粉末涂料涂層表面突起的粒子即顆粒對于粉末涂料噴涂廠家及生產(chǎn)廠家是一個棘手的問題。顆粒可以說對表面涂層裝飾性是一個致命的傷害,最終影響涂裝產(chǎn)品的檔次。粉末涂料中顆粒的產(chǎn)生與粉末涂料的特性及生產(chǎn)工藝、涂裝現(xiàn)狀是分不開的,粉末涂料的不可過濾性決定了粉末涂料的顆粒問題的存在。下面具體介紹粉末涂料顆粒產(chǎn)生的原因及如何降低顆粒的產(chǎn)生。
1粉末涂料中的顆粒
粉末涂料的顆粒基本上分為機械雜質(zhì)顆粒及膠化物顆粒。
1.1機械雜質(zhì)顆粒的產(chǎn)生及預防
機械雜質(zhì)顆粒主要來源于材料本身及其生產(chǎn)過程、設備磨損、粉末涂料生產(chǎn)過程中環(huán)境帶入的雜物。
(1)樹脂中可能因為原材料含有或其生產(chǎn)過程中帶入各種機械雜質(zhì),機械雜質(zhì)形成的顆粒形狀比較尖銳。這必須要求樹脂生產(chǎn)廠家使用合格的原材料、保持整潔的生產(chǎn)環(huán)境,嚴格控制生產(chǎn)工藝,采取相應的過濾措施。
(2)顏填料中的雜質(zhì)。對于鈦白和鋇、鈣等,某些低品質(zhì)的產(chǎn)品,在不同程度上都含有相當?shù)拇稚暗[及黑色雜物,用這種顏填料肯定會在涂膜中形成粒子。對于顆粒而言,較細的且過325目無篩余物的顏填料不容易出現(xiàn)顆粒;越粗的顏填料越容易出現(xiàn)顆粒。但顏填料過細,會增加其吸油量,從而可能影響粉末涂料的流平,這就要求顏填料必須有一個合理的粒度,而且嚴格控制過粗粒子的存在。
(3)在粉末涂料的生產(chǎn)過程中也有可能因為磨堂內(nèi)的磨損、部件脫落而產(chǎn)生金屬屑,其形成的顆粒用手摸會有刺劃感。
(4)織物纖維也可造成顆粒的產(chǎn)生。有些粉末涂料生產(chǎn)廠使用布料綁在配料出料口或產(chǎn)品包裝口接料,磨損一定時間則纖維脫落,進入物料或產(chǎn)品中,產(chǎn)生串狀顆粒。在預混崗位中也可帶入機械雜質(zhì)顆粒,包括外包裝可能攜帶的灰塵等雜質(zhì),包裝物(紙、塑料纖維、封裝線等)掉落到混合器中。因此在這些工段一定要隨時進行檢查,以減少顆粒的產(chǎn)生。
1.2膠化物顆粒
膠化物顆粒形狀較圓,數(shù)量也比較多,主要來自使用的樹脂和粉末涂料生產(chǎn)過程中的擠出過程。
(1)樹脂中的膠粒。在樹脂生產(chǎn)過程中,反應釜可能局部過熱,或攪拌狀況不良,使整批物料當中可能出現(xiàn)分子量過大、熔點特別高的膠粒。這些膠粒在粉末涂料生產(chǎn)過程中通過擠出時不可能融化,在其后的粉碎工序中難以被破碎成太細的顆粒,如果這種膠粒混在正常的粉末涂料中,在涂料噴涂固化后就可能會形成涂層中的粒子。
(2)粉末涂料生產(chǎn)過程中的擠出過程是顆粒產(chǎn)生的一個主要因素。一方面有可能是設備本身造成;一方面有可能是工藝控制造成,要么溫度過高,要么擠出斷料空轉(zhuǎn)。
擠出機的溫度一般設定在110℃左右,混合型、聚酯型、環(huán)氧型等熱固型粉末涂料在此溫度下一般不會發(fā)生化學反應而導致物料膠凝,但是擠出機螺桿與螺筒之間總是一定間隙,而且使用越久間隙越來越大,就有可能殘留有一定的物料;此外螺桿和螺稈之間也可能存在一定的死角,因而也可能殘留積存若干物料,這些物料在110℃的溫度下長期作用下,就會發(fā)生化學反應,從而出現(xiàn)膠凝,成為不能再熔化的物質(zhì)。不管是哪種類型的擠出機,都不能避免擠出過程中膠化物的產(chǎn)生,但間隙小、長徑比合適、自清潔能力強的擠出機產(chǎn)生的膠化物要少得多。
2粉末涂料涂裝中的顆粒問題及解決方法
2.1被涂裝工件材質(zhì)方面
在用粉末涂料涂裝的金屬工件中,有部分材質(zhì)如鑄件(鐵、鋁)、熱軋鋼板、鍍鋅等表面粗糙,有微細孔,這使涂膜容易出現(xiàn)顆粒。其形成機理是粉末涂料烘烤固化過程中,在熔融流平時使被涂物表面封閉,從而使熔融流平的涂膜拱起,如果內(nèi)部壓力不足以沖破涂膜時便會形成顆粒。
從粉末涂料制造方面來講,解決以上問題就是研發(fā)一種專門應用的透氣型粉末涂料,設計配方時可以從兩個方面考慮:一是在微細孔的氣泡還沒有到達涂膜表面時,粉末就已完成了流平、固化,讓氣孔留在涂膜以下;二是使粉末涂料在熔融時降低表面張力,讓微細孔中的氣體易逸出,同時粉末會及時流平,然后固化,也能達到光滑、平整涂膜的效果。從涂裝方面來講,盡量使被涂工件打磨光滑、平整,表面沒有氧化皮和微細孔。如果有條件還可以對其進行預烘烤,也能有效地降低此種顆粒的形成。
2.2工件表面處理方面
一般粉末涂料涂裝工件需經(jīng)過除油、除銹后,脫脂、水洗、磷化、水洗、(鈍化)、去離子水洗、烘干的表面處理過程。其中除銹、磷化殘渣等雜質(zhì)可能會附著在工件上,從而造成成膜后顆粒的存在。
在前處理的過程中,磷化前,應采用一種或幾種方法的組合除去待磷化表面上的結垢、銹、油脂、指印和外來物質(zhì),主要是要求不產(chǎn)生粗晶粒。為避免形成粗結晶的磷化膜或單位面積質(zhì)量過大的膜,應盡可能少用或者不用強酸、強堿清洗。處理過的工件應在冷水或熱水中充分清洗,除掉殘渣,否則一旦殘液帶入磷化槽中將破壞槽液質(zhì)量,并直接影響磷化效果。
磷化過程中,應注意磷化液的酸度,包括總酸度和游離酸度。總酸度是指磷化(如鋅系)中,Zn2+、Fe2+、H+、H2PO4-、HPO42-等各種離子濃度的總和。總酸度過低,磷化反應速度慢,磷化膜層厚而粗糙。游離酸度是指磷化槽液中游離H+的濃度,游離酸度過高時,磷化反應速度慢,成膜時間延長,且磷化膜晶體粗大多孔,溶液中的沉淀多。
2.3涂裝的工作環(huán)境方面
噴粉房周圍的生產(chǎn)環(huán)境將直接影響涂膜的表面質(zhì)量。對于電暈放電的靜電噴槍的涂裝,環(huán)境中的一些粉塵和顆粒物(比如絮狀纖維)被帶進粉末涂料涂裝的噴粉房,通過靜電作用使帶電雜質(zhì)吸附在涂裝物表面,在粉末熔融流平時,成為涂膜表面顆粒。
整潔的生產(chǎn)環(huán)境對產(chǎn)品質(zhì)量有良好的作用。有條件的生產(chǎn)廠家可以通過將噴粉房與生產(chǎn)車間的隔離,有效地降低表面涂裝顆粒和雜質(zhì)。生產(chǎn)車間及周圍的環(huán)境一定要整潔。
2.4涂膜的厚度控制方面
涂膜過薄,除了會出現(xiàn)顆粒外,還會有流平差,橘皮嚴重,淺色品種的遮蓋力差,同時涂膜的防護能力(如耐酸、耐堿、耐鹽和耐水等)性能差。適當?shù)卦黾油磕さ暮穸龋苡行p少顆粒的形成。但涂膜也不應太厚,太厚會影響被涂工件的尺寸,耐沖擊、柔韌性、附著力等性能會下降,一般控制在60~80μm為宜。
對于涂裝企業(yè),可以通過下列方式來控制涂膜的厚度:①粉房中的噴槍數(shù)目和排列方式;②噴槍的出粉量和空氣壓力(出粉、霧化、流化參數(shù));③傳送鏈的運轉(zhuǎn)速度,即鏈速;④被涂工件的懸掛方式和排列。
2.5回收粉末的處理方面
對于回收粉末,未經(jīng)過篩或者篩網(wǎng)目數(shù)過小,產(chǎn)生一些不熔顆粒(包括吊具、外來雜質(zhì)等)將成為涂膜的顆粒。
對大部分涂裝企業(yè),回收粉末一般有如下幾種處理方式:①傳送帶回收的全自動粉末涂裝系統(tǒng)中,噴逸的粉末經(jīng)自動回收過篩后,再與新粉末涂料混合繼續(xù)供給粉末噴槍用,此種回收粉末的質(zhì)量比較穩(wěn)定,不易產(chǎn)生顆粒;②旋風分離器和袋濾器兩級回收系統(tǒng)中,旋風分離器一級回收的粉末經(jīng)振動篩過篩后與供粉系統(tǒng)循環(huán)時,基本對涂裝的影響不大,也不易產(chǎn)生顆粒;③對于手工噴涂的涂裝回收系統(tǒng)回收的粉末,因為環(huán)境中的灰塵和雜質(zhì)容易帶進回收粉末中,回收以后必須經(jīng)過120目以上的振動篩。
在以上三種常用的回收利用系統(tǒng)中,由于環(huán)境的影響和掛鏈上附著物的影響,在回收粉中容易帶進一些雜質(zhì),特別是固體小顆粒,容易在供粉槽中逐漸積多,其中相當一部分是掛鏈或吊具上掉下來的固化粉末粒子。
3結語
粉末涂料制造企業(yè)和涂裝企業(yè)都十分迫切希望能有一種有效的方法來控制粉末顆粒的出現(xiàn)。因為一旦涂裝后,涂裝表面的顆粒明顯,勢必造成的物力、人力方面的浪費。所以正確對待顆粒問題,顯得非常具有實際意義。
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