制造商通过先进的涂料技术来满足法规对水性涂料和低voc涂料的要求。

金属效应在涂料中继续流行，最初是受过去几十年金属效应汽车涂料趋势的推动，在过去六年中，银色成为汽车行业的主导颜色。最近有迹象表明，汽车行业中其他金属效果的色调现在正走在前列，包括金属灰、蓝色和黑色。这种金属效应的流行已经蔓延到许多其他涂料领域，金属效应颜料的制造商已经通过继续推进新的和改进的金属效应颜料的开发来回应。

金属颜料在涂料中最直观的使用领域是汽车涂料领域，在过去几十年里，金属效果占新车的比例高达60-70%。在过去6年里，某些地区的新车登记中，金属银色的比例高达37%。然而，金属效应在许多其他领域越来越明显，因为金属效应颜料的技术不断发展，以满足其他苛刻的应用。金属效应可以在今天看到:

•其他交通涂料——摩托车、公共汽车、卡车;

•装饰涂料——乳化漆、壁纸;

•电子电气涂料——手机、笔记本电脑、液晶电视;

•建筑涂料——建筑覆层、窗户型材;

•包装——洗发水瓶、包装袋;

•印刷油墨——香烟包装、标签、糖果;

•塑料——体育用品、玩具、油瓶;而且

•化妆品——指甲油、唇彩、眼影。

铝颜料生产

为了理解为什么金属颜料技术需要不断进步以满足新涂料应用的要求，首先有必要了解金属颜料技术的一些基础知识，特别是铝颜料的外观和性能的独特之处。

基本工艺是将高纯度的雾化铝粉湿球磨成高度抛光的铝片。在铣削过程中使用铣削润滑剂，以防止由于铣削过程的高度能量转移而导致铝颗粒聚集。然后，铝片通过筛选装置，以控制颗粒大小和颗粒大小分布，然后在压滤机中浓缩。然后，得到的滤饼材料在批量混合器中均质，在那里进行最终的质量控制检查，并将非挥发性含量调整到所需的产品规格(图1)。

在这一基本工艺中所取得的进步使传统的玉米片铝颜料以及所谓的银元级颜料得以制造(图2和图3)。玉米片类型往往具有更宽的粒径分布和更薄、形状更不规则的薄片。银元级通常具有较均匀的圆形、较窄的粒径分布和较高的鳞片表面反射率。随着金属颜料生产工艺的进一步发展，出现了真空金属颜料和超品级铝颜料等新技术。这些新技术，当有效地制定，提供了一个外观接近所谓的液态金属和铬一样的效果，是今天的设计师和造型师所期望的。

从这种铣削过程中得到的铝颜料是高度抛光的高纯度铝薄片。该产品通常以含有60-80%颜料的铝糊的形式提供，并在碳氢化合物溶剂的混合物中提供适合和兼容许多溶剂型涂料配方和应用的产品。

在欧洲，替代非传统涂料系统的出现已成为必要，以遵守旨在减少VOC排放的现行和未决立法。例如，溶剂排放指令的合规日期为2007年10月，而涂料指令的合规日期为2010年，并影响更广泛的即用涂料。为了符合这些指令和其他指令，出现了各种符合要求的涂料技术，包括(但不限于)高固体溶剂型、水性、粉末和辐射固化涂料。

这些都给金属颜料和其他效果颜料的制造商带来了进一步的挑战。排名不分先后，包括:

•金属涂层的外观必须是可接受的。

•与它们可能取代的传统涂料相比，这些符合标准的涂料需要具有成本效益。

•合规技术需要不断发展，以满足设计师对持续新效果的渴望。

•涂层的物理性能特征不能以任何方式妥协。

•任何新兴的合规技术也需要满足未来立法的要求，如REACH。

高固体溶剂型涂料

金属颜料制造商通过提供一种本质上VOC含量极低的产品形式的金属颜料来应对向高固体含量溶剂型涂料的转变。这些通常以颗粒的形式提供，其中金属颜料含量高达80%(图4)。使用合成载体树脂将金属颜料以安全、方便和易于分散的产品形式结合在一起。所使用的合成树脂被设计成与大多数溶剂型涂料体系具有出色的兼容性，而典型的VOC水平低于1%有助于在最终涂料中保持较低的总体VOC目标。这些类型的产品被用于汽车OEM和修补涂料，以及一般工业涂料的应用。

水性涂料中的铝

水性涂料体系的出现对铝颜料制造商提出了特别的挑战，因为这些颜料的高表面积以及铝颜料在配方中与水反应的趋势。铝与水的这种反应有产生氢气的不幸副作用，氢气也是一种可燃气体，如果不稳定的涂料配方储存在密封的、不通风的涂料容器中，也会导致加压。由此产生的鼓包可能会造成相当大的安全隐患。此外，如果涂料的储存稳定性较差，还有附加的金属效果稳定性问题。这可能会导致涂料到达客户时出现明显的颜色差异，从而导致质量投诉。

解决这一问题的方法是对金属颜料进行表面处理或改性，以提供颜料的保护，并减少与水或水性涂料体系的其他组分发生反应的倾向。不幸的是，还没有一种表面保护被发现与广泛使用或正在开发的水性涂料系统兼容。因此，采用了许多表面处理方法，包括:改性膦酸、硅酸磷、磷钼酸盐和二氧化硅封装。

这些产品通常以低或零voc的膏状形式提供，或者最近，以颗粒形式提供与水相容的树脂，便于处理，加工和分散。

无论采用何种表面处理，出于安全和质量的考虑，在大规模生产之前和之后确认水性涂料的稳定性是非常重要的。典型的稳定性测试包括制作200克涂料样品，包括配方中使用的任何所需添加剂和任何必要的pH值调整。这通常包含约8克处理过的铝颜料，尽管水平可能会更高或更低，这取决于所使用的颜料的类型和所需的效果和性能。然后将该涂料样品在40或50°C的高温下储存168小时。这种类型的加速储存测试将产生气体的速率取决于涂层的稳定性，这是在一个校准的容器中收集。这种气体测试的典型规格是在常压下收集最多10mL气体，但这可能取决于涂层的性能要求和预期的存储条件，客户位置等。

粉末涂料中的金属效应

传统的膏状金属颜料不能用于粉末涂料的应用，因为膏状产品中所含的碳氢溶剂不相容，而且无法将膏状分散到自由流动的粉末涂料树脂中。在实际应用中，有三种方法用于向粉末涂料中添加金属颜料以产生金属效果的粉末涂料。

1.共挤工艺-金属颜料以含有相容树脂的干燥、自由流动的颗粒形式提供。颗粒产品在粉末涂料生产的预混合阶段与其他原材料和添加剂一起添加。188金宝搏bet官网然后，这种预混合料经过挤压、研磨和铣削阶段的生产，以产生金属效应粉末涂料，具有优异的喷淋可回收性，适合摩擦和电晕应用。然而，挤压过程中的色素损伤很难完全消除，因此这种方法通常用于火花或锤式抛光金属粉末涂料。

2.干混合工艺-金属颜料通常以自由流动的粉末形式提供，其中金属颗粒完全被均匀和相干的二氧化硅基质包裹。所述干式混合过程包括在双锥搅拌器中将所述成品粉末涂层树脂与表面处理过的金属颜料进行温和的滚转混合。这种工艺提供了具有优异的耐化学性和耐湿度的金属效应粉末涂层，通常适用于一层应用。可用的金属颜料的类型使金属效果的配方接近一些更传统的湿涂层效果。

3.粘接过程-金属颜料通过机械作用和热的结合物理附着(或粘接)到成品粉末涂层颗粒上。这种方法提供了一种金属效应粉末涂料，具有优异的过喷回收率，然而，机械作用确实会导致一些色素损伤，从而降低金属效应的强度以及降低化学稳定性性能。

许多表面处理过的金属颜料可用于粉末涂料，特别是通过干混合或粘合工艺添加。通过二氧化硅基质的表面处理提供了与大多数粉末涂料树脂化学物质的良好兼容性，而聚合物封装也可提供具有良好兼容性的金属颜料，特别是与丙烯酸粉末涂料。这些表面处理都提高了金属效应粉末涂层的喷涂效率，无论是通过静电还是摩擦喷涂方法。表面处理也被证明可以提高结合效率，当通过结合过程添加。表面处理的另一个主要优点是由于改善了颜料的稳定性，最终粉末涂料具有优异的化学和湿度稳定性，特别是当通过干混合添加时。

辐射固化涂层中的金属效应

未经表面处理的金属颜料用于双包辐射固化涂料，其中颜料被隔离以防止与涂料中使用的单体发生反应。最近，已经开发了表面处理的金属颜料，允许极好的单包稳定性。表面处理通常是金属颜料的二氧化硅封装改性，所得产品通常以低voc或零voc颜料或膏体的形式提供，表现出与辐射固化涂料的优异兼容性。金属颜料的高光反射率对配方涂料的固化或固化速度几乎没有不利影响。

结论

金属颜料不断发展，使其应用于更广泛的涂料应用，并满足设计师对附加值、产品差异化和消费者吸引力的渴望。符合要求的涂料的出现，以满足越来越苛刻的环境考虑，同时保持优异的性能要求，这对金属颜料制造商提出了挑战，提供专门用于这些符合要求的涂料的颜料。金属颜料制造商已经通过先进的颜料技术和表面处理来应对这一挑战，以满足这些需求。金属颜料和金属效果将继续发展，以满足当前和未来的市场需求。

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本文发表于2006年5月哥本哈根召开的油漆颜色与外观国际会议。本次会议由油漆研究协会涂料技术中心与利兹大学色彩化学系联合组织。