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    鋁型材靜電粉末噴塗常見質量缺陷原因簡析

    發布日期:2017-02-28

    1 前言
     
    近些年來,隨著建築的多樣化、個性化,建築鋁型材表麵朝著顏色多樣化方向發展。靜電粉末噴塗工藝采用綠色環保技術,具有工藝操作簡單、節能、安全、汙染小等特點,生產的鋁型材表麵塗層具有顏色多樣、色澤均勻、耐腐蝕、附著力強、耐候性及環保性能好等優點,壽命優於一般的氧化型材。但在鋁型材靜電粉末噴塗過程中,型材表麵塗層也經常出現一些缺陷,對於這些問題,找出形成的原因及解決方法,並加強生產過程工藝控製,是保證粉末噴塗產品表麵質量的關鍵。
     
    2 粉末噴塗常見質量缺陷原因簡析
     
    2.1 塗層色差
     
    色差又稱色像差,是透鏡成像的一個嚴重缺陷,簡單來說就是顏色的差別(如圖1所示),GB 5237.4中要求粉末噴塗型材色差不大於1.5。在鋁型材靜電粉末塗裝中,塗膜產生色差的原因主要有粉末塗料和粉末塗裝工藝控製兩方麵。
     
    2.1.1 粉末塗料方麵
     
    在粉末塗裝產生色差,從粉末塗料本身考慮,可能的原因是配方選擇的原材料,例如顏料、固化劑等的耐熱性不太理想;另外,粉末塗裝廠的烘烤固化條件與粉末塗料生產廠調色時的烘烤固化條件之間有一定差距也可能引起塗層色差。
     
    2.1.2 粉末塗裝過程方麵
     
    從粉末塗裝方麵考慮,以下幾個方麵的因素會影響粉末塗層的色差:
     
    (1)塗層厚度不均勻,尤其是淺色粉末塗層,塗層膜厚不均而引起的色差更明顯。為了盡量減少塗層色差,在粉末塗裝中,必須保證一定程度的塗層厚度,而且塗層厚度要均勻;
     
    (2)固化爐的溫度控製靈敏度差,溫度分布不均勻時塗層也容易產生色差。為了減少烘烤固化中的色差,要求固化爐的溫度分布較均勻;
     
    (3)在粉末塗裝的烘烤工藝中,固化時間對塗層色差也有明顯的影響。特別是工件材料的厚度不同時,工件材料厚的比薄的升溫時間長,在輸送鏈速度固定的固化爐中,工件達到設定溫度後的有效固化時間短,這樣不同材料厚度工件之間也容易產生色差。因此,在粉末塗裝那些不同材質、厚度、形狀和大小的工件時,就應按照工件的材質、厚度、形狀和大小進行分類,然後分別設定不同烘烤時間進行烘烤固化;
     
    (4)粉房換色,懸鏈停止時間太久,固化時間太長,導致型材在爐子中固化過度變色。

     
     

        圖1 塗層色差

     
    2.2 塗層附著力差
     
    國家標準規定,粉末噴塗型材的幹附著性、濕附著性和沸水附著性達到0級。
     
    2.2.1 粉末塗料方麵
     
    從粉末塗料考慮,如果在配方設計中樹脂的選擇或固化劑的品種和用量選擇不合理,成膜助劑的質量百分含量或者體積濃度不恰當都會影響到塗膜的附著力。
     
    2.2.2 粉末塗裝過程方麵
     
    從粉末塗裝過程考慮,影響塗膜附著性能的主要原因有如下幾個方麵:
     
    (1)工件表麵處理得不好。工件表麵油汙未清洗幹淨,或者鉻化膜質量不好,表麵沾汙前處理槽液殘渣等,在此情況下,粉末塗裝以後塗膜與底材的附著力不好,同時導致塗膜耐衝擊性能下降,此時應通過加強工件的表麵處理工藝來解決;
     
    (2)固化爐的烘烤固化溫度、固化時間未能達到工藝要求,實際生產過程中需根據型材大小、粉末類型合理設置固化溫度及時間。在粉末塗料的固化條件中,固化時間是指被塗物達到固化溫度以後保溫的時間,而不是指工件放入烘烤爐以後就開始計算的時間。當工件材料愈厚,掛的件愈多,那麽工件的熱容量也就愈大,工件升溫至控製溫度所需要的時間就愈長。如果有效烘烤時間不夠時,塗膜固化不完全,塗膜的物理力學性能就達不到要求。因此,在粉末塗裝中,需定期用爐溫跟蹤測定儀測定固化爐爐溫狀況,以確定合理的烘烤固化溫度和時間,這樣才能保證塗膜的完全固化;
     
    (3)空壓機為塗裝過程提供輔助空氣,空氣排水、除油不充分會對塗裝質量產生直接影響。因此油水分離器、幹燥機及排水裝置需做好日常維護保養工作,製定日常專人維護製度。
     
    2.3 塗層橘皮
     
    橘皮即塗層不均勻、不平整,目視如橘子皮狀(如圖2所示),引起橘皮的原因主要包括以下幾個方麵:
     
    (1)粉末質量問題,粉末流平劑等原材料質量不合格或配方問題;
     
    (2)塗膜太薄,流平受阻不能很好展開,此時能看到型材基體紋理;塗膜超厚,塗膜表麵呈斑紋狀桔皮;
     
    (3)粉末塗料固化速度太快,自身流平性差;
     
    (4)烘烤溫度過低,熔融流動性差;
     
    (5)噴粉時粉末霧化不好。
     
    其解決措施也應相應地從以下幾個方麵去考慮:
     
    (1)重新調整粉末塗料的固化速度和流平性,或選用新粉末塗料;
     
    (2)做好塗裝過程膜厚控製,避免膜厚太薄或超厚;
     
    (3)調整好靜電噴塗的工藝參數,主要應控製高壓靜電和工件表麵與噴槍之間的距離,達到控製膜厚大小及塗裝均勻性的效果。




        圖2 塗層橘皮

     
    2.4 塗層縮孔
     
    縮孔即在塗層表麵由一個中心點始發,在塗層表麵形成的一個圓形凹陷。
     
    2.4.1 粉末塗料方麵
     
    從粉末塗料本身考慮:
     
    (1)粉末塗料本身的質量問題,如粉末塗料製造過程中混入油和水,以及樹脂本身的質量問題等;
     
    (2)樹脂成份不同的粉末塗料混用,粉末塗料之間兼容性差;
     
    2.4.2 粉末塗裝過程方麵
     
    從粉末塗裝角度來考慮,容易產生塗膜縮孔等弊病的原因有以下幾個方麵:
     
    (1)前處理脫脂不幹淨,表麵有油汙,或者脫脂後水洗不淨造成處理液殘留而引起的縮孔;
     
    (2)粉末塗料靜電噴塗所用的壓縮空氣中油、水含量超標,導致粉末塗料受汙染;
     
    (3)懸掛鏈上油汙掉落到工件表麵引起的縮孔;
     
    (4)粉末塗料受潮嚴重時,也容易使塗膜產生縮孔。粉末塗料應在室溫和幹燥的條件下存放,對那些已打開包裝但尚未用完的物料,一定要紮好塑料口袋防止受潮。特別要注意回收粉末塗料在回收過程中容易吸潮和帶進雜質等問題,回收粉要與新粉末塗料按一定比例混合後馬上使用。
     
    2.5 顆粒
     
    2.5.1 粉末塗料方麵
     
    從粉末塗料本身考慮,在粉末塗料製造過程中,粉末中帶入雜質或環境中的灰塵進入粉末塗料中,都可能引起表麵顆粒(如圖3所示)。
     
    2.5.2 粉末塗裝過程方麵
     
    從粉末塗裝過程考慮,下列問題容易引起塗膜顆粒:
     
    (1)工件表麵毛刺、麻坑等缺陷容易使塗膜出現顆粒。這是因為當粉末塗料烘烤固化,粉末塗料熔融流平時使工件表麵封閉,隨著工件溫度的升高,毛刺和麻坑中的空氣壓力加大,從而拱起熔融流平的塗膜。解決這種問題的根本措施是控製型材擠壓過程的表麵質量;
     
    (2)工件表麵處理不幹淨,表麵處理液中的殘渣等雜質仍附著在工件表麵上,在進行粉末噴塗時容易產生塗膜顆粒。這種問題隻要通過及時清理前處理殘渣,在水洗工藝中將工件清洗幹淨就能解決;
     
    (3)在靜電粉末塗裝中,噴粉室周圍的生產環境不幹淨,特別是空氣中的一些粉塵和顆粒物被帶進粉末塗料或噴粉室,在粉末塗料熔融流平時,成為塗膜中的顆粒。這種問題通過將噴粉室與生產車間隔離,以防止生產車間的灰塵和汙物帶進噴粉室;
     
    (4)在回收粉末塗料過程中,回收粉末未過篩或篩網目數太小會引起塗層顆粒。解決這種問題的方法是選用合適目數的篩網,回收粉末經自動或手動振動篩,篩後的粉末再與新粉按比例混合後使用;
     
    (5)粉末揮發物在固化爐內結成絮狀物或輸送鏈掛具上顆粒掉落,都會產生塗層顆粒。解決這種問題的方法是及時清理固化爐及輸送鏈上附著的雜質。




        圖3 顆粒

     
    3 小結
     
    靜電粉末噴塗生產過程中,需正確控製好各個工藝環節,並根據生產實際情況進行調整。對生產中出現的質量問題要及時分析並解決,通過加強生產工藝控製,形成操作規程並嚴格落實,以保證產品質量的穩定與可靠。

     

     

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