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粉末涂料好嗎

 

 粉末涂料產(chǎn)品的涂膜產(chǎn)生縮孔等弊病的原因是什么?如何解決這些問題?

       
       在粉末涂料生產(chǎn)中,使粉末涂料產(chǎn)品在涂膜上產(chǎn)生縮孔等弊病的原因是多方面的:
一是粉末涂料的配方問題;二是生產(chǎn)工藝中存在的問題;三是產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)的干擾問題。在這些問題中,生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的問題多,第三個(gè)問題不是粉末涂料本身的問題,二是涂裝產(chǎn)生的問題。
       在粉末涂料配方中,未加流平劑或者添加的流平劑用量不夠時(shí),在涂膜中容易出現(xiàn)縮孔;而且與之相匹配的助劑未加時(shí)也會(huì)使涂膜產(chǎn)生縮孔,例如在聚 酯環(huán)氧和聚酯粉末涂料中,只加了聚丙烯酸丁酯流平劑,而未加丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物光亮劑時(shí),涂膜也容易出現(xiàn)縮孔。一般未加流平劑時(shí),涂膜出現(xiàn) 縮孔比較大,而且致密。而流平劑用量不足或者其他助劑匹配不好時(shí)涂膜上的縮孔是個(gè)別的。
 
       在粉末涂料生產(chǎn)工藝中,粉末涂料產(chǎn)品在涂膜上容易產(chǎn)生縮孔等弊病有下列幾個(gè)方面的原因:
       1、在制造粉末涂料過程中, 流平劑混合不均勻。添加流平劑的粉末涂料中有相當(dāng)一部分是以環(huán)氧樹脂或者聚酯樹脂為載體的,在流平劑熔融于這些樹脂中以后,物料粉碎成固體狀的物質(zhì),如果 這些流平劑顆粒比較大而且熔點(diǎn)又較高,那么在擠出機(jī)中熔融混合時(shí),往往不能分散均勻,容易使個(gè)別粉末涂料粒子中不含流平劑。這些不含流平劑的粉末涂料粒子 就容易使涂膜產(chǎn)生縮孔。
       2、高軟化點(diǎn)的樹脂顆粒在預(yù)混合時(shí)沒能很好破碎,在熔融擠出混合工藝中,由于樹脂顆粒大,軟化點(diǎn)較高,當(dāng)擠出溫度低,加料速度快,物料在擠出 機(jī)中滯留時(shí)間又短時(shí),樹脂顆粒就不能完全熔融分散。在這種情況下,物料從擠出機(jī)冷卻破碎,再輕微細(xì)粉碎后,就使得有些粉末涂料粒子中不含流平劑成分,在熔 融流平劑過程中表面張力不均勻,容易在涂膜上形成縮孔。
       3、在配色或更換涂料品種的過程中,用預(yù)混合的物料推出擠出機(jī)中的樹脂進(jìn)行清機(jī)時(shí),被推出來的擠出物是不含固化劑和流平劑的純樹脂或樹脂加顏 填料的混合物,如果這些物料經(jīng)過壓片冷卻后未及時(shí)清理,而被帶進(jìn)微細(xì)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎,這樣它們就會(huì)污染產(chǎn)品,被污染的粉末涂料粒子中就不含流平劑,在粉末 涂料靜電噴涂后熔融流平固化成膜時(shí),在涂膜上容易產(chǎn)生縮孔。
       4、在微細(xì)粉碎工藝中,冷卻破碎物的接料槽、微細(xì)粉碎機(jī)、旋風(fēng)分離器、篩粉機(jī)和送料管道清不干凈時(shí),由于不同樹脂類型粉末涂料之間的干擾;同一種樹脂類型不同原材料的影響引起的干擾;不同流平劑體系粉末涂料之間的干擾都容易引起涂膜產(chǎn)生縮孔等弊病。
       是不是由于設(shè)備清機(jī)不干凈就會(huì)引起涂膜產(chǎn)生縮孔呢?這個(gè)問題可通過以下方法加以確定:把經(jīng)過冷卻破碎的物料放在清洗干凈的小型微細(xì)粉碎機(jī)或咖 啡磨中粉碎后進(jìn)行噴涂,如果噴涂樣板的涂膜上沒有出現(xiàn)縮孔等弊病,只是經(jīng)過生產(chǎn)用微細(xì)粉碎設(shè)備系統(tǒng)生產(chǎn)的粉末涂料,噴涂到樣板上涂膜才出現(xiàn)縮孔等弊病,這就說明是生產(chǎn)微細(xì)粉碎設(shè)備系統(tǒng)清機(jī)不干凈才導(dǎo)致產(chǎn)品涂膜出現(xiàn)問題。
       1、 靜電粉末噴涂用噴槍、裝粉槽或瓶、管道和噴粉室清得不干凈,使不同樹脂、流平劑類型粉末涂料之間產(chǎn)生相互干擾。
       2、供噴槍用壓縮空氣中的油和水分含量過多,壓縮空氣沒有凈化或凈化不徹底。
       3、對于烘烤固化過程中能產(chǎn)生小分子化合物的粉末涂料,涂膜噴得太厚
       4、樣板或?qū)嶒?yàn)用工件表面處理得不干凈,或者有砂眼、氣孔等缺陷。
 
       要解決粉末涂料產(chǎn)品在靜電粉末噴涂后涂膜上產(chǎn)生縮孔等弊病的問題,應(yīng)該注意下列問題:
       1、在設(shè)計(jì)粉末涂料配方時(shí),一定要加流平劑,而且加入量要足夠,必要時(shí)還要加光亮劑。消泡劑等其他助劑。 
        2、當(dāng)原材料中聚酯樹脂等高硬度。高軟化點(diǎn)的物料顆粒較大時(shí),用高速混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混合過程中,應(yīng)先加樹脂等物料粉碎混合2~3分鐘,然后再加顏料、填料和助劑等其他配方成分進(jìn)行混合、這樣可避免樹脂顆粒太大,在熔融擠出混合時(shí)產(chǎn)生未熔融的樹脂顆粒。
       3、擠出機(jī)各區(qū)段的溫度,加料速度和螺桿轉(zhuǎn)速要控制得適當(dāng),在熔融擠出混合過程中,流平劑能分散均勻,而且不產(chǎn)生未熔融分散的樹脂顆粒。
       4、用來清擠出機(jī)的物料,特別是不含流平劑的樹脂類,必須歸類到回收粉末涂料中或加到預(yù)混合的物料中,避免帶到微細(xì)粉碎物料里去。
       5、在換粉末涂料品種時(shí),必須認(rèn)真徹底清干凈冷卻帶、破碎機(jī)、接料槽、微細(xì)粉碎機(jī)、旋風(fēng)分離器和過篩等設(shè)備,防止不同樹脂和涂料品種之間的干 擾。應(yīng)特別注意含硅油的流平劑或助劑對其他產(chǎn)品的干擾或污染。適當(dāng),在熔融擠出混合過程中,流平劑能分散均勻,而且不產(chǎn)生未熔融分散的樹脂顆粒。
質(zhì)點(diǎn)(顆粒)
       粉末涂料產(chǎn)品的涂膜產(chǎn)生質(zhì)點(diǎn)(顆粒)的原因是什么?如何解決這些問題?
       粉末涂料產(chǎn)品在涂膜上產(chǎn)生質(zhì)點(diǎn)(顆粒)的原因,從大的方面可分為兩種,即粉末涂料本身的問題和粉末涂料涂裝中的問題。從粉末涂料本身考慮,一是粉末涂料生產(chǎn)中所用的原材料存在質(zhì)量問題;二是粉末涂料生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝條件的控制有問題。
       從原材料來說,一是原材料本身在生產(chǎn)過程中帶進(jìn)固體雜質(zhì),特別是顏料和填料中含有機(jī)械雜質(zhì),雖然在生產(chǎn)過程中被粉碎后過篩,但是粉末涂料熔融 流平時(shí),這些顆粒不能流平,以質(zhì)點(diǎn)(顆粒)的形式存在于涂膜上面。二是聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂等成膜物質(zhì)在生產(chǎn)中形成的凝膠化粒子,在過濾工藝中沒能分離出 去,在制造粉末涂料時(shí)帶進(jìn)到粉末涂料產(chǎn)品中,這些粉末凝膠粒子在熔融流平時(shí)失去流平性,以質(zhì)點(diǎn)(顆粒)狀態(tài)出現(xiàn)在涂膜表面;當(dāng)涂膜較薄時(shí)就更明顯。
       從粉末涂料的制造設(shè)備和工藝條件來說,一是如果擠出機(jī)的自清洗性能不好,在熔融擠出過程中,就會(huì)有部分物料殘留在擠出機(jī)螺桿和螺筒中產(chǎn)生膠 化,然后一點(diǎn)點(diǎn)帶出來后帶進(jìn)粉末涂料產(chǎn)品中,在粉末涂料熔融流平時(shí)就會(huì)失去流平性,成為涂膜上的質(zhì)點(diǎn)(顆粒)。二是如果熔融擠出混合過程中,擠出溫度過 高,或者部分物料在擠出頭上停留的時(shí)間過長而部分膠化,那么經(jīng)粉碎后的粉末涂料就會(huì)失去熔融流平性,同樣在涂膜表面產(chǎn)生質(zhì)點(diǎn)(顆粒)。三是生產(chǎn)環(huán)境的條件 不好,環(huán)境中的粉塵和雜質(zhì)帶進(jìn)產(chǎn)品中去。     
       在粉末涂料生產(chǎn)中,通過下列措施解決粉末涂料產(chǎn)品的涂膜產(chǎn)生質(zhì)點(diǎn)(顆粒)問題:
       1、對進(jìn)廠的原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查,保證樹脂產(chǎn)品中沒有凝膠化粒子,在顏料和填料產(chǎn)品中沒有機(jī)械雜質(zhì)。
       2、選擇自清洗性能較好,各區(qū)段控制溫度靈敏度高的擠出機(jī)。
       3、在使用熔融擠出混合機(jī)進(jìn)行物料混合時(shí),控制的溫度不能太高,特別是使用低溫固化劑時(shí)控制溫度更要低;每次停機(jī)前都要用樹脂推出生產(chǎn)中殘留 的物料,防止含固化劑的物料在擠出機(jī)中凝膠;在生產(chǎn)涂膜外觀要求高的產(chǎn)品時(shí),及時(shí)清除擠出機(jī)螺桿和螺筒上附著的膠化物,防止部分膠化物帶進(jìn)產(chǎn)品中去;經(jīng)常 除掉擠出機(jī)頭上的膠化物。
       4、在微細(xì)粉碎過程產(chǎn)生的粗粉中,凝膠化樹脂或粉末涂料含量較多,如果未過篩粗粉的量比較多時(shí)就不要集中粉碎,而是均勻地及時(shí)送進(jìn)被粉碎的物 料中去。如果粗粉量不多時(shí),可以在處理超細(xì)粉末涂料或回收粉末涂料時(shí)使用。如果這些粗粉采取集中粉碎的話,粉末涂料產(chǎn)品中凝膠粒子的雜質(zhì)就會(huì)多,容易導(dǎo)致 涂膜上產(chǎn)生質(zhì)點(diǎn)(顆粒),影響涂裝產(chǎn)品質(zhì)量。另外,經(jīng)常檢查篩粉機(jī)篩網(wǎng)的破損情況,一旦發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)破損,要及時(shí)更換篩網(wǎng),對于已帶進(jìn)粗粉的產(chǎn)品要及時(shí)檢查和 處理。
涂膜的性能
        涂膜理化性能與樹脂的品種、固化劑的種類及它們之間的交聯(lián)密度、顏料與填料的性質(zhì)和用量等因素緊密相聯(lián)。如環(huán)氧樹脂與聚酯樹脂比較,其分子帶有較強(qiáng)的極性 基團(tuán),苯核具備比聚酯更好的力學(xué)性能及剛性;聚氨酯樹脂分子存在著氨酯鍵,使分子鍵產(chǎn)生剛而韌的涂膜。但是這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成,需要一個(gè)固化過程,通過烘 烤進(jìn)行交聯(lián)后才能完成。所以設(shè)計(jì)配方時(shí),要規(guī)定固化條件,如果設(shè)定溫度不夠或時(shí)間不足,會(huì)造成涂膜固化不充分,使其物理機(jī)械性能和附著力較差。假設(shè)涂裝工 藝沒有問題,可能就是樹脂與固化劑之間搭配得不合理。
       涂膜失光 
       涂膜失光是一種不平整、有微孔、不連續(xù)的表面現(xiàn)象,或是組分間的混容性不好造成的。失光的原因很多,如原料、組分、工藝、操作等,都可能導(dǎo)致涂膜的失光。
       顏料粒子因?yàn)榧?xì)小,具有較強(qiáng)的吸附能力和凝聚能力,在生產(chǎn)粉末涂料時(shí),經(jīng)混合機(jī)的攪拌、擠出機(jī)的混煉來完成顏料的潤濕和分散。顏料一旦受潮, 其表面的空氣膜被水分子所取代,而水與樹脂是不相容的。如果只是簡單的分散,不可能使其有良好的混溶效果,而只是靠機(jī)械力的作用成為均勻的體系。這樣一個(gè) 貌似干態(tài)的粉末,在熔融固化成膜時(shí),高溫將水分急速蒸發(fā),使顏料與樹脂不可能熔化為一個(gè)整體,因此造成涂膜的失光。
        配方中某些組分,因選擇不當(dāng)或錯(cuò)加別的成分,造成混容不均勻,雖在外力作用下進(jìn)行暫時(shí)性分散,但在整個(gè)混合物組分間不能成為真正的均相體系,在涂膜表面會(huì)產(chǎn)生霧狀物,影響透明度和光亮度,這也是失光的原因。
        涂膜不平整性
        涂膜不平整(俗稱橘皮)原因很多,粉末顆粒過粗或過細(xì)都可能影響涂膜平整性。特別是粉末涂料組分間的良好混容,就說明極性相適應(yīng),分子基團(tuán)和鏈段相似,分 子量均勻,樹脂的熔融黏度較低;反之,配方中某些組分在混容中產(chǎn)生問題,說明在極性、分子鏈段、分子量分布及熔融黏度等方面選配不當(dāng),所以在混容時(shí),粉末 顆粒已產(chǎn)生流動(dòng)性的差異,而造成涂膜產(chǎn)生橘皮或皺紋等缺陷。
        還有組分間的混容不好和樹脂分子量不均,而導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生不同的熔融黏度,這些原因也會(huì)使涂膜出現(xiàn)較為明顯的橘皮。
       生產(chǎn)環(huán)氧聚酯粉末涂料時(shí),兩種樹脂的選擇也十分重要,同型號而不同廠家或不同批次生產(chǎn)的成品,應(yīng)認(rèn)真地挑選和搭配,如果在混容性上出現(xiàn)問題,涂膜一定會(huì)產(chǎn)生橘皮。
      若粉末涂料受潮,會(huì)提高它的熔融流動(dòng)黏度,而降低了流動(dòng)性,因此涂膜極易出現(xiàn)橘皮現(xiàn)象。
在顏填料的選用上,減少密度小的顏填料用量,適當(dāng)增加密度大的顏填料用量,以促使粉末涂料熔融固化時(shí)有適宜的沉積速度和流動(dòng)性。
涂膜缺陷的解決方法
        粉末涂料的基料是樹脂,它占總組分的50%以上。因此,樹脂的好壞是涂膜質(zhì)量的關(guān)鍵。    
 
        顏料和填料在組分中僅次于樹脂用量,各種顏填料的理化性能存有差異,其粒度、結(jié)晶形態(tài)和表面性能等與物料混容性關(guān)系較大,影響著涂膜的各項(xiàng)指標(biāo)。顏填料與樹脂的潤濕性對涂料的性能非常重要,兩者相接觸的表面極性差別越小,越有利于它們之間的互容。      
        針對以上原則,在設(shè)計(jì)粉末涂料配方時(shí),可根據(jù)它們帶的基團(tuán)和表面性質(zhì),在組分中添加適量的助劑,如表面活性劑、分散劑、改性樹脂、硅樹脂和偶聯(lián)劑等。利用 這些助劑的特性改變顏料的表面性質(zhì)或是增加同樹脂的親和性,從而使組分間的混容和潤濕性提高,并且牢固地被吸附在兩相的界面,形成一個(gè)穩(wěn)定的均勻體系,這 都是解決粉末涂料出現(xiàn)問題有效辦法。               
       綜上所述,用好各種助劑是消除涂膜缺陷的主要措施之一,其用量視配方要求而定。它不但能解決顏料在樹脂中的均勻分散和組分中的混容問題,而且 避免了許多由于顏料分散不佳,組分間互容不良和熱熔融流動(dòng)不暢,而可能出現(xiàn)的縮孔、針孔、顆粒等質(zhì)量缺陷。由于助劑在涂料中能調(diào)整其組分間的內(nèi)在關(guān)系,可 使表面張力、內(nèi)應(yīng)力相互平衡,甚至達(dá)到事半功倍的效果,因此,國際涂料界非常重視助劑的研發(fā)、推廣、生產(chǎn)和應(yīng)用。