在过去的几年里，Kinaltek Pty有限公司开展了广泛的研发计划，并证明了一种新型平台工艺的概念，用于生产基于27种金属(Si, Ti, Cu, Zn, Ag, Fe, Co, Ni…)的各种无机粉末。该技术目前已被五项国际专利和专利申请所覆盖。¹

该技术建立在新的科学突破的基础上，能够生产广泛的产品，包括金属粉末、复合材料、催化剂、高温合金、涂层粉末和基材。加工从低成本的前体开始，反应是放热的，需要最少的能量，产生最少的废物。该技术已被证明可用于涂覆玻璃粉末作为金属颜料，该应用正在KinCoat的商业名称下进行开发和商业化。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。

该技术是基于在粉状基底存在的情况下，金属氧化物或金属氯化物的原位铝热还原。图1简单说明了执行该过程的步骤。将金属氧化物/氯化物前体粉末与还原铝粉和待涂覆的基底混合，然后根据反应物的化学相容性和所需的涂层成分，在低于660ºC的温度下进行加工。

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，该技术还具有包括C, O等合金添加剂的能力₂涂层过程的物理机制取决于涂层成分。例如，为了生产涂覆Cu的硼硅酸盐薄片，将bollo硅酸盐薄片与氧化铜或氯化铜混合，然后与Al反应，生成涂覆在基材表面的铜物种。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，然后产品是镀有金属Si的硅基衬底。这是迄今为止唯一一项能够通过将玻璃粉末的上表层从硅还原为金属硅而使其金属化的技术。

这种创新技术可以生产一系列高质量的效果颜料(如汽车涂料)和功能性抗菌颜料，成本比目前价格降低了90%。较低的生产成本是由于技术的直接性质，较低的能源要求，以及较低的整体制造成本。

该技术的主要颜料产品是基于Si、Ti和Cu的Si颜料，用于汽车涂料、建筑涂料和塑料，以及作为涂料、塑料和纺织品添加剂的ag基抗菌剂。

涂层基材的示例如图3所示。该技术不局限于平面玻璃薄片，能够在各种粉末形态上沉积金属涂层。例如，它能够用银涂层二氧化硅纳米粉末，以产生适合于抗菌应用的混合银-硅-二氧化硅纳米颗粒。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。

环境影响

与其他传统颜料技术相比，该技术具有显著的可持续性优势。CO的比较见表1₂相当于生产一吨KiCoat颜料和铝薄片。我们估计CO₂使用该技术生产颜料的排放量仅为生产铝颜料的5%左右。

市场应用

基于金属化合物的效果和功能颜料用于工业领域，包括汽车涂料、化工、塑料、化妆品、能源和基础设施。全球市场约为12 - 20亿美元。现有的效果颜料生产技术大多基于两种方法;1)真空金属化，产生镜面状薄片;2)雾化后机械铣削。对于这两种方法，都需要进一步的处理来保护和改性薄片，这通常涉及湿法处理和煅烧。

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，每公斤在2000美元至1万美元之间。由于成本高，其使用仅限于高价值和豪华应用。2018年的全球市场规模约为10亿美元，有人声称市场规模已经达到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产品包括一系列产品，适用于汽车涂料、建筑涂料和使用片状基材的塑料添加剂中的金属效果颜料，此外还适用于一般工业用途，其中可以生产涂有各种金属的粉末。图4中展示了各种硼硅酸盐颜料涂覆以Si、Cu和Ti为基础的各种化合物的照片，以及使用商用2K包装系统制备的相应涂漆面板的照片。

当前的状态

该技术已经在小范围内进行了广泛的颜料成分的演示，并且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，并开始全面商业化生产金属颜料。

汽车应用参考配方

最下面的一层/颜料喷

1.准备一个大约。45%环氧树脂和55%减少体积。

2.按颜料重量加入17%的perchem44糊，包括:10%的perchem44粉(或类似)和90%的甲苯。在甲苯搅拌至700 rmp时，必须加入perchem44粉末，并继续搅拌，直到粉末完全溶解。

3.加入颜料重量0.2%(或类似量)的色散byk -2070。

4.根据您对颜料浓度的需要添加10-15%的颜料，搅拌速度高达200转/分钟。

5.加入BYK-1760(或类似量)占材料总重量0.5%。

6.用搅拌器把原料拌匀。

7.将混合物装入喷枪罐中。

8.喷涂第一层。

9.静置5-10分钟，让它变干。

10.喷涂第二层。

11.静置1小时晾干。

顶部/清除涂层喷雾

1.硬化剂和表面/透明涂层在搅拌机的帮助下以1:2的体积比例混合。

2.喷在喷了颜料的面板上。

3.晾干。

图5显示了使用KinCoat颜料的汽车配方绘制的一些形状照片。

更多信息，请访问www.kinaltek.com．

参考文献

1. 专利WO2019095016A1, US10814386B2和us10814386b。

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