粉末塗料中顏填料的調色方法及配方設計

摘要：文章就科學地在粉末塗料配方中使用顏填料及快速、準確地依客戶色板或色卡要求調配顏色，提出了一些處理辦法。

引言

粉末塗料是一種不含揮發組分的成膜物質(常稱無溶劑塗料)，是以空氣為分散介質進行塗裝的粉體物質。因其具有節約資源、減少汙染、施藝簡單、塗膜性能優良等優點，受到了人們的重視。

由於粉末塗料在組分、生產工藝、施工工藝等方面與溶劑型塗料截然不同，加上固體組分分散的困難和施工時的高溫烘烤．使得顏色調配問題在粉末塗料中顯得特別重要。

據一些廠家反映，粉末塗料生產中的調色問題，是廠家及時向客戶交貨、延誤生產工期的一大阻障。因此，本文就怎樣準確、快速地根據客戶提供的色板或色卡來調配其顏色及在粉末塗料配方中合理經濟地使用顏填料提出一些處理辦法。

1、調色及調色方法

顏色具有三種主要性質，即色調、亮度和純度或稱飽和度，並以此來準確確定顏色。兩種顏色，如果色調、亮度和純度相同，則其顏色完全一樣；

如果這三種參數中稍有不同。顏色就不一樣。所有的顏色可分為兩類，即消色與彩色。白色和所有的中性灰直到黑色屬於消色。消色類的區別在於亮度．即反射的光量。

消色以外的其餘顏色都屬彩色。同樣色調的物體被不同亮度的白光照射時，顏色就顯得不同。這種區別不在色調而在於顏色的亮度上。

一定色調的彩色有強弱之分，從強到弱可以看作同種顏色，若用不同數量的消色類顏色，白色或中性灰色以至黑色予以衝淡，則形成的系列顏色純度或稱飽和度便有區別。凡與中性灰色差別小的顏色稱為弱飽和的，凡差別大即很少或不含消色的色彩則稱為飽和的。

就配色而言，生產塗料進行的配色，一般是採用減色配色法，即在幾種顏料混合而得到新顏色顏料的過程中，混合料中的每一種顏料都會從照射到這個混合顏料的白色光線中減去一定波長範圍的光線和一定數量的光能。可見光線的波長稍有不同，顏色便不一樣，人眼對它們的感覺也會不一樣。

紅、黃、藍稱為三原色，是形成各種顏色的基礎。如黃加藍成綠，紅加藍成紫，紅加黃成橙，而橙、綠、紫又稱為問色。如用間色與間色相混配，或原色、間色、再間色之間混配，則能調配出十分豐富的色彩。

圖l是減色法配色的示意圖，圓心相對的兩種顏料屬於互補色。以適當的比例來混合互補顏色的顏料並不能得到白色，而實際得到的是深灰色，這是由於反射不出足夠的光能。

圖1減色法配色圖圓圈的四周列出了許多顏料，將兩種不是互補色的顏料混合，得到的顏色將介於這兩種顏料之間，這種相應的混合色可以從連接兩者較短的圓弧上找到。

如果將兩種顏料連以直線，則直線離圓心越近，得到的顏色越暗。當按照用戶提供的色板或色卡來配製顏色時，通常可採用以下步驟來進行。

(1)對色板的觀察與分析

對色板仔細觀察．弄清楚該色板的顏色中含有幾種單色（主色和輔色)及顏色的鮮豔或暗淡程度。弄清楚該色板是粉末塗料。還是溶劑型塗料，及用戶所提供樣板的製造時間、保存情況等影響塗膜顏色的諸多因素。

減色法配色示意圖

(2)調配顏色

根據對色板主、輔色的觀察，初步擬出各種顏料的配比用量，取少許比例的混合顏色植物油進行配色，在平滑的白瓷板上將配色塗膜與客戶色板進行仔細比較(在色調、亮度、飽和度上)，發現差異再定量地調整配比。

繼續調色，反覆多次進行，直到與客戶色板顏色完全相同為止，記錄下各種顏料的配比 再按顏料的遮蓋力強弱和顏料的PVC值定出該色的粉末塗料的配方，並將其打製成粉末塗料小樣色板，驗證顏色的可靠性。若還存在差異，則判別顏色在哪種性質上存在差異，再進行微調色，直至達到客戶的要求。

在配色過程中，有兩點需注意：一是使用遮蓋力強的顏料時。特別是調配淺複色時，不要將著色力強的顏料一次加入量過多，並在比色前一定要充分攪拌均勻：二是要估計到烘烤後產生的色差及樹脂本身所帶的黃色相產生的影響，要找出其間的規律．準確判斷並加以消除。

2、配方中顏填料的設計

粉末塗料的品種雖然很多，但其塗膜性能的外觀要求通常為顏色、遮蓋力、光澤度和平整狀態等，其中塗膜的顏色、遮蓋力和光澤度等與塗料中所採用的顏填料有著密切的關係。

顏料能賦予塗膜各種美麗鮮豔的色彩，填料可降低粉末塗料成本，增強塗膜機械性能。因此，在設計各色粉末塗料配方時，除了正確使用好樹脂、顏填料和助劑的比例關係外，還要十分注意顏料的選取，儘量使用那些粒度細、分散性能好、著色力高、耐高溫的顏料。

一般認為，粉末塗料中顏料的粒度小、含量低，它所形成的塗膜裝飾性好、顏色鮮豔、光澤高、塗膜平整光滑；反之，如果顏料含量高、粒度大，那麼所形成的塗膜粗糙．呈半光或無光狀態。

在設計粉末塗料配方的顏填料用量時．有兩個很重要的參數，一是顏填料／基料，簡稱顏基比，由顏填料的重量百分數對樹脂重量百分數的重量比來表示；二是顏填料體積濃度(簡稱PVC值)，可按下式計算。

計算公式

選擇適當的顏基比。對確定粉末塗料的原始配方是非常有用的。

例如，就一般高光澤粉末塗料而言，顏基比以O.5～4之間為宜。粉末塗料中的PVC值與塗膜的光澤有一定的關係．大體可劃分如下：

①無光塗料，PVC值在40％以上；②半光塗料，PVC值在20％～40％之間；③高光塗料，PVC值在20％以下。

但是這個幅度並不能代表所有類型的產品，其之間也無明顯界線。選用不同樹脂，其臨界PVC值也不同，如就聚酯、環氧、丙烯酸樹脂三種粉末塗料而言，其臨界PVC值為聚酯樹脂>環氧>丙烯酸。以鈦白顏料為例。

在聚酯中可高達40％，在丙烯酸樹脂中只有20％。但從光澤來看，丙烯酸>聚酯>環氧。塗膜中顏填料的PVC值必須低於臨界體積濃度，這樣才能使塗膜的機械性、耐候性等性能得到滿足。

若顏填料用量過高。通過曝曬和其它作用會造成塗膜早期破壞．而顏填料用量過低。對機械性能和耐光性能也不利。因此，就粉末塗料來說．不能完全依賴增加PVC值來實現消光。因為這樣做不僅會使塗膜性能下降。

而且塗膜的熔融流動性差．以使塗膜難以形成完整的連續膜。因此要得到經濟、理想的無光或半光粉末塗料，除在粉末塗料配方中考慮PVC值外，還必須加入少量消光劑。表1列出了常用各色粉末塗料中樹脂與顏料的比例，表2列出了一些高光、半光、無光粉末塗料的配方。