摘要

本文通过详细阐述邦定的基本原理，说明邦定稳定性的影响因素主要有配方和邦定工艺。通过热粘结邦定试验，用红外光谱、X射线、电镜、干法粒径仪等检测手段，验证了在邦定过程是粉末颗粒表面软化，与金属效果颜料粘结在一起；通过不同的对比试验说明邦定工艺和配方对邦定效果的影响。

前言

随着人们生活水平的提高，人们对装饰性的要求也越来越高，金属效果粉末涂料在整个粉末涂料的涂装应用中快速增长。但是金属效果粉末的生产的稳定性依然困扰着国内各大粉末厂商，究其原因还是对邦定原理的认识较为模糊，在邦定过程中，粉末颗粒的微观变化状态，金属效果颜料与粉末颗粒是怎么相互作用的认知还是相对片面的，原理认知不清晰是导致研究的方向有偏差，从而事倍功半，差强人意。

金属效果粉末的生产工艺主要有三种：常温干混合、熔融挤出热混合、邦定热粘结混合。本文主要研究邦定热粘结混合技术。

2.邦定生产技术简介

2.1邦定原理及采用邦定技术的原因

粉末涂料邦定（Bonding）技术也叫热粘结技术,主要是通过摩擦升温或者夹套升温的方式使粉末颗粒表面具有一定的黏性，使金属效果颜料与粉末底粉结合起来，具体来说就是通过邦定机搅拌桨高速旋转，使粉末与粉末之间，金属效果颜料、粉末与邦定机（搅拌桨、缸壁）之间高速碰撞、摩擦，在一定时间内，粉末颗粒表面温度上升到一定程度，粉末表面发生软化，金属效果颜料颗粒与粉末涂料颗粒粘结在一起，使静电喷涂时得到稳定的具有金属效果的涂层。在一定的金属效果颜料含量下，采取邦定技术使更多的金属效果颜料与粉末紧紧地结合在一起，以保证施工的稳定性。

粉末涂料由树脂、固化剂、颜料、助剂、填料等材料加工而成的，其中的树脂属于高分子聚合物。玻璃化温度是高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，通常用Tg表示，随测定的方法和条件变化有一定的波动。在此温度以上，高聚物表现出弹性；在此温度以下，高聚物表现出脆性。如图一所示，为高分子聚合物的形态-温度变化曲线。

邦定工艺的设定条件主要包括邦定温度、升温转速、保温转速、保温时间，金属效果颜料与粉末颗粒粘结在一起是因为粉末颗粒表面已经有软化现象，甚至是发粘的现象，此时粉末颗粒表面的瞬时温度已经达到软化点。在搅拌桨与物料发生摩擦的时候，搅拌桨对物料做的功一部分转化为物料的动能，一部分转化为热能，使粉末颗粒的表面瞬时温度接近软化点，或者高于软化点，此时由于搅拌桨对物料的巨大的力，粉末颗粒则与金属效果颜料紧紧地粘结在一起。邦定粉末产品的电镜图如图1-2所示。

图1-2

普通产品粉末涂料各组分经预混合、熔融挤出、冷却、破碎、细粉碎、分级过筛得到的产品。因此，混炼效果较好的产品，可以看作每个粉末涂料粒子的组成基本是一样的，带电性能一样，在高压静电作用下粉末颗粒带电量均匀一致。根据库仑定律,在一定时间里,粉末涂料颗粒的带电量有如下关系:

Qs=3πε0（ε-1）/（ε+2）d2E   式（1）

式中: Qs—粉末颗粒的带电量;ε—粉末介电常数;d—粉末颗粒的粒径;E—外加的电场强度;

ε0=（819×10-11）F/m。[1]

所以同一种粉末涂料在经过稳定的喷涂工艺喷涂烘烤出来的涂膜的颜色、外观以及性能是一致的，回收粉在反复使用时，涂膜颜色、外观及性能也是基本稳定的。

根据涂膜外观要求，一般金属效果颜料用干混合法添加到粉末涂料中时，这种粉末在高压静电作用下带静电时，底粉和金属效果颜料的带电性能差别较大，所以吸附到工件上的粉末与金属效果颜料的比例，跟原粉末中的比例不一样，这样会导致回收粉末中金属效果颜料的比例与新粉中的金属含量不一致，且随着回收次数的增加，金属含量的差别越来越大，所以添加回收粉末进行喷涂时，涂膜颜色和外观随着回收粉添加量的变化，喷涂产品涂膜金属效果不稳定。

为了保证金属粉静电喷涂的产品涂膜外观和金属稳定性，必须采取特殊的工艺对粉末涂料进行处理来保证金属粉的涂装质量，这种处理工艺叫“邦定（粘结）”（bonding），所以在生产带有金属效果（铝粉、珠光粉、铜金粉、镍粉、锌粉）的产品时，必须进行邦定处理。

在静电喷涂的过程中，粉末涂料粒子所受的力除了电场力之外还有自身的重力、....