Orion是炭黑的全球供应商，提供高性能特种炭黑着色，着色，并提高聚合物，塑料，油漆和涂料，墨水和碳粉，纺织纤维，粘合剂和密封剂的性能。在粉末涂料中，炭黑不仅提供比色性能，还提供导电性或紫外线稳定性，这取决于所使用的炭黑的类型。

粉末涂料是在不使用水或有机溶剂的情况下，以自由流动的干粉形式制造和应用的。这导致零voc涂料，使其从生态的角度非常有吸引力。粉末涂料通常是静电喷涂，然后热固化。由此产生的涂料比传统的液体涂料提供更坚韧的表面，具有优异的耐化学性和耐环境性。据估计，不附着在基材上的涂层粉末的可回收性高达98%¹．

目前，大多数工业粉末涂料配方是基于热固性树脂技术，主要包括环氧树脂和饱和聚酯类型的羧基或羟基官能团。如果需要耐久性、耐化学性和耐腐蚀性、易用性和广泛的固化时间表，环氧树脂是首选系统。然而，环氧树脂不耐候性好，外部暴露会导致它们白垩或褪色。饱和聚酯表现出较好的户外风化性能，是最常用的粉末涂料。它们具有良好的耐机械和耐化学性。它们还提供了大量的颜色、光泽度和特殊效果的选择²．环氧树脂和聚酯经常混合在一起形成混合体系。根据应用的需要和要求，环氧树脂/聚酯的比例可以变化。在这项研究中，混合体系，聚酯与HAA(羟基烷基酰胺)和TGIC(三甘油三酯异氰尿酸酯)固化剂与我们的各种类型的炭黑一起进行了测试。

Orion生产超过280个专业炭黑等级，使用五种制造工艺加上后处理。这五种不同的工艺产生了五种基本类型的炭黑:煤气黑、炉黑、乙炔黑、热黑和灯黑。在这项研究中，考察了不同等级的炉黑、煤气黑和灯黑。研究了炭黑粒径、形态(粉状或珠状)和负载水平对不同粉末涂料树脂体系比色性能的影响。

试验协议

粉末涂料的制备。总则

粉末涂料是通过在高速溶解器和溶解盘中分别对原料进行微粉化而制备的。188金宝搏bet官网采用规定混合条件的管状混合器对微粉原料进行预混。188金宝搏bet官网对于随后的挤出，双螺杆容积给料机将预混料送入挤出机。一台双辊轧机立即冷却挤出的熔体，粉末涂层被分解成碎片。芯片预微粉化，研磨粉末涂层进行筛分。然后将粉末涂料应用到钢板上，并在规定的条件下进行固化．

配方

表1-5显示了本研究中使用的各种配方。

工艺参数

表6和表7给出了实验所用的工艺参数和仪器。

结果与讨论

Coloristic属性

使用Pausch测量涂层板的色彩特性^®Q35与45°/0°几何。Jetness米_Y黑色质量色调的底色dM根据DIN 55979确定。灰色数字G_Y和着色(灰色)涂层的底色dG是通过与计算M相同的数学变换得到的_Y有关详情，请参阅K. Lippok-Lohmer (Farbe + Lack， (1986)， vol. 92, p. 1024)或K. Krauss (欧洲涂料杂志05/2019 p. 35 ff，黑色:精细细节)。

M越高_Y还有G_Y值越大，质调的喷色度越高，着色涂层的灰色颜色越深。dM和dG值越高，质量调和灰色涂层的浅蓝色底色越强。这也表明了颜料在涂料体系中的分散和稳定程度。

环氧混合体系

在环氧混合粉末涂料体系(图1)中，评估了两种不同炭黑浓度(0.8%和1.3%)的质量色调应用。涂层厚度在60 ~ 80 μ m之间时，达到的喷流度m_Y对于大多数所评估的特种炭黑，两种浓度的底色dM值非常相似。只有特殊黑6和彩色黑FW 200, jetness M_Y随着炭黑浓度的升高而增加。dM值从1到2的差异可以忽略不计。

使用LAMP BLACK 101，当炭黑浓度为0.8%时，观察到“半”透明薄膜。因此，对于浓度为0.8%的LAMP BLACK 101，没有测量到颜色值。通常，LAMP BLACK 101用于着色应用，而不是用于大量色调。LAMP BLACK 101显示中性底色dM和低喷色M_Y浓度为1.3%。

经过处理的气体黑色，如SPECIAL BLACK 6，与未经过处理的对应类型相比，在这种情况下，COLOUR BLACK S170显示出更好的色彩值。

对于高喷射等级，彩色黑FW 200，特殊黑6和PRINTEX^®95的配色性能最好，具有较高的蓝色底色。

彩色黑S160和PRINTEX 85表现出良好的彩色性能，中等喷墨性应用。

对于较低的喷流水平，可以考虑使用特殊碳黑，如PRINTEX U, SPECIAL black 4, PRINTEX 60或PRINTEX 45。

Carboxyl-Functional聚酯/ HAA

大音调应用

在该体系中，低至中等平均初粒径的炉黑表现出较好的性能。采用PRINTEX 95, PRINTEX 85, PRINTEX 90, HIBLACK，实现了高喷色值与强烈的蓝色底色相结合^®50L, hiblack600l和hiblack890。对于低端应用，PRINTEX 60, PRINTEX 300, HIBLACK 5L和NEROX^®类型可以是一个选项。LAMP BLACK 101的结果是低喷流性和中性底色(图2)。

在所有特种炭黑测试中，color black FW 171获得了最高的喷射度和蓝色底色。竞争对手的同类产品喷气度值M较低_Y和低音dM。

一般情况下，经过处理的“SPECIAL BLACK 4”、“SPECIAL BLACK 6”和“COLOUR BLACK FW 200”的喷流度值均较好_Y但低底音dM。

由于粉末涂料制造商更喜欢珠状特种炭黑，因为它粉尘少，易于处理，因此评估中包括了基于同一类型特种炭黑的珠状和粉末的直接比较。结果表明，同一品级的珠粉版与粉版在色度上无明显差异。

着色的应用程序

以羧基-功能聚酯/HAA体系为基础，对不同牌号的特种炭黑进行了着色粉末涂料配方的测试。灰色数字G_Y，底音dG显示在图3中。在所有样品中，二氧化钛和炭黑的比例为100:5。数值按平均初级颗粒大小的增加进行排序。

在液体涂层体系中，着色强度的发展并不遵循平均初级颗粒尺寸。图3中灰色粉末涂料的底色dG大致遵循了液体涂料的颜色性能趋势:细颗粒炭黑的dG值较低，而粗颗粒炭黑的dG值较高，转化为强烈的蓝色底色。

为了获得合理的着色强度和蓝色底色，并结合良好的性价比，PRINTEX 60, PRINTEX 300和HIBLACK 5L可以成为首选，其次是NEROX类型。对于带有强烈蓝色底色的灰色涂料，建议使用PRINTEX G, HIBLACK 160和LAMP BLACK 101。

Carboxyl-Functional聚酯/固化剂

大音调应用

在该体系中，平均初级颗粒大小为细至中等的炭黑性能较好。高射流度值M_Y与强烈的蓝色基调相结合的是HIBLACK 600L, PRINTEX 95, PRINTEX 90, color BLACK FW 171, color BLACK FW 1和color BLACK FW 255。

所有特种炭黑的喷色度和蓝色底色均以color black FW 1获得最高。导电级xpb545也表现出良好的色彩表现，在高喷色度和浅蓝色底色方面。

着色的应用程序

图5和6显示了羧基功能聚酯/TGIC体系用于着色的颜色性能。

浅灰色(TiO₂:特种炭黑= 98:2)，LAMP black 101、PRINTEX G和SPECIAL black 100等平均初级粒径较粗的典型着色等级灰度G较低_Y但与具有较细平均初级颗粒尺寸的评价专用炭黑相比，底色略显蓝色。

在深灰色的阴影，(TiO₂:特种炭黑= 50:50)，特别是LAMP black 101的灰度G明显降低_Y但结合了强烈的蓝色底色。HIBLACK 600L、color BLACK FW 1、color BLACK FW 171和color BLACK FW 255的灰色值结合了蓝色底色，达到了最高的灰色值。

通常，这种粉末涂料系统在着色应用中的色差不像在大量色调应用中那么显著，主要是由TiO驱动的₂/特种炭黑比。

光泽和雾霾

光泽度和雾度值使用BYK Gardener光泽度/雾度仪测量，遵循DIN EN ISO 2813测试方法。光泽度为20^o60岁时^o角;反射性雾霾的测量值为20^o．

本研究结果表明，在同一树脂体系中测试不同炭黑，其光泽度和雾度没有显著差异。表8显示了60的平均光泽度^o, 20^o和典型的树脂体系的雾霾。

结论

Orion产品组合中最重要的各种特种炭黑在三种不同的粉末涂料配方中进行了评估，这三种粉末涂料配方主要见于市场:环氧杂化、羧基功能聚酯/HAA和羧基功能聚酯/TGIC。研究结果如下:

• 粘合剂系统对达到的色彩性能有很大的影响。
• 使用串珠炭黑是有利的，因为低粉尘和更好的处理。在相同等级的珠状和粉末版本之间，没有发现显着的色彩性能差异。
• 要获得不透明的薄膜，粉末涂层的厚度应在60 μ m ~ 80 μ m之间，炭黑的浓度应为1% ~ 2%。浓度低于1%时，透明膜的风险增加，特别是对于较粗糙的特种炭黑类型。
• 对于大量色调应用，需要高喷色度和蓝色底色，彩色黑FW 1，彩色黑FW 200，彩色黑FW 171和彩色黑FW 255是首选颜料。
• 对于粉末涂料，推荐使用中至高喷净度的大量色调，如PRINTEX 95, PRINTEX 90, PRINTEX 85, HIBLACK 50L, HIBLACK 600L和HIBLACK 890。
• 对于低到中等喷流度的应用，PRINTEX U, PRINTEX 60, PRINTEX 300, HIBLACK 5L, NEROX类型，PRINTEX 45和PRINTEX 260是合适的。
• 对于着色应用，建议使用较粗糙的类型，如PRINTEX 60, PRINTEX 300, HIBLACK 5L和PRINTEX 260。如果需要强烈的蓝色底色，PRINTEX G、HIBLACK 160和LAMP BLACK 101的效果最好。
• 根据这项研究的结果，与未经过处理的等级相比，经过处理的等级不提供色彩上的好处。采用后处理的特种炭黑可改善其流动性能和加工性能。一般来说，未经后处理的特种炭黑在粉末涂料中具有更好的性价比。

参考文献

¹李,w;弗朗哥特区;杨,硕士;朱,x;张,h;邵,y;张,h;朱军。ATH粉末在有机粉末涂料中的性能研究。涂料2019，9日,110年, 1 - 2

²不同类型的粉末涂料。http://ifscoatings.com/content/news/guides/the-different-type-of-powder-coatings(2019年12月23日访问)

3.特种炭黑在涂料全色调和着色应用中的色度特性:猎户座工程碳有限责任公司，技术信息1464,2015。