佛山市欣輝誠科技有限公司
聯系人:張小姐
電 ?話:0757--8543 9582
傳 ?真:0757--8543 9582
手 ?機:18922375875
郵 ?箱:gz_huicheng@163.com
網 ?址:www.dgsqy.com
地 ?址:廣東省佛山市南海區丹灶鎮南海國家生態工業示范園區
自20世紀80年代粉末涂料在國內研制開發生產應用以來,三十年間從產量到質量均有很大的飛躍。因其節省資源、能源、低公害和提高勞動生產率等特點,每年以10%的增長率發展,品種已從早期純環氧防腐型發展到環氧/聚酯、聚酯、丙烯酸等裝飾型高級系列。但總體裝飾性能還比不上高檔的溶劑型涂料,加之國內生產廠家技術條件不一,所生產的粉末涂料在施工應用時有些廠家的產品往往出現如流平性差、邊緣覆蓋率低、粉末易結團、漆膜出現縮孔等弊病。筆者通過多年的生產實踐經驗,提出如何從根本上減少上述弊病,努力提高漆膜裝飾性便是本文討論的主要問題。
1、生產線調節對質量的影響
1.1 原材料混合
在高速混合機中混合原材料對調色人員至關重要,經常會出現相同配方,小試和生產色差很大。粉末涂料調色生產后顏色不合格產品的處理常令生產者頭痛。解決途徑之一是不能常變動顏料生產廠家及型號,更重要的是要操控者對生產時原材料混合時間與混合機轉速一經調節好就不要輕易改變,有經驗的生產者都知道其混合時間哪怕相差10S其產品顏色就會有差別,淺色漆的色差影響更大而深色漆影響小些。當發現混合機內壁有較多物料掛壁,就應及時檢查顏填料吸潮程度即含水量是否合格及所用樹脂之軟化點是否合格,掛壁嚴重對所調色準確性、配方均勻性有很大影響。
1.2 擠出機區間溫度
擠出機調節加熱熔區間溫度對物料分散程度及樹脂對顏填料的濕潤程度相當重要,溫度過低則物料濕潤分散不好,物料潤濕分散不好可以通過檢查粉末涂料壓片,當涂料壓片橫截面觀察到未分散粉粒時,便可以確定為分散不好,它是造成粉末涂料易產生縮孔的主要原因之一。而溫度調節過高則外力對涂料剪切力過低,同樣造成分散濕潤不好,由于剪切過低粉末涂料在高溫的擠出機運行時間過長引起局部物料膠化而最終產生不熔膠粒,這種嚴重影響涂膜外觀又很難除去的膠粒是生產者最不愿見到的,擠出機溫度是否過高,主要是檢查壓片橫截面是否有氣泡,有氣泡則表示溫度調節過高,如果擠出機出口物料呈現流水狀則是控溫超高了。不同軟化點樹脂對溫度調節會有變化,大體上一區90~95℃ ,二區125~130℃,可通用各種類粉末涂料,調節擠出機控制柜表轉速1100—1200rpm,此時剪切力最好,樹脂對顏填料具最佳濕潤性。
1.3 ACM空氣分級磨調節
粉末涂料的粒度分布是否合理關系到漆膜表面性能及施工應用性能,160~180目粗粉占比例太多漆膜表面流平性不好,300目以上細粉占比例太多則邊緣覆蓋率低,且噴涂施工漆膜易產生針孔,粉末產品易結團甚至不能使用。一些粉末生產廠家對粒度分布不太重視導致反復出現產品質量問題。好的粒度分布原則應考慮到粗粉摩檫帶電及氣流流動性佳的優點和中細粉易形成空隙率低,利于生成平整漆膜的特性。技術人員應通過實驗室分級篩對產品粒度分布檢驗,以觀察實際施工應用效果確定某品種ACM空氣分級磨調節的最佳途徑。
2、原材料選用與配比
2.1 樹脂
樹脂的結構和性能是決定粉末涂料和漆膜性能的主要因素,應具有合適的熔融溫度、良好的帶電性、良好的機械粉末涂料成膜性,但應用廠家不具備這些項目檢測手段,只能通過實際應用后確定某牌子。因樹脂分子量分布寬其與固化劑交聯固化過程內應力不同而產生縮孔,助劑只對問題不嚴重時的解決方法之一,粉末涂料儲存期易結團失效往往也是樹脂中低分子量部分因軟化點太低造成。分子量分布寬窄一般而言與樹脂軟化點沒關系,故選擇樹脂大體上也只能按實際應用效果,軟化點指標只是重要參考數據。
2.2 固化劑
固化劑的選擇范圍很廣,既有互為固化劑的樹脂型如環氧/聚酯、丙烯酸/聚酯,也有純固化劑型與樹脂交聯固化的胺類、封閉型異氰酸酯、異氰脲酸三縮水甘油酯等。在篩選固化劑時最重要一點是通過配方設計其膠化時間,粉末涂料膠化時間過快會產生流平性差、附著力差等問題。流平性差很易懂,而附著力差的原因通常是噴涂厚金屬或大面積金屬件時由于工件的熱容量大,要使被涂工件表面達到粉末涂料所需的熔融溫度時間較長,如果生產設定的膠化時間不夠,則涂料沒有充分熔融流平并與金屬表面緊密接觸。有些噴涂成膜后的工件稍加外力,某些部位便成小片脫落現象,這種情況除工件局部受污染引起外,另一原因便是膠化時間短,粉末涂料對應大熱容量工件容易產生的現象,它與粉末涂料附著力性能關系不大。當然,設計膠化時間過長也會產生邊緣覆蓋率低及工件邊角流掛弊病,本文認為最佳膠化時間應設定在200~250s/180℃之間。
2.3 助劑
助劑對修補粉末涂料弊病有一定作用,例如聚乙烯醇縮丁醛對改善漆膜耐沖擊性、流平性提高工件邊緣覆蓋率有較好效果,適宜選用粘度35~40S規格的產品。少量氣相二氧化硅加入對提高邊緣覆蓋率、減低漆膜光澤及防止產品儲存結團均有一定效果,但不能大于0.5%,否則粉末涂料易在擠出機產生打滑難出料,而且粉末應用時會產生靜電火花使漆膜產生針孔。流平劑選擇更廣,液體型流平劑因其易使產品結團現已較為少用,現大多使用固體型丙烯酸類產品。應用安息香類親水物也能一定程度消除因原材料帶進水分而導致漆膜上出現的針孔。
2.4 顏填料
顏填料的種類及占配方比例會直接影響漆膜性能,顏填料應具有經高溫烘烤顏色穩定,不產生發花、倒光等弊病。故顏填料宜選耐熱性好,所選的顏填料和樹脂有良好的濕潤分散性,濕潤分散性的好壞給漆膜光澤帶來明顯的影響,這一點依賴助劑收效甚微。
顏填料粒徑對漆膜表面性能有較大影響。粉末涂料固化過程中樹脂、固化劑、助劑熔融流動,而不能熔融流動的顏填料是最終形成漆膜骨架的主體,由此可見顏填料的幾何形狀及粒徑是漆膜表面性能因素之一。就粒徑而論,不同粒徑顏填料合理配搭可有效減少處于熔融期間時漆膜體內空隙,這有利于平滑漆膜表面的形成。按顏填料原理,生產實踐中歸納出粗細顏填料按合理比例配搭具有最小粉末體積空隙率。按此原理在生產實踐中還總結出在合適的范圍內在保證漆膜表面性能情況下填充料的最大加入比例。圖2可看出顏填料占配方比例從35%-45%光澤變化不大,其原理在于顏填料除了吸油量及其化學性質、幾何結構對漆膜有影響外,其粒子之間的空隙率多少相當重要,粉末涂料在熔融流動過程中由于有空隙率少的顏填料骨架體形成,使部分熔融后的樹脂向漆膜表面遷移而形成上圖表達的效果,此原理對保證質量前提下降低成本十分有效。對于顏填料堆砌理論我們還可以從幾何及物理性質如顆粒形狀、結晶狀態、密度、相對密度、表面積等原理作深入理解。
3、施工應用
3.1 上粉率
粉末涂料施工應用普遍使用靜電噴涂,其原理是金屬工件和噴槍電極之間施加30—90kV高壓電流,用壓縮空氣把粉末涂料從噴槍分散到空間,粒子受噴槍電極暈放電形成電場而產生電離的粒子相碰撞形成帶電荷的粉末粒子吸附在接地的金屬工件表面。影響上粉率主要是噴涂設備調試、粉末涂料帶電性、粉末涂料粒度分布、涂裝環境溫度與濕度等上粉率低對應用廠家是致命的,因一般情況下叵收粉既有環境帶進雜質而這些雜質很難通過篩網除去,同時叵收粉粒度分布二級分化即太粗和太細粉占重要比例,這些粉上粉率很低,故回收粉廠家一般都作廢物處理。一般正常粉末涂料應用率85% 一95%,解決上粉率低的途徑主要是粉末涂料生產廠家要控制好產品最佳粒度分布,以及提高粉末涂料帶電性如加入導電助劑或少量氣相二氧化硅等。另外應用廠家可通過施工中適當提高電壓及減少出粉氣壓會收到明顯提高上粉率的效果。與上粉率相對應是涂膜厚度均勻性,對大平面工件尤其要注意走槍均勻性。天氣潮濕及氣溫低的春季尤其要注意,一般來講涂膜太厚易產生針孔及橘皮弊病,太薄部分則顏色不均及易露底,特別是淺灰、淺紅等過渡色最易看出顏色不均勻性,適當提高電壓減低氣壓可收較理想效果。當然,把噴槍調節到最佳出粉霧化狀態也是重要的,上述調節也可解決工件邊緣覆蓋率差的問題。
3.2 烘烤生產線溫度調節
粉末涂料涂覆到工件后經加熱烘烤,粉末開始熔融并將粉末粒子之間的空氣排出,熔融的粉末逐漸流平及逐步失去流平性,固化成膜,其中最重要的時間區域是膠化時間,即涂料開始進入固化交聯階段的起始時間。涂料在膠化點之前有一個熔融流平時間區域,而此區域如果生產時對烘烤第一區(按每區5min行走時間計)溫度合理調節,對最終產品外觀起決定性作用。
4、展望
國內目前粉末涂料以純環氧、環氧/聚酯、純聚酯為主,通觀我國粉末涂料(指熱固交聯型粉末涂料)發展還落后于國外先進水平。國外已有戶外使用壽命長達20—3O年的氟樹脂粉末涂料上市。從我國粉末涂料發展方向首先應大力開發耐候性優秀的丙烯酸粉末,同時著力研制氟樹脂粉末涂料,其二著力開發低溫固化粉末涂料。隨著我國對環境保護的日益重視及國家各項環保法規出臺,將會成為我國粉末涂料研制生產應用趕超世界先進水平的動力。
推薦資訊
- 16-08-18 粉末助劑的重要性
- 17-11-16 水性轉移涂料的研發、調配和工藝應用
- 17-02-19 氟碳樹脂的選擇對氟碳涂料的重要性
- 17-01-14 淺析粉末涂料消泡問題與方法
- 17-01-14 淺談如何提高鋁型材用粉末涂料的耐候性
- 17-01-14 關于低溫固化粉末涂料的深度探討
- 16-08-20 粉末涂料不同環氧體系對涂層防腐的影響
- 16-08-20 粉末涂裝安全事故分析