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粉末涂料表面针孔、细纹和雾光解决方案
高光粉经常会出现雾光的现象。这是由于涂膜表面产生了许多的针孔或细微的纹理对光线的漫射形成的光学现象。消除了针孔或这些细微纹理,则雾光问题也就解决了。
针孔和细微的纹理是怎样产生的呢?有人说是粉末涂料挥发份过大造成的!不否认粉末涂料挥发份大会形成针孔。本人曾经做过这样的实验:对某个阶段生产的所有的高光粉(包括混合型的和纯聚酯的)进行200摄氏度、4小时的挥发份测定,结果发现,这些粉末涂料无论是否有针孔或细纹(有的粉的表面光洁度非常好),其挥发份基本都是0.4%左右,最高达0.47%。由此得出结论:因挥发份造成的粉末涂料针孔是非常少的,可以说是微乎其微。
经过观察、统计和分析发现,大部分的针孔和细纹是在物料挤出后与不同的聚酯穿插和干扰造成的。此外还发现,在打小样时,特别是下料量小的情况下更容易出现这些问题。胶凝时间差别越大的粉末之间的干扰就越严重。而将这种混合的粉末再次挤出,这种干扰现象就非常地小了,有的甚至就消除了。生产中还发现,采用同一厂家的环氧树脂和同一型号的聚酯,在大批量生产一种粉末涂料的过程中,也会出现涂膜表面的针孔和细纹时无时有、时多时少。还有,颜填料体积浓度高的易产生这种现象。另外,在打样喷板时,有时出现高光板刚从烘箱里取出来时非常光洁,随着板面逐步的冷却,有些板就会显现出针孔或细纹的现象。如何解释这些现象呢?
首先,分析一下热固性粉末的成膜过程:粉末受热被升温到某一温度时开始熔融,由于热量的交换和在表面张力差的作用下产生无数个细小湍流(贝纳德窝),随着温度的上升,粉末继续熔融、湍流、流平,并在某一温度下,树脂开始发生交联反应,涂料的粘度开始增加,随着温度的升高和时间的延续,粉末涂料的粘度越来越大,湍流和表面张力平衡的速率也越来越慢直至停止,粉末涂料开始出现胶凝状态,再随着温度的升高或保温时间的延续,树脂的交联反映的速率趋于无穷大--成膜。工件出炉,粉末涂料涂膜降温。
由此分析:
1.当不同的粉末混合后,如果两者(或以上)的固化速率差别较大,届时一部分先胶凝固化,而另一部分仍在湍流,于是两者形成了界面,涂膜全部固化后界面被固定,出现凹凸或褶皱,光照时形成阴影,若界面很小时凹凸或褶皱看不出来,再大肉眼看是针孔,足够大时肉眼看是细纹。再挤出一遍,这种界面就分散变小了。
2.如果挤出机的捏合混炼效果不好,特别是在粉末颜填料体积浓度高的时候,颜填料的分散很不均匀,成粉后,有的粉粒颜填料含量低,而有的很高。低者烘烤时易形成湍流,高者不易或不能形成湍流,从而形成界面,造成凹凸或褶皱,出现了针孔或细纹现象。
3.所购买的树脂,不同批次间,树脂反应基团含量的指标差别较大,常常造成配方不准,造成固化成膜后,涂膜中含有不同程度的未反应的热塑性的树脂。或者是在打小样时把清机的树脂也参与了磨粉,使粉末涂料中某种树脂过量。在冷热变化中,由于热塑性树脂的收缩率要大于热固性树脂的收缩率,因而,这种涂膜在冷却后,由于收缩率的差别形成了凸凹或褶皱,使涂膜产生针孔或细纹。这也是为什么高光板刚从烘箱里取出来时非常光洁,随着板面逐步的冷却,有些板就会显现出针孔或细纹的原因了。
在粉末涂料生产过程中,这一问题比较普遍。为了减少或消除针孔或细纹,一方面要做到仔细清机,重点放在清理压片辊以后的部分,重点是磨膛,特别是换大类品种时。另一方面原料选择要注意,特别是颜填料,最好是选择正规厂商,选用稳定、耐温、易分散的产品。配方要合理,要根据挤出机的效果和工艺来定颜填料量。另一方面,应学会看板子,一定要结合材料、工艺、配方、环境来看样板,这样才能准确地找出问题所在,长此以往,就会练得一目了然的。粉末涂料与涂装中颗粒问题解析



IP属地:河北1楼2013-01-12 22:40回复
    粉末涂料涂层表面突起的粒子即颗粒对于粉末涂料喷涂厂家及生产厂家是一个棘手的问题。颗粒可以说对表面涂层装饰性是一个致命的伤害,最终影响涂装产品的档次。粉末涂料中颗粒的产生与粉末涂料的特性及生产工艺、涂装现状是分不开的,粉末涂料的不可过滤性决定了粉末涂料的颗粒问题的存在。下面具体介绍粉末涂料颗粒产生的原因及如何降低颗粒的产生。
    1 粉末涂料中的颗粒
    粉末涂料的颗粒基本上分为机械杂质颗粒及胶化物颗粒。
    1.1 机械杂质颗粒的产生及预防
    机械杂质颗粒主要来源于材料本身及其生产过程、设备磨损、粉末涂料生产过程中环境带入的杂物。
    (1) 树脂中可能因为原材料含有或其生产过程中带入各种机械杂质,机械杂质形成的颗粒形状比较尖锐。这必须要求树脂生产厂家使用合格的原材料、保持整洁的生产环境,严格控制生产工艺,采取相应的过滤措施。
    (2) 颜填料中的杂质。对于钛白和钡、钙等,某些低品质的产品,在不同程度上都含有相当的粗砂砾及黑色杂物,用这种颜填料肯定会在涂膜中形成粒子。对于颗粒而言,较细的且过 325 目无筛余物的颜填料不容易出现颗粒;越粗的颜填料越容易出现颗粒。但颜填料过细,会增加其吸油量,从而可能影响粉末涂料的流平,这就要求颜填料必须有一个合理的粒度,而且严格控制过粗粒子的存在。
    (3) 在粉末涂料的生产过程中也有可能因为磨堂内的磨损、部件脱落而产生金属屑,其形成的颗粒用手摸会有刺划感。
    (4) 织物纤维也可造成颗粒的产生。有些粉末涂料生产厂使用布料绑在配料出料口或产品包装口接料,磨损一定时间则纤维脱落,进入物料或产品中,产生串状颗粒。在预混岗位中也可带入机械杂质颗粒,包括外包装可能携带的灰尘等杂质,包装物(纸、塑料纤维、封装线等)掉落到混合器中。因此在这些工段一定要随时进行检查,以减少颗粒的产生。
    1.2 胶化物颗粒
    胶化物颗粒形状较圆,数量也比较多,主要来自使用的树脂和粉末涂料生产过程中的挤出过程。
    (1) 树脂中的胶粒。在树脂生产过程中,反应釜可能局部过热,或搅拌状况不良,使整批物料当中可能出现分子量过大、熔点特别高的胶粒。这些胶粒在粉末涂料生产过程中通过挤出时不可能融化,在其后的粉碎工序中难以被破碎成太细的颗粒,如果这种胶粒混在正常的粉末涂料中,在涂料喷涂固化后就可能会形成涂层中的粒子。 


    IP属地:河北2楼2013-01-12 22:41
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      (2) 粉末涂料生产过程中的挤出过程是颗粒产生的一个主要因素。一方面有可能是设备本身造成;一方面有可能是工艺控制造成,要么温度过高,要么挤出断料空转。
      挤出机的温度一般设定在 110 ℃左右,混合型、聚酯型、环氧型等热固型粉末涂料在此温度下一般不会发生化学反应而导致物料胶凝,但是挤出机螺杆与螺筒之间总是一定间隙,而且使用越久间隙越来越大,就有可能残留有一定的物料;此外螺杆和螺秆之间也可能存在一定的死角,因而也可能残留积存若干物料,这些物料在 110 ℃的温度下长期作用下,就会发生化学反应,从而出现胶凝,成为不能再熔化的物质。不管是哪种类型的挤出机,都不能避免挤出过程中胶化物的产生,但间隙小、长径比合适、自清洁能力强的挤出机产生的胶化物要少得多。
      2 粉末涂料涂装中的颗粒问题及解决方法
      2.1 被涂装工件材质方面
      在用粉末涂料涂装的金属工件中,有部分材质如铸件(铁、铝)、热轧钢板、镀锌等表面粗糙,有微细孔,这使涂膜容易出现颗粒。其形成机理是粉末涂料烘烤固化过程中,在熔融流平时使被涂物表面封闭,从而使熔融流平的涂膜拱起,如果内部压力不足以冲破涂膜时便会形成颗粒。
      从粉末涂料制造方面来讲,解决以上问题就是研发一种专门应用的透气型粉末涂料,设计配方时可以从两个方面考虑:一是在微细孔的气泡还没有到达涂膜表面时,粉末就已完成了流平、固化,让气孔留在涂膜以下;二是使粉末涂料在熔融时降低表面张力,让微细孔中的气体易逸出,同时粉末会及时流平,然后固化,也能达到光滑、平整涂膜的效果。从涂装方面来讲,尽量使被涂工件打磨光滑、平整,表面没有氧化皮和微细孔。如果有条件还可以对其进行预烘烤,也能有效地降低此种颗粒的形成。
      2.2 工件表面处理方面
      一般粉末涂料涂装工件需经过除油、除锈后,脱脂、水洗、磷化、水洗、(钝化)、去离子水洗、烘干的表面处理过程。其中除锈、磷化残渣等杂质可能会附着在工件上,从而造成成膜后颗粒的存在。
      在前处理的过程中,磷化前,应采用一种或几种方法的组合除去待磷化表面上的结垢、锈、油脂、指印和外来物质,主要是要求不产生粗晶粒。为避免形成粗结晶的磷化膜或单位面积质量过大的膜,应尽可能少用或者不用强酸、强碱清洗。处理过的工件应在冷水或热水中充分清洗,除掉残渣,否则一旦残液带入磷化槽中将破坏槽液质量,并直接影响磷化效果。


      IP属地:河北3楼2013-01-12 22:41
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        磷化过程中,应注意磷化液的酸度,包括总酸度和游离酸度。总酸度是指磷化(如锌系)中, Zn 2+ 、 Fe 2+ 、 H + 、 H 2 PO 4- 、 HPO 42- 等各种离子浓度的总和。总酸度过低,磷化反应速度慢,磷化膜层厚而粗糙。游离酸度是指磷化槽液中游离 H + 的浓度,游离酸度过高时,磷化反应速度慢,成膜时间延长,且磷化膜晶体粗大多孔,溶液中的沉淀多。
        2.3 涂装的工作环境方面
        喷粉房周围的生产环境将直接影响涂膜的表面质量。对于电晕放电的静电喷枪的涂装,环境中的一些粉尘和颗粒物(比如絮状纤维)被带进粉末涂料涂装的喷粉房,通过静电作用使带电杂质吸附在涂装物表面,在粉末熔融流平时,成为涂膜表面颗粒。
        整洁的生产环境对产品质量有良好的作用。有条件的生产厂家可以通过将喷粉房与生产车间的隔离,有效地降低表面涂装颗粒和杂质。生产车间及周围的环境一定要整洁。
        2.4 涂膜的厚度控制方面
        涂膜过薄 , 除了会出现颗粒外,还会有流平差,橘皮严重,浅色品种的遮盖力差,同时涂膜的防护能力(如耐酸、耐碱、耐盐和耐水等)性能差。适当地增加涂膜的厚度,能有效减少颗粒的形成。但涂膜也不应太厚,太厚会影响被涂工件的尺寸,耐冲击、柔韧性、附着力等性能会下降 , 一般控制在 60 ~ 80 μ m 为宜。
        对于涂装企业,可以通过下列方式来控制涂膜的厚度:①粉房中的喷枪数目和排列方式;②喷枪的出粉量和空气压力(出粉、雾化、流化参数);③传送链的运转速度,即链速;④被涂工件的悬挂方式和排列。
        2.5 回收粉末的处理方面
        对于回收粉末,未经过筛或者筛网目数过小,产生一些不熔颗粒(包括吊具、外来杂质等)将成为涂膜的颗粒。
        对大部分涂装企业,回收粉末一般有如下几种处理方式:①传送带回收的全自动粉末涂装系统中,喷逸的粉末经自动回收过筛后,再与新粉末涂料混合继续供给粉末喷枪用,此种回收粉末的质量比较稳定,不易产生颗粒;②旋风分离器和袋滤器两级回收系统中,旋风分离器一级回收的粉末经振动筛过筛后与供粉系统循环时,基本对涂装的影响不大,也不易产生颗粒;③对于手工喷涂的涂装回收系统回收的粉末,因为环境中的灰尘和杂质容易带进回收粉末中,回收以后必须经过 120 目以上的振动筛。
        在以上三种常用的回收利用系统中,由于环境的影响和挂链上附着物的影响,在回收粉中容易带进一些杂质,特别是固体小颗粒,容易在供粉槽中逐渐积多,其中相当一部分是挂链或吊具上掉下来的固化粉末粒子。


        IP属地:河北4楼2013-01-12 22:42
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          3 结 语
          粉末涂料制造企业和涂装企业都十分迫切希望能有一种有效的方法来控制粉末颗粒的出现。因为一旦涂装后,涂装表面的颗粒明显,势必造成的物力、人力方面的浪费。所以正确对待颗粒问题,显得非常具有实际意义。
          zhuangaiyu 2008-08-19 14:53
          五、粉末涂装涂层缩孔、麻点问题
          缩孔问题对于常温干燥成膜的溶剂型涂料来说往往不太明显,但是对于在高温烘烤的粉末涂料来说却是十分突出的问题。配方中所采用的树脂或其他高分子聚合物的分子量分布范围太宽,其中可能含有一些低分子化合物,或者含有过高的分子量,有的甚至是胶凝物。如低分子化合物与颜料混合时,虽然能溶混,但是在高温烘烤时,粉末熔融物粘度很大,当低分子物从颜料外层挥发出来,随着固化过程的发展,树脂熔融物无法再流平而形成凹陷的缩孔,如遇高分子胶凝物与颜料混合,那末它们之间就难以达到真正的溶混,在这样条件下,当涂层在高温烘烤时,由于组分溶混不佳,其表面的张力也达不到平衡,这个过程是十分短促的,它们之间不可能有充分的流平时间,随着涂膜的形成,最后涂膜表面出现缩孔点或流平状态不佳情况。
          在制造粉末涂料过程中,如果物料混合效果不好,或挤出混炼质量不高,没有把颜料凝聚集团打碎分散,这种凝聚团的出现,表明涂层中必然存在着气团,这样已润湿的颜料粒子与少量未润湿的颜料干粒子之间在涂层上的表面张力是不相同的。当固化成膜时,由于气体蒸发和粒子间不均匀的相聚或迁移,就造成了涂膜表面的针孔和缩孔,甚至产生麻点。若在生产过程中所带进的杂质,特别是在热熔融混炼后进入的,这些杂质是呈游离状态存在干粉末中,完全没有被基料所包围,由于杂质微小,粒子表面均带有一定的电荷。它与粉末粒子之间的电荷,可能是相同的,也可能是相异的,这些情况,在成膜过程中,必然产生相斥或相吸的运动。因此,涂膜中出现缩孔,麻点也是不可避免的。
          在涂装工艺中,遇到不同生产单位的两种粉末涂料,由于粉末组分有所区别,粉末粒子的性质也有明显的差异,如前期粉末粒子表面张力较小,这些粉末虽经清扫,但很难清除彻底,在涂装室周壁、管道或空气中,尚存在微量的粒子。当喷涂后期有较大表面张力粉末时,其涂层表面由于两种粉末之间存在着表面张力的较大差异,该微粒粉末对周围粉末产生排斥作用,这样涂膜表面必然分产生缩孔之类的弊病,若是前期的粉末粒子表面张力较大,而后期的粉末粒子表面张力较小些,那末极少量表面张力大的粉末粒子,落到大量表面张力小的粉末粒子中去,那样的情况,涂膜表面出现缩孔的机会就比较小。因此,在涂装施工中要注意两种粉末涂料的混溶关系,又要保持施工周围环境的洁净,主要是防止其他微粒及粉尘的侵入,防止涂膜上出现缩孔或针孔的弊病产生。
          


          IP属地:河北本楼含有高级字体5楼2013-01-12 22:43
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            认认真真读完了 确实工作中总是遇到这些问题 但是从来没有系统的总结归纳过
            受益匪浅


            IP属地:河北6楼2013-01-27 16:55
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