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粉末涂裝縮孔的控制

放大字體  縮小字體 http://www.nxsn.cn  發布日期:2015-10-18  來源:中國涂裝設備網  瀏覽次數:780
中國新型涂料網訊:
       粉末涂料涂裝是迅猛發展的表面工程領域中異軍突起的新興技術。它不僅能起防護、裝飾作用,而且還具有絕緣、導電、防靜電、示溫、“隱身”等特殊功能,因此該項技術反映了一個國家的工業化程度、科技的發展、人民生活水平以及國防力量等綜合因素,它在國民經濟發展中正發揮著越來越突出的作用。粉末涂料涂裝以其為100%固體分,生產與施工中無VOC排放,防止了公害的產生,有利于環境保護,同時利用率高達90%~95%,涂裝周期短、生產效率高等顯著優越性,而廣泛地應用家電、機械、電子、建筑、化工、航天航空、礦山冶金等各個領域。我國自80年代以來,己大量研究應用,經過一定時間的摸索與應用,不斷提高創新,現己初步形成了一個較為完整的技術體系、管理體系。
  筆者結合自己幾年中的工作經驗,將粉末涂料涂裝中容易出現的缺陷之一(縮孔)的形成過程及如何控制作以簡要匯總,以饗讀者。
  1粉末涂料靜電涂裝工藝
       1.1粉末涂料涂裝方法
       粉末涂料的涂裝方法較多,有靜電噴涂法、流化床涂裝法、靜電流化床涂裝法與粉末電泳涂裝法等,一般靜電噴涂法應用最多,其具有工件不需預熱亦可涂裝,粉末利用率高達95%,涂膜較。50~100m)且均勻無流掛等優點。
  1.2粉末涂料靜電涂裝工藝流程。
  各種材料及制品的表面,由于加工、貯存、運輸過程中通常都容易生成或附著異物,如氧化、油污、加工碎屑、塵土等,它們會影響涂膜的附著性能及保護性其中:流變學常數9.3X10 3;f流動前后峰之比(即平均波光彎曲系數)D粉末粒子平均粒徑;n熔融粘度;8-表面張力;n涂層厚度,與D有定的函數關系。根據上式可以認為影響涂膜流動性的主要因素為表面張力、熔融粘度及粉末粒子的平均粒徑。
  1994-2015請ecfronicPublishing縮孔現象不僅與涂料的生產、貯存/有關而且與涂料涂表面技術能,故需作以適當的表面預處理方可涂裝(比如鋼鐵件的除油、除銹、磷化、鈍化等)通過預處理可以有如下作用:(1)增強涂膜對被涂物表面的吸附力;(2)提高涂膜對被涂物的保護性能;(3)為涂膜的平整性創造良好的條件,提高涂膜的裝飾性能等。
  1.2.2靜電涂裝
       靜電涂裝所需設備為高頻高壓靜電發生器,供粉桶、噴粉柜、粉末回收裝置及靜電噴粉槍等,其工藝參數為:噴涂電壓30~60kV,噴涂距離10~20cm,供粉氣壓0.1~0.15MPa涂膜厚度50~100/%i. 1.2.3加熱交聯固化熱固性粉末涂料由于其成膜物質如環氧樹脂、聚酯樹脂或丙烯酸樹脂,其本身為線型結構的預聚物,必須經過加熱使其樹脂與固化劑之間發生交聯固化反應才能生成不溶不熔的、三維網狀結構的完整膜體,加熱固化方式有熱風循環設備,遠紅外線輻射及遠紅外線輻射對流,紫外光、電子固化等。
  2縮孔的危害性及形成機理
       2.1靜電涂裝涂膜的外觀缺陷
       在粉末涂料施工應用中,經常會遇到一些涂膜外觀上的質量問題,如縮孔、麻點、針孔、失光、嚴重桔皮等,它們不僅直接影響裝飾性,還會影響其他性能。文中介紹的縮孔便有使涂膜外觀平整性不連續,嚴重影響裝飾效果,同時由于縮孔部位相對而言是表面能量較高的活性部位,導致此處的防護能力顯著下降(包括其抗光、催化降解、老化等的能力下降)。所以,涂裝工施工中予以控制。
  2.2縮孔的形成過程探討
       2.2.1涂膜的形成過程粉末涂料從涂覆到工件,到最后固化成膜可以大致分為:()從單獨的粉末顆粒聚結成為一層連續的不平整的膜;(2)從連續的不平整的表面流淌成為較光滑與平整的表面;(3)熔融的涂液交聯固化成為不熔的堅硬涂膜,反映了粉末涂料從開始熔融到交聯反應的過程。
  要使粉末涂料達到更好的流平效果,在節能的前提下,熔融的涂料在可以流動的最高粘度范圍內流動時間t就必須相對大,陰影面積S愈大才行。根據流變學理論,該段時間遵循Orchard關2.2.2縮孔的形成涂膜縮孔的形成與其自身的流平性關系甚大,通過大量的實踐,不難發現在電子顯微鏡下觀察涂膜的縮孔,可以看到絕大多數的縮孔都是由很少部分未被充分潤濕的顆粒與周圍不相容的樹脂所形成的旋渦狀結構,如。
  C.Patton先生對此現象的解釋為:涂料在熔融流平時,在局部地方形成了表面張力梯度,即縮孔部分為低表面張力的物質,由于低表面張力物質總是呈伸展擴張趨勢,使得它從中心向四周擴散,而四周緊近相觸的高表面張力部分又呈收縮趨勢,在二者相互作用下,永久性縮孔就得以形成。
  3縮孔的控制
       3.1控制粉末涂料
       從縮孔的形成過程分析可以看出,導致涂膜發生裝工藝密切相關。
  粉末涂料的控制主要包括原材料的選擇,涂料的生產及貯存等方面。對樹脂一般要求對其玻璃化溫度、環氧值、熔點、軟化點、酸值、分子量分布等進行控制。在各項指標中,以分子量分布情況對縮孔影響較大,在配方沒計中所采用的樹脂或其它高分子聚合物的分子量分布范圍應窄,若分布太寬,則可能會有一些低分子的化合物或過高分子量的物質,甚至為膠凝物。
  當低分子量的化合物與顏填料混合時,雖然能混容良好,但在高混烘烤時,會揮發出來,隨著固化的進行,樹脂熔融物無法再流平而出現縮孔等;而遇高分子膠凝物與顏填料混合時,它們之間難以達到真正的溶混,導致其在涂裝時表面張力不能平衡,也產生縮孔,簽于此,配方設計中應選擇性能優良的流平劑(如寧波南;さ腉LP系列、日本的LA系列等)、偶聯劑予以消除或減緩影響;花粉末涂料的生產過程中,應特別關注熔融混煉擠出工序,選擇最佳擠出溫饅,提高熔融混煉擠出設備的精廢,以確保顏料填料粒子完全被分散潤濕完裹完全;此外由于一般粉末涂料用樹脂的玻璃化溫度(Tg)在50~55C所以為防結塊或吸潮,應將粉末涂料以小包裝貯存于30C以下的干燥庫房內,同時要求貯存期不能太長(一般為6 ~8個月)3.2加強工件預處理工件經過預處理,不僅可以去除附著在上面的氧化皮、油污、塵垢,而且可以形成一層致密連續的轉化膜,因此在預處理時應要求整個表面的張力一致,同時工件的界面能以最低為佳,其次,工件經預處理后烘干時,應防止表面的二次污染。
  3.3防止粉末涂裝時的污染
       在涂裝作業時,灰塵呈游離態存在于干粉中,完全沒有被基料包裹(相對而言,灰塵的表面張力較樹脂為低)同時還會因其表面均帶有一定的電荷,在涂裝時將會產生相斥或相吸的的運動,所以灰塵會在涂膜中綜合反映為縮孔等缺陷。同時,要注意防止涂裝作業周圍其它氣氛的干憂,生產中更換涂料時,也要完全清楚前后2種粉末涂料的相容性,即各自的表面張力情況。此外,涂裝作業用壓縮空氣,應干燥無油污?傊,涂料污染對縮孔有直接關系。
  3.4改善烘干固化工藝
       在批量生產中,一般采用通道式加熱固化爐,將工件入爐口改為橋式烘道或將加熱段爐溫相對提高,“實踐證明,此舉可以適當改善涂層的流平性能,從而對預防縮孔有好處,工件升溫快慢對涂層流平性的影響見。
  隨著工件開始升溫速度的加快。粉末涂料的最低熔融粘度越小,就越有利于涂膜的流平性,其樹脂的包容能力也就越強。
  4結束語
       影響涂膜縮孔的原因很多,除從上述方面可以控制外,涂裝工件者還應結合實情,綜合分析,控制缺陷的發生,生產出高質量的涂膜。
 
 
 
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