Caractéristiques et préparation des Pigments métalliques

Dans le domaine des pigments, les pigments métalliques constituent une catégorie distincte. Composés de poudres métalliques ou d’alliages semblables à des flocons, les pigments métalliques sont principalement composés de métaux ou d’alliages d’épaisseurs inférieures à 1 micron et de rapports d’aspect compris entre 50 et 200. Ces pigments, connus pour leurs qualités décoratives, confèrent aux objets enduits des teintes vives et vibrantes, caractérisées par un éclat métallique brillant et des effets chatoyants métalliques. Parmi les pigments métalliques, on trouve la poudre d’aluminium (y compris la pâte d’aluminium), la poudre d’alliage de cuivre-zinc et la poudre de zinc.

1. Classification des poudres de pigments métalliques les poudres de pigments métalliques et les poudres d’alliage couramment utilisées comprennent la poudre d’aluminium (communément appelée poudre d’argent d’aluminium), la poudre de zinc, la poudre de cuivre-zinc (communément appelée poudre d’or), la poudre de plomb, la poudre d’argent et la poudre d’acier inoxydable, entre autres. Chacun trouve des applications diverses dans différents contextes. En particulier, la poudre d’aluminium, souvent appelée poudre d’argent, est produite par pulvérisation de l’aluminium fondu en brouillard fin, suivie d’un broyage en structures minuscules semblables à des flocons.

La poudre d’aluminium ou pâte d’aluminium en écailles, réputée pour sa couleur argentée et son éclat, est classée en type flottant et type non flottant. Ses propriétés de feuillage exceptionnelles permettent la formation d’un film d’aluminium continu dans les revêtements, capable de masquer les trous d’épingles et d’améliorer la durabilité. La poudre d’aluminium présente une réflectivité dans les spectres visible, proche infrarouge et ultraviolet, reflétant plus de 60% de la lumière ultraviolette. Incorporé dans les couches de finition, il améliore la résistance aux intempéries. Lorsqu’il est formulé dans des revêtements alkydes résistants à la chaleur, il résiste à des températures d’environ 200°C et est fréquemment utilisé dans les revêtements de silicone qui résistent à des températures allant jusqu’à 600°C. La poudre d’aluminium semblable à des flocons offre des capacités de couverture et de flottement et présente un " unique; effet bicolore," Ce qui le rend largement utilisé dans les revêtements décoratifs tels que les peintures étincelantes métalliques et les finitions martelées.

La poudre de Zinc, dérivée du Zinc métallique, existe à la fois sous forme sphérique et en forme de flocons, offrant une excellente résistance à la corrosion et servant fréquemment de revêtements anti-corrosion pour les composants en acier. La poudre de zinc semblable à un flocon est produite par la poudre sphérique de broyage à billes avec un milieu protecteur. Les pigments en poudre de Zinc sont fabriqués à l’aide de méthodes de broyage à billes et se composent de fines flocons d’aluminium et de modificateurs de surface. La matière première pour la production de poudre de zinc est des lingots de zinc pur à 99,5%. Le Zinc présente une résistance importante à la corrosion dans les conditions atmosphériques, mais il est sensible à la corrosion dans les environnements acides (sels acides, solutions alcalines acides). Lorsqu’il est en contact avec des métaux possédant des potentiels positifs plus forts, le zinc se corrode d’abord, produisant des oxydes. Par conséquent, le zinc métallique est utilisé comme couche protectrice. Le Contact entre la poudre de zinc et les aliments acides peut entraîner des sels de zinc toxiques, ce qui rend la poudre de zinc inappropriée pour les revêtements d’équipement alimentaire. La poudre granulaire de zinc peut être produite par distillation et par atomisation. La poudre de zinc produite par distillation présente des particules plus fines et une activité plus élevée, tandis que l’atomisation produit des particules plus grossières avec des distributions de taille plus larges. Cependant, l’atomisation a une efficacité de production plus élevée, une consommation d’énergie inférieure, et des coûts réduits. Avec des techniques avancées d’atomisation et de classification, la poudre de zinc finement contrôlée peut être produite. Récemment, la poudre de zinc semblable à des écailles produite par le broyage à billes a été largement adoptée dans l’industrie de la peinture. La poudre de zinc semblable à un flocon offre un excellent pouvoir de couverture, et moins de poudre de zinc est requise par rapport à la poudre de zinc sphérique lors de la formulation des revêtements.

Le plomb, un métal gris, présente une résistance remarquable à la corrosion dans les environnements atmosphériques, d’eau de mer et d’eau douce. Il se comporte bien contre l’acide sulfurique, l’acide nitrique et l’acide fluorhydrique, affichant une forte résistance à la corrosion. La poudre de plomb est fabriquée par atomisation, où le plomb fondu est transformé en solution et pulvérisé à l’aide d’air comprimé, ce qui entraîne une poudre de plomb granulaire irrégulière avec une finesse inférieure à 200 mailles et une teneur en métal de moins de 97%. La poudre de plomb est utilisée comme composant dans les lubrifiants pour la métallurgie des poudres et, lorsqu’elle est mélangée à des matériaux filmogènes, elle peut être utilisée dans les revêtements anti-corrosion.

La poudre de titane présente une excellente résistance à la corrosion aux substances acides et alcalines à température ambiante. Le titane présente une forte affinité pour l’oxygène, formant un film d’oxyde dense sur sa surface, assurant une stabilité chimique robuste. La poudre de titane est généralement produite à l’aide de méthodes de broyage par hydrogénation. Ses propriétés exceptionnelles de stabilité anti-corrosion et chimique le rendent très utilisé dans diverses applications dans les industries chimiques et alimentaires.

La pâte d’argent est un matériau crucial dans l’industrie de la microélectronique, comprenant de la poudre d’argent, de la résine et des solvants mélangés dans des proportions spécifiques. Parmi ces composants, la poudre d’argent joue un rôle central dans la pâte d’argent conductrice. La poudre d’argent se présente sous diverses structures, y compris dendritiques, sphériques et en forme de flocons. La poudre d’argent semblable à un flocon, lorsqu’elle est utilisée pour créer des revêtements en pâte d’argent, offre des performances électriques exceptionnelles, une consommation réduite, une rentabilité et un brillant blanc argenté. La poudre d’argent semblable à un flocon sert de matériau électrique primaire dans les composants électroniques tels que les condensateurs monolithiques, les résistances à film de carbone, les condensateurs, les interrupteurs à film mince, la liaison de puce de semi-conducteur et les plaques conductrices.

La poudre d’acier inoxydable est généralement produite en utilisant la méthode d’atomisation par gaz. Les particules de poudre en acier inoxydable sont transportées dans la chambre de pulvérisation par un flux d’air à haute pression, où elles sont soumises à une rotation, un frottement et un impact à grande vitesse pour être transformées en poudre fine. La poudre d’acier inoxydable est utilisée dans les revêtements anti-corrosion.

1.1.2 caractéristiques des pigments métalliques1.1.2.1 caractéristiques optiques et de couleur les pigments métalliques, sous forme de poudre, sont composés de métaux ou d’alliages, ce qui donne un éclat et une coloration métalliques clairs distincts. Par exemple, la poudre d’aluminium et d’argent présente une teinte blanc argenté et, lorsqu’elle est utilisée dans les revêtements, elle peut protéger et réfléchir une partie des ondes lumineuses, ce qui entraîne des variations de teinte et d’éclat métallique. Récemment, de nouvelles variétés de poudre d’argent d’aluminium, comme la poudre d’aluminium paillettes, ont été combinées avec des pigments transparents, produisant des revêtements qui non seulement présentent des reflets métalliques, mais aussi un aspect vibrant et coloré. De même, la poudre d’alliage de cuivre et de zinc varie dans la couleur de l’or pâle à l’or rougeâtre, conférant une gamme vive de couleurs sur les objets enduits. La poudre de zinc semblable à un flocon offre un brillant métallique subtil, intégrant de manière transparente les objets enduits à leur environnement, pour obtenir un effet de camouflage. Les pigments métalliques comme des flocons possèdent une caractéristique unique connue sous le nom de " flop de couleur," Où la couleur perçue passe de lumineuse à tamisée à mesure que l’angle de vision change. Lorsqu’il est observé presque parallèlement à la surface de revêtement, le scintillement apparaît comme une couleur de pâturage, affichant un ton de couleur relativement feutré avec un soupçon de gris. Lorsque l’angle de vision s’écarte de la normale de surface, une couleur étincelante distincte, connue sous le nom de couleur de retournement, émerge. Vu perpendiculairement à la surface de revêtement, le shimmer devient la couleur de vue directe, présentant un aspect vibrant et éblouissant.

1.1.2.2 caractéristiques de résistance à la Corrosion et d’isolation thermique la plupart des pigments métalliques existent sous forme de poudres en forme de paille qui, lorsqu’elles sont incorporées dans les matériaux de revêtement, s’alignent parallèlement à la surface enduite, s’entrelacent et se dissimulent dans des dispositions multicouches pour former une barrière. Cette disposition protège le matériau enduit des gaz ou des liquides nocifs pendant l’application, protégeant à la fois le revêtement et l’objet à enduire. Cette capacité de blindage physique contribue à leur résistance à la corrosion. De plus, la poudre de zinc, outre sa capacité de blindage, offre une protection cathodique. Une multitude de particules de zinc dans le revêtement forme une couche conductrice. En cas de corrosion électrochimique, le zinc, ayant un potentiel électrochimique plus négatif que le fer, est de préférence corrodé, préservant ainsi efficacement le substrat d’acier sous-jacent. La poudre d’acier inoxydable présente une stabilité chimique exceptionnelle, résistante à la corrosion chimique. De plus, les pigments métalliques à haute brillance possèdent des capacités d’isolation thermique, car ils n’absorbent pas facilement la lumière, reflétant efficacement le rayonnement visible, ultraviolet et thermique. Ainsi, ils trouvent des applications dans les produits nécessitant l’isolation, la réflexion de la lumière et le rayonnement thermique, tels que les réservoirs de stockage d’huiles et de gaz. Les pigments métalliques réfléchissent plus de 60% dela lumière ultraviolette, retardant ainsi le vieillissement causé par le rayonnement UV, contribuant ainsi à prolonger la durée de vie des revêtements.

1.1.3 préparation de pigments métauxla majorité des poudres de pigments métalliques sont produites par des méthodes physiques, en transformant des métaux solides, liquides ou gazeux en poudres adaptées à des exigences spécifiques. Les méthodes de production courantes comprennent:

1. Transformation des métaux d’une phase gazeuse à la forme de poudre, telle que la production à base de sublimation de poudre de zinc et de poudre d’aluminium et d’argent.

2. Transformation des métaux d’une phase liquide en poudre, comme la production par atomisation de poudre d’aluminium et d’argent et de poudre de cuivre et d’or.

3. Transformation des métaux de la phase solide à la forme de poudre, comme le broyage à billes pour la production de poudre d’aluminium et d’argent, de poudre de cuivre et d’or et de poudre de zinc.

Les méthodes courantes de traitement des pigments métalliques sont détaillées dans le tableau 1.