0 引言
铝粉（又称银粉）闪光漆具有特殊的装饰效果，其应用越来越广泛，特别是在汽车漆颜色中举足轻重。虽然银色车所占份额略有减少，但是银色还在占据主流颜色。铝粉由于它的片状结构而在涂料中存在排列定向问题，铝粉排列如果控制不好，颜色就达不到要求，并且对涂膜的抗发花会产生一定的影响，影响装饰效果1-4。因此如何控制铝粉排列并避免发花是每一个配方设计者及施工人员必须解决的课题。
1 实验方法和方案
1.1 基础配方：见表一
表一、铝粉漆基础配方
名称
数量
铝粉
7
醋酸丁酯
7
氨基树脂
8
聚酯树脂
32
CAB-2溶液（15%）
15
CAB-0.5溶液（20%）
5
环氧树脂（75%）
1
丙烯酸流平剂
1
溶剂
24
合计
1.2 所用设备：见表二
表二、实验设备
编号
名称与型号
1
自动往复机SheenN
2
色差仪X-rite
3
流变仪安东帕MCR52
4
喷柜
5
涂-4杯
6
桔皮仪
1.3 施工工艺及涂装参数
试验底材：马口铁板
喷涂设备：自动往复机
喷涂条件：粘度14S/23℃喷涂环境温/湿度25℃/32%
施工参数：雾化max*吐漆量4-5圈；气压4-4.5bar；
喷涂遍数：两遍
中间流平时间：1min
喷涂道速：10道
烘烤前流平时间：常温5min
烘烤条件：℃*20min
2 讨论
2.1 铝粉排列与发花
铝粉排列有两种简单形式，即杂乱排列(见图1)与平行排列（见图2）。其中，杂乱排列为铝粉片状结构向各个方向均衡排列；平行排列为铝粉片状结构均与漆膜表面定向平行排列。
铝粉发花根本原因是铝粉局部排列不一致，即漆膜不同区域铝粉排列不同，如果涂膜部分铝粉排列定向好，其它夹插着铝粉排列定向不好的片区，就会使整个涂膜出现不规则的明暗斑块，形成发花。
2.2 铝粉排列的控制
2.2.1 铝粉杂乱排列的控制
下列情况下易出现铝粉杂乱排列情况，可依此来控制铝粉杂乱排列。
(1)漆膜偏厚，特别是指单道喷涂漆膜较厚；
(2)漆膜表干较慢；
(3)漆料中组分相溶性不好，特别是树脂相溶性不好；
(4)漆料在喷涂状态时有较强的触变性，或喷涂时黏度较高；
(5)漆料中含有消光剂、填料等大粒径颗粒。颗粒越大，铝粉越趋于杂乱排列(见图3)；反之，趋于平行排列。如铝粉漆中加入填料，分散细度大时，铝粉排列杂乱，随着细度下降，排列趋于平行。防沉剂和铝粉排列助剂的分散程度也会影响到铝粉排列；
(6)漆料中酸、碱及储存等因素导致铝粉发黑后，铝粉排列也往往趋于杂乱。
2.2.2 控制铝粉平行排列的控制
下列情况下易出现铝粉平行排列情况，可依此来控制铝粉定向平行排列。
(1)漆膜薄，特别是单道喷涂干膜薄易于平等排列，见图4;
(2)漆膜表干快；
(3)漆料组分相溶性良好，流动性良好；
(4)漆料在喷涂状态有一定的触变性，但不能太强；
(5)体系含有的不溶性颗粒如防沉剂等应分散足够细；
(6)体系含有克服贝纳德旋涡的定向排列助剂，如硅酮流平剂、氟碳流平剂等。
2.2.3 铝粉发花的控制
在本配方体系中，应用以下方法可控制铝粉发花：
(1)加入触变性物质。喷涂状态时触变性越大，越不易发花；
(2)加入对铝粉包裹能力比较好的助剂，如BYK的/等；
(3)加入能够克服贝纳德旋涡的助剂，如硅酮流平剂、氟碳流平剂等；
(4)配方体系表干快，有利于控制发花；
(5)采用加入大颗粒方法达到铝粉杂乱排列时，减少铝粉排列差异，涂膜也不易发花；
(6)单道喷涂膜厚及总膜厚要偏薄，每道间隔时间略长，走枪尽量均匀可控制发花；
(7)确保流平性前提下表干尽量偏快。可以通过配方和喷涂来共同调整以控制发花。
需要说明的是，控制排列与避免发花虽然有很多共同点，但它们不是同一个问题，对于不同的配方体系，控制排列与发花问题既要共同考虑，又要分别对待。在铝粉漆配方中，控制贝纳德旋涡的助剂必不可少，否则施工上要非常小心，旋涡的翻腾效应会让铝片排列很难控制，漆膜稍厚、干燥稍慢就会发花。BYK/及某些防沉剂可以绑住铝片，减轻贝纳德旋涡、溶剂挥发效应及重力沉降等影响，使表面张力的拉动力得以充分发挥作用，有利于铝粉平行排列；另外，这种捆绑效应更有利于控制发花，因此使用合适的触变剂控制发花，比EVA/EAA蜡（如BYK/）更有效。由于薄膜和快干才有可能平行排列，因此，通常控制铝粉排列的助剂（除大颗粒助剂外）很大程度上是用来控制发花，以提高施工性。
2.3 蜡浆对铝粉排列定向方面的研究。
当蜡的固含加入量一致的效果如下表（表三）
表三五种蜡在聚酯CAB铝粉漆体系中的各种性能的比较
序号
1#
2#
3#
4#
5#
种类
YF-22
YF-33
DP-20
JD-1-30
蜡浆种类
EVA蜡
EVA蜡
EVA蜡
聚酰胺蜡
聚乙烯
铝粉
7
7
7
7
7
醋酸丁酯
7
7
7
7
7
氨基树脂
8
8
8
8
8
聚酯树脂
32
32
32
32
32
CAB-2溶液（15%）
15
15
15
15
15
CAB-0.5溶液（20%）
5
5
5
5
5
环氧树脂（75%）
1
1
1
1
1
丙烯酸流平剂
1
1
1
1
1
蜡
18.4
14.4
14.6
7
4.4
原漆粘度/s
69.43
59.56
62.93
58.10
43.31
施工黏度/s（14S）
12.96
12.85
12.91
12.93
12.90
施工黏度/s
12.96
12.85
12.91
12.93
12.90
施工参数走2遍，走速40喷涂10道
流量4.75圈
OK
OK
OK
OK
轻微发花
FI值
16.2
15.9
14.5
14.2
12.1
4.75圈铝粉定向
1#＞2#＞3#＞4#＞5#
5.0圈
很轻微
很轻微
轻微花
轻微发花
发花
FI值
15.3
15.0
12.3
13.1
10.2
5圈铝粉定向
1#＞2#＞4#＞3#＞5#
流变曲线
该涂料的流变曲线见下图（图5）
从上图5中完全可以看出和YF-22存在着优异的触变性，因此加入该助剂的防发花性和铝粉定向性较好。
2.4 CAB对铝粉排列及发花的影响
加入CAB增稠剂，对漆膜性能、铝粉排列及发花有下列作用：
(1)不同CAB混拼，很容易调配出各种所需要的黏度，而性能基本不受影响。汽车原厂漆要求黏度适中，在13～18s/涂-4，涂料外观较好，刮涂湿膜颜色与喷涂干膜颜色差距小，调色快捷方便；
(2)漆膜流平性、流动性好，有利于铝粉再排列；
(3)漆膜干燥快，收缩快，避免铝粉因沉降、贝纳德旋涡等原因过度再排列，从而避免出现发花；
(4)易于喷薄膜。较薄的漆膜会压迫铝粉片使之沿漆膜表面平行排列，漆膜遮盖力好，且不易发花，见图6、图7；
(5)铝粉漆膜遮盖力好；
(6)提高铝粉底色漆与上涂清漆的抗回溶性，有利于罩光后的铝粉排列。上涂清漆一旦回溶铝粉底色漆，铝粉排列会发生变化，通常会变得更杂乱，且往往伴随着发花。
2.5 抗回溶助剂对铝粉排列的影响
为了抗清漆的回溶性除了加入CAB以外，还可以加入一些硝化棉或者微凝胶，实验配方见表四。
表四、对比不同的抗回溶助剂对铝粉漆实验方案
序号
1#
2#
3#
4#
种类
空白
加入CAB
加入硝化棉
加入微凝胶
铝粉
7
7
7
7
醋酸丁酯
7
7
7
7
氨基树脂
8
8
8
8
聚酯树脂
32
32
32
32
CAB-2溶液（15%）
15
15
15
CAB-0.5溶液（20%）
5
5
5
1/2sNC（30%）
1
微凝胶
5
环氧树脂（75%）
1
1
1
1
丙烯酸流平剂
1
1
1
1
稀释剂兑稀到14s喷涂；施工参数走2遍，走速40喷涂10道
配套清漆
流平5min后，配套清漆，清漆膜厚40-45微米
烘烤条件
清漆流平5min后℃20min
喷涂后的漆膜外观数据见表五
表五、对比不同的抗回溶助剂对铝粉漆的外观影响的外观数据
序号
1#
2#
3#
4#
种类
空白
加入CAB
加入硝化棉
加入微凝胶
FI值
9.1
13.4
15.8
14.4
DOI
76
82.5
84.3
83.6
从上面数据可以看出，加硝化棉的金属底色漆涂膜FI值最高，铝粉排列最好，说明清漆对其渗咬能力最弱，其次是加微凝胶的，加CAB的效果在三者中抗渗咬最弱，金属底色漆抗渗咬能力的加强可以在一定程度上减少清漆渗咬对发花的放大作用。
2.6 施工参数及环境对铝粉排列发花的影响
2.6.1 施工参数对铝粉排列的影响
一般来讲，手工空气喷涂铝粉排列会更好，相反，静电旋杯或静电空气喷枪施工都会使铝粉排列定向变差。此外挥发速率慢的溶剂也会使涂膜排列及抗发花性都变差，再如前面提到，一次性施工膜厚厚也会导致铝粉排列差及更易发花。
2.6.2 环境参数对铝粉排列发花的影响
对如油性体系，影响铝粉排列的主要是环境温度及风速，温度过低或通风差，溶剂不易挥发，会导致铝粉排列变差，涂膜更易发花；但是过高的环境温度或风速也会导致铝粉形成颗粒毛刺，排列也不好。
3 结论
排列定向与涂膜发花存在一定的联系，非常理想状态的铝粉定向，如浮型铝粉，几乎都漂浮在表面，铝粉定向非常好，涂膜不易出现发花；另外非常杂乱的铝粉定向，如加入高添加量气象二氧化硅的涂料，由于铝粉都是杂乱无章，各部分铝粉排列差异小，涂膜也不易出现发花，但大多的铝粉漆由于颜色及外观的要求，铝粉排列处于两者之间，要保证涂膜的抗发花性，得到良好的涂膜外观，需要从配方设计到施工工艺及涂装参数各方面统一优化。
（详见《现代涂料与涂装》-8）
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