近年来，随着国家对环保的要求越来越大，涂料行业正在进行一些变革与洗牌，寻求低VOC含量的涂料取代油性漆是涂料市场发展的必然驱势。粉末涂料是一种100%固体涂料，国际上称之为“4E”涂料，具有生态环保、生产高效、性能卓越、无VOC排放等优点，其用量及应用范围逐年扩大，在很多领域正在逐步取代油性漆。然而在具有金属涂层效果的高装饰性应用领域，粉末涂料还是有很多缺陷，比如流平的问题，涂层金属效果的问题，应用色差的问题等等。近几年已经有企业在金属粉生工艺进行了一些探索，运用邦定工艺（Bonding）生产金属粉，但还不是很完美。要想使金属粉末涂料完全代替油性金属漆，达到油性漆的涂层表面效果，必须从粉末配方、邦定设备、邦定工艺全方位整体去解决。

  一、邦定工艺介绍

   金属油性漆与金属粉末涂料都是在基料中加入各种金属颜料，如铝粉或云母粉。油性漆的基料是液体，对金属颜料有很好的润湿性与包覆性，在流平时由于粘度低，金属颜料能很好的定向排列，形成高装饰性的金属效果涂层。而粉末涂料由于是固体，不能对金属颜料有很好的润湿性与包覆性，在熔融流平时，金属颜料也难以浮出到表面或翻转定向。而且粉末涂料中加入金属颜料时，由于两者都是固体，无法结合在一起，由于两者的比重、粒径、带电性等差异，在静电喷涂施工时所受电场力不一样，很容易分离，出现色差等问题。所以要想施工中不出现上述问题，必须要使用一种特殊的工艺，让粉末基料与金属颜料很好的结合在一起，这就是通常所说的邦定工艺。邦定工艺也叫热粘结技术，是在1980年，奥地利Benda-Lutz公司在欧洲大陆推出的，就是将粉末涂料基料加入到具有控温夹套的混料机中，通入氮气，在高于树脂的玻璃化温度（Tg）下，将金属颜料加入到粉末基料中,使它粘结在软化的粉末涂料粒子的表面上，然后放料到冷却混料缸中冷却。这种工艺原理简单，但真正能用好达到好的邦定效果的很少，因为该工艺涉及到邦定设备结构、工艺参数、基料配方等多种因素影响，是一个整体的系统工程，少了哪一个环节都很难以达到好的邦定效果。下面就从这些方面作一些具体的介绍。

 二、邦定粉末配方设计

 1.树脂的选择

   粉末基料中主要成份就是树脂，环氧树脂与聚酯树脂，一般来说，生产金属粉时选用熔融时表面张力大的树脂比较好，表面张力大能让金属颜料浮到涂层表面，产生较强的金属质感效果，特别是聚酯树脂的表面张力影响作用更大，所以有些聚酯树脂厂家针对银粉系列产品推出了一些特殊的专用树脂，效果很不错，主要原理也是增加树脂的熔融时的表面张力，让更多的金属颜料在熔融流平阶段浮出到涂层表面。树脂表面张力的影响在生产高光泽电镀银时表现得特别明显。

  2.金属颜料的选择

   邦定工艺中金属颜料选择也非常重要，特别是铝银粉的浮力指标。铝银粉的浮力越大，在涂层熔融阶段就能更有机会浮出到表面，我们做过试验，经过有效的邦定工艺后，同样金属粉添加量，表面浮力大的铝银粉比浮力小的铝银粉在涂层表面显得多很多。金属颜料的另一个选择就是尽量选择包膜的金属颜料，其耐化学性好，邦定时与粉末颗粒结合也比较好。

  3.配方颜基比的调整

   所谓颜基比就是配方中颜填料质量与基料的质量比，粉末配方中基料主要是指环氧树脂与聚酯树脂。生产金属粉时颜基比越低对金属颜料的润湿性与包覆性就越好，所以在生产高含量金属颜料的金属粉时一定要注意降低配方的颜基比。一般来说金属颜料添加量越大，配方颜基比调得越小。

  三、邦定设备的选用

   要达到好的邦定效果，好的邦定设备是必不可少的，目前生产邦定设备厂家也比较多，但大多数是用通用塑料高速混合机改装下电控，这种邦定机混合简单要求不高的细银还行，生产高端的金属粉达不到理想效果。国外的邦定机生产厂家主要是德国的HENSCHEL、MIXCO他们缸体内壁有特殊处理，缸壁与搅刀有冷却系统，通过搅刀高速运转摩擦升温，并由电脑程序判断电机电流来确定邦定温度，有时会出现判断错误引起邦定温度不准，目前也只能在50-60℃下进行邦定，而且由于是高速运转，高剪切力很容易破坏金属颜料，无法生产出高闪效果涂层。加上国外机价格不菲，一般在两百万左右，很少有粉末厂家能承受这个价格压力，售后服务与维修也是一个难题。所以国外邦定机在中国只有少数几台，有些厂家买回来也是闲置着。作为一台好的邦定设备必须具有以下几点：

  1.设备要有专业的结构设计

   真正有效的邦定工艺是基料在Tg点以上与金属颜料进行较长时间的均匀混合，对一般粉末涂料能在65℃-70℃下，进行3-5Min的邦定混合而不结块，这完全得靠邦定设备厂家专业的机械设计和精确的控制

  A.邦定机内壁、缸盖、下料口均要用特殊钢材并经特殊处理后再镜面抛光，这样生产过

程中不会粘料结块。

 B.混料区搅刀与缸体间距离有特别的规定，不能出现物料死角位。

 C.搅刀要设计成独特的多层结构，每层搅刀的角度与运动曲线不一样，并且搅刀具有自洁性，保证了所有物料均匀混合。

 D.搅刀内部必须有冷却水降温，因为在物料混合过程中与搅刀磨擦，搅刀边缘的温升最块，物料在此部位最容易结块。

 E.缸盖上要安装有导流桨叶，并可多角度调整方向，保证物料的最佳流动。

 2.设备要安全可靠

     铝银粉是易燃易爆非常危险的物质，所以对邦定设备有更高的安全要求。

 A.邦定设备整个系统在运转中都必须氧气浓度在线监测和氮气保护系统，防止粉尘爆炸危险。

 B.机械各个分部件都要可靠接地，即时导走产混料过程中生的静电危害。

 C.在机械运转和连接部分设置有感应装置和互锁机构，来保证连接的可靠性和操作的安全性。

 D.驱动系统和电器系统要有很高可靠性，防止在运转过程中出现故障，因为在运转中停机会造成结块物料报废，甚至一些人身伤害或爆炸危险。

 3.设备操作要简单方便

   邦定设备充分考虑到生产过程自动化和操作过程简单化，设备能自动判断一些故障及报警，能智能处理自动进行邦定工艺的各个流程，减少人为影响因素。

 A.系统能保存产品的各个生产工艺参数，使用时即时调出该产品工艺参数即可进行生产，也可与PC机联网，进行中控智能化管理。

 B. 整个操作都是一键完成，氮气检测、升温、邦定、降温、放料过程都是自动进行，无需人员操作。

 C. 生产模式分为手动模式、调试模式和量产模式，方便调试与生产。

  四、邦定工艺的优化

   邦定工艺就是在一定温度下，让粉末颗粒软化，金属颜料颗粒粘着在软化的粉末颗粒上，两者结合在一起，喷涂施工时不产生分离现象，而要达到一个好的邦定效果，工艺上必须达到三个条件，即邦定温度，邦定时间和邦定剪切力：

  1.邦定温度

   邦定温度必须在高于粉末基料玻璃化温度（Tg点）以上且恒定，高于这个温度粉末会结块报废，低于这个温度金属颜料颗粒粘接不上去，这个温度大约有2-4度的宽度范围，我们称之为邦定窗口温度，所以我们在邦定时一定要在这个邦定窗口温度下去邦定，否则难以达到好的邦定效果。这个温度可以通过DSC检测物料Tg点加上邦定设备的扭矩变化由邦定设备的电脑系统综合去判断。找到邦定窗口温度后一定要有较长时间的恒温，温度波动应当由邦定设备来智能控制，一般波动不超过±1℃，这就要求邦定设备要有精确的温度控制功能，这也是判断一台邦定设备好坏的重要指标。

  2.邦定时间

邦定过程不是一到邦定温度后加入金属颜料后就出料，必须要有一个较长的恒温时间，这个时间视不同的产品，大约在3-5分钟，在这个时间段里，先是金属颗粒自己分散开，然后金属颜料颗粒与粉末颗粒在搅拌力的作用下不断的碰撞，金属颜料颗粒才能有更多的机会粘接在软化的粉末颗粒上，有时也称之为碰撞邦定理论。

  3. 邦定剪切力

    由上面的碰撞邦定理论可以看出，在邦定过程中邦定机搅刀必须要给以物料一定的剪切力，这个剪切力也有一定的范围，过大过小都会对邦定效果有影响。剪切力过大会对片状金属颜料产生破坏，难以生产出高闪效果涂层，而且会破坏金属颜料的包膜，降低耐酸耐碱等耐化学性，同时剪切力过大产生热量大，物料容易结块报废。剪切力过小，金属颜料分散不开，也不能很好的与粉末颗粒产生碰撞而粘接在一起。邦定剪切力的控制主要是由设备电脑系统智能的去进行判断，随时进行调整，达到一个最优化的邦定剪切力。

         综上所述，金属粉的邦定工艺是一个系统工程，要想做出高端的金属粉，需要由粉末生产企业组织一个专门的研发团队，从配方，设备，工艺参数去整体探索，这几个方面缺一不可。无锡维而特公司有着多年的邦定机研发生产能力和高端邦定粉生产经验，最新的邦定机控制系统融合了大量的工艺参数信息，建立各种数据模型，完全实现智能判断与智能控制，为客户提供从邦定配方、邦定设备到邦定工艺整体解决方案，让粉末涂料生产企业生产高端金属粉更简单更高效。