Металлические пигменты для производства декоративных порошковых красок

На протяжении веков людей завораживал блеск драгоценных металлов. Золото и серебро всегда отличались особенной привлекательностью. Ради обладания такими сокровищами многие люди шли на преступления. Однако в конце XIX века мир изменили эпохальные изобретения. В век технологий и научных открытий люди научились имитировать драгоценные металлы. Сплав меди и цинка, как заменитель золота, и алюминий, как заменитель серебра, являются в настоящее время основой новой промышленности. Замена дорогих металлов на более дешевые и широко распространенные, делает нашу жизнь красочной и позволяет наслаждаться прекрасным декором любому человеку, вне зависимости от его статуса в обществе.

Основатель компании «Schlenk», Карл Шленк, своевременно распознал потенциал такой технологии, и вот уже более 125 лет продукция данного предприятия применяется в различных областях промышленности.

Алюминиевые пигменты компании «Schlenk» представляют собой чешуйчатые пигменты серебристо-серого цвета с частицами типа «хлопья» или «серебряный доллар».

Покрытия с алюминиевыми пигментами в виде хлопьев обладают высокой кроющей способностью, блеском и имеют шероховатую поверхность. Порошковые краски с пигментами типа «серебряный доллар», образуют гладкие покрытия с превосходным блеском и хорошей укрывистостью.

В зависимости от используемой на стадии размола алюминия кислоты, стеариновой или олеиновой, различают алюминиевые пигменты двух типов:

1) всплывающие – проявляющие эффект «листования» - частицы пигмента всплывают на поверхность ПК и располагаются параллельно субстрату;

2) невсплывающие – равномерно распределенные по всему слою покрытия.

Всплывающие пигменты характеризуются высокой отражательной способностью, что позволяет получать покрытия с эффектом «зеркально-серебристой» или даже хромированной металлической поверхностью. И, тем не менее, расположение частичек алюминия на поверхности пленки делает покрытие достаточно чувствительным к механическим воздействиям (царапанию, истиранию) и малоустойчивым к воздействию моющих средств и атмосферных условий. С целью устранения этого недостатка при окраске изделий порошковыми красками, в состав которых входят всплывающие пигменты, рекомендуется нанесение дополнительного защитного лакового слоя (порошкового или жидкого). Для получения порошковых красок на основе всплывающих металлических пигментов компанией «Schlenk» предлагаются пудры серий РР (980, 1180, 1380 и др.), Metaface (2140, 2150) и Powdal (70, 110, 130, 170).

Невсплывающие пигменты характеризуются меньшей отражательной способностью, поэтому дают покрытия типа «металлическое серебро». Ориентация алюминиевых частиц по всему объему пленки обеспечивает покрытию превосходную устойчивость к истиранию, значительно замедляет процессы окисления и повышает стойкость к моющим агентам. Порошковые краски, содержащие невсплывающие металлические пигменты, требуют нанесения защитного слоя лишь при эксплуатации вне помещений или в агрессивных условиях. В качестве невсплывающих пигментов компания «Schlenk» рекомендует пудры серии Powdal (310, 320, 340).

Бронзовые пигменты изготавливаются из сплавов меди с цинком, и в зависимости от состава их цвет изменяется от красного до золотистого. Бронзовые пигменты являются преимущественно всплывающими. Однако, за счет их более высокой плотности, по сравнению с алюминиевыми пигментами, бронзы не всплывают на поверхность, а ориентируются в поверхностном слое, что делает их менее чувствительными к механическому воздействию, но при этом сохраняется их низкая химстойкость к воздействию кислот и аммиака и сильных щелочных растворов. Последствием такого воздействия является образование солей зеленого цвета, что снижает декоративность покрытия. По этой причине, при эксплуатации покрытий на основе бронзовых пигментов в условиях окружающей среды, требуется нанесение защитного лакового слоя.
Компания «Schlenk» выпускает бронзовые пигменты 4-х основных цветовых оттенков: Copper (медный), RichGold (богатое золото), RichPaleGold (бледно-богатое золото), PaleGold (бледное золото). Наличие в каждой серии всех 4-х оттенков, которые варьируются в пределах разных серий, позволяет выбирать наиболее оптимальный вариант цвета. Среди бронзовых пигментов в порошковой промышленности находят применение пудры серий Luminor (2240, 2280, 2350), Reflex (1140, 1540), Multiprint (4117, 4120, 4140, 4160) и Unicoat (3050, 3845, 3850).
Наряду с обычными алюминиевыми и бронзовыми пигментами, компания «Schlenk» также выпускает металлические пигменты, модифицированные диоксидом кремния. Благодаря такой обработке поверхности, пигменты характеризуются высокой атмосферо-, термо- и химической стойкостью. Следовательно, покрытия на основе данных пигментов могут эксплуатироваться на воздухе и при повышенных температурах без дополнительной защиты. Такими пигментами являются алюминиевые пудры серий Powdal (1500, 1700, 2600, 2900, 3100, 3200, 3400), Constant (1700, 2900, 3100, 3200 и др.) и бронзовые пудры серии Constant N (2250, 2280, 4117).
Для порошковых красок фирма «Schlenk» предлагает металлические пигменты не только в виде пудр, но и в виде гранул. Преимуществом металлических пигментов в гранулированном виде является отсутствие пылеобразования при дозировании пигмента в аппарат. Это делает процесс производства порошковых материалов практичным, пожаробезопасным, гигиеничным и экономичным.
На основе вышеизложенных фактов, рассмотрим основные принципы работы с порошковыми красками, металлизированными алюминием.

При работе со всплывающими металлическими пигментами рекомендуется руководствоваться следующими правилами:

а) пигментация – макс. 2 %;
б) при использовании пигментов с размером частиц < 15 мкм достигаются хорошие условия текучести;
в) желательно использование электростатического оборудования с напряжением мин. 60 кВ, с электростатической зарядкой частиц и плоским или круглым соплом для распыления;
г) для достижения гомогенной поверхности при использовании высокодисперсных пигментов, таких как Powdal 170, необходимо выбирать самые низковязкие пленкообразователи;
д) не рекомендуется эксплуатация листующихся пигментов снаружи помещений.

При работе с невсплывающими металлическими пигментами рекомендуется:

а) пигментация:
- для высокодисперсных пигментов (с размером частиц < 20 мкм) – макс. 4 %,
- для грубодисперсных пигментов (с размером частиц 40 мкм и более) – макс. 6 %;
б) использование пигментов с размером частиц < 15 мкм, поскольку в данном случае достигаются очень хорошие условия текучести;
в) применение соответствующего электростатического оборудования (в данном случае это более важно, чем для всплывающих пигментов, вследствие различной технологической обработки с изменением условий зарядки);
г) для достижения гомогенной поверхности при использовании высокодисперсных пигментов, таких как Powdal 2900 (размер частиц 11 мкм), необходимо применять самые низковязкие пленкообразователи и снижать зарядку порошковой смеси. Наш опыт показывает, что применение электростатического оборудования с плоской форсункой, работающего при напряжении от 40 до макс.50 кВ, не ухудшает процесс распыления материала, а позволяет системе работать также хорошо.
д) для наружного применения рекомендуется использование капсюлированных пигментов, поверхность которых защищена диоксидом кремния. Однако не исключается использование и необработанных пигментов, хотя в данном случае это требует дополнительной защиты покрытия лаком.

На стадии смешения порошкового материала следует избегать пылеобразования, поскольку алюминиевые смеси в атмосфере кислорода способны к взрывчатым реакциям. При лабораторных испытаниях нужно помнить, что при смешении в полиэтиленовых пакетах или подобных условиях металлизированные порошковые краски способны к самовоспламенению за счет электризации частиц.
Производство порошковых красок с металлическими пигментами может осуществляться тремя основными методами:

- экструзией;
- сухим смешением компонентов;
- сплавлением (метод бондирования).

Каждый из перечисленных методов имеет свои преимущества и недостатки.

Метод экструзии – это один из наиболее распространенных методов производства порошковых красок на российском рынке. Но, не смотря на это, данный метод не самый подходящий для получения металлизированных материалов. При экструзии пигмент, обычно алюминий, добавляется на стадии предварительного замеса компонентов порошковой краски и проходит все стадии получения ЛКМ от экструдирования до измельчения. Во время такой обработки оптические свойства пигментов с металлическим эффектом теряются или сильно ухудшаются за счет деформации и/или поломки частиц. Поэтому методом экструзии, как правило, получают текстурированные порошковые краски (например, краски с «молотковым» эффектом). С другой стороны, пигмент оказывается прекрасно закреплен в основе краски, что дает возможность производства материала трибо-версии с хорошей воспроизводимостью на автоматических линиях.
Сухое смешение представляет собой процесс, при котором металлический пигмент добавляется к уже готовой порошковой краске и смешивается в смесителе при небольшой скорости с образованием гетерогенного материала. Основным преимуществом данного метода является равномерное распределение пигментов в краске без их разрушения и деформации, что обеспечивает максимальный декоративный эффект получаемых покрытий. Однако данный метод также характеризуется и рядом недостатков. Известным дефектом порошковых красок, получаемых методом сухого смешения, является невоспроизводимость внешнего вида покрытий. Различия удельного веса, формы и размера частиц краски и пигментов, а также неодинаковое отношение к электрическому заряду могут вызвать расслоение смеси во время нанесения, что негативно влияет на устойчивость цвета покрытия. Также возникают проблемы, связанные с рециркуляцией порошковой краски. Цвет получаемых покрытий может оказаться более светлым или темным за счет изменения состава смеси порошковой краски и «эффектного» пигмента, возникающего во время подготовки и транспортирования ЛКМ. В связи с этим на практике не рекомендуется повторное использование возвратного порошка. Как правило, такой порошок необходимо подавать вместе со свежим ЛКМ. Кроме того, такие порошки взрывоопасны по причине свободной циркуляции частичек алюминия в камере нанесения.
Сплавление – это еще один метод получения порошковых металлизированных красок, когда частицы металлического пигмента приклеиваются на частицы порошковой краски. Применение этого метода позволяет устранить недостатки предыдущих методов. На данный момент – это единственная технология, которая обеспечивает удовлетворительную воспроизводимость цвета покрытий. Порошковая композиция вводится в специальный смеситель и разогревается до температуры примерно 45ºС, при которой часть порошка, состоящая из смолы, становится липкой. Затем добавляется металлический пигмент, фиксирующийся на частицах порошковой краски. При таком закреплении металлические пигменты и основной ЛКМ больше не разделяются ни при нанесении, ни при транспортировке. Следовательно, возможно повторное использование порошковой краски. Покрытия, образуемые методом сплавления, имеют достаточно высокую декоративность и могут также наноситься в трибостатическом поле.

Вне зависимости от применяемого метода производства порошковых красок, компания «Schlenk» может предложить соответствующий тип металлических пигментов. Тщательный контроль в лабораториях компании обеспечивает высокое качество каждого пигмента. Тесное сотрудничество ЗАО «Афая» с высококвалифицированными специалистами компании «Schlenk» позволяет оказывать потребителям поддержку в технических и технологических вопросах, предоставлять для тестирования образцы новых разработок, гарантирующие получение высокодекоративных покрытий.

http://chem.prompages.ru