五项国际专利和专利申请所覆盖。1

该技术建立在Kinaltek新的科学突破的基础上,能够生产多种产品,包括金属粉末、复合材料、催化剂、高温合金、涂覆粉末和基板。加工从低成本的前体开始,反应是放热的,需要最少的能源和产生最少的废物。该技术已被证明用于镀膜玻璃粉末作为金属颜料的应用,该应用正在开发和商业化的商业名称下的KinCoat。KinCoat利用该技术的涂层能力,通过低能耗、简化的方法生产金属颜料,应用于汽车、建筑、塑料和抗菌粉末。

该技术是基于原位铝热还原金属氧化物或金属氯化物存在的粉状基底。图1展示了执行该过程的步骤。将金属氧化物/氯化物的前驱体粉末与还原性铝粉和待涂覆的基体混合,然后根据反应物的化学相容性和所需的涂层成分,在低于660℃的温度下加工。

该过程的框图。
图1”该过程的框图。

使用该技术可以生产的金属涂层如图2所示,它们包含超过27种不同的元素,包括Si, Ti, Cu, Zn, Fe, Ni, Co。此外,该技术还包括合金添加剂,如C, O2和氮。涂层过程的物理机制取决于涂层成分。例如,在生产包覆铜的硼硅酸盐片时,将硼硅酸盐片与氧化铜或氯化铜混合,然后与铝反应,生成覆盖在基材表面的铜种。对于其他产品,如硅涂层薄片,硅基薄片(如硼硅酸盐)与铝反应,使上表面层减少为金属硅,然后产品是硅基基体上涂有金属硅。这是迄今为止唯一一项能够通过将玻璃粉末的表面层从硅还原为金属硅的技术。

元素适合使用Kinaltek技术加工。
图2”适合使用Kinaltek技术加工的元素。

这种创新技术可以生产一系列高质量的效果颜料(如自动着色)和功能性抗菌颜料,成本降低到目前价格的90%。较低的生产成本是由于技术的直接性质,较低的能源需求和较低的整体制造成本。

这一创新技术的主要颜料产品是基于硅、钛和铜的硅颜料,用于自动涂料、建筑涂料和塑料,以及作为涂料、塑料和纺织品添加剂的银基抗菌剂。

涂布基板的例子如图3所示。该技术不仅限于平面玻璃片,而且能够在各种粉末形貌上沉积金属涂层。例如,它能够在二氧化硅纳米粉上镀银,从而产生一种银-硅-二氧化硅混合纳米颗粒,适用于抗菌应用。澳大利亚两所大学对这些抗菌粉末进行了独立测试,证明对常见细菌有效。

各种涂层衬底的SEM显微图。
图3»各种涂层衬底的SEM显微图。

环境影响

与其他常规颜料技术相比,该技术具有显著的可持续性优势。表1给出了CO的比较2相当于生产一吨kcoat颜料和铝片。我们估计我们的CO2使用该技术生产颜料的排放仅为生产铝颜料的5%左右。

环境分析;KinCoat对Al薄片。
表”环境分析;KinCoat对Al薄片。

市场应用

以金属化合物为基础的效果和功能颜料广泛应用于汽车、油漆、化工、塑料、化妆品、能源和基础设施等工业领域。全球市场规模约为1- 20亿美元。现有的生产效果颜料的技术大多基于两种方法;1.)真空金属化,产生镜面状薄片;2)雾化后再进行机械铣削。对于这两种方法,都需要进一步的处理来保护和修饰薄片,这通常包括湿处理和煅烧。

此外,COVID-19的出现提高了人们的健康意识,导致对所有抗菌产品的需求激增。然而,抗菌银粉的价格极高,在每公斤2000美元至1万美元之间。由于高费用,使用仅限于高价值和豪华的应用。2018年的全球市场规模约为10亿美元,有说法称该市场已经达到30亿美元。

其他应用包括一般工业应用的涂层粉末。例如在无机氧化物或氮基粉末上沉积金属涂层。

KinCoat产品包括广泛的产品,适用于汽车涂料、建筑涂料和使用片状基质的塑料添加剂中的金属效果颜料,此外,还可以生产涂有各种金属的粉末的一般工业用途。图4展示了各种硼硅酸盐颜料涂上基于Si、Cu和Ti的各种化合物的照片,以及相应的彩绘面板的照片,使用商业2K包装系统制备。

产品颜色卡片。
图4»产品颜色卡片。

当前的状态

该技术已经在小范围内进行了广泛的颜料组合的演示,并且该产品已经在汽车涂料中进行了使用测试。KinCoat正致力于建立一个商业生产设施,并使金属颜料的全面商业生产工作得以开始。

汽车应用参考配方

最下面的一层/颜料喷

1.准备一份溶液。45%的环氧树脂和55%的减容剂。

2.按颜料重量添加17%的perchem44膏体,包括:10%的perchem44粉末(或类似物)和90%的甲苯。perchem44粉末必须在甲苯以700rmp的速度混合时加入,并继续混合,直到粉末完全溶解。

3.添加0.2%(或类似)颜料重量的色散比克-2070。

4.根据需要添加10-15%的颜料浓度,同时搅拌到200转/分钟。

5.按材料总重量添加0.5%的BYK-1760(或类似)。

6.用搅拌器将原料混合均匀。

7.将混合物装入喷枪罐中。

8.喷第一外套。

9.静置5-10分钟,让它变干。

10.喷雾第二外套。

11.静置1小时晾干。

前/漆喷涂

1.硬化剂和表面/透明涂层在搅拌机的帮助下以1:2的体积比混合。

2.喷在喷过颜料的面板上。

3.允许干燥。

图5展示了一些使用KinCoat颜料的汽车配方绘制的形状照片。

使用KinCoat颜料的汽车配方绘制形状。
图5»使用KinCoat颜料的汽车配方绘制形状。

欲了解更多信息,请访问www.kinaltek.com

参考文献

  1. 专利有WO2019095016A1, US10814386B2和US10814386B。

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