粉末涂料与涂装中颗粒的产生原因及控制措施探讨

2018-06-07  来自: 昆明市阳光粉末涂料涂装设备有限公司浏览次数:192

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 引言

由于粉末涂料具有环保节能、生产效率高、颜色丰富靓丽、涂层的物理及化学性能优异的特点,静电粉末涂装越来越多的被广泛应用于各行各业,也是今后涂料发展的一大趋势。粉末静电喷涂过程中,涂层颗粒缺陷是一个常见且成因较为复杂的弊病。本文将对粉末静电喷涂颗粒成因及控制措施尽可能的进行总结,与大家共同探讨。

一、颗粒的分类

涂层的颗粒一般指在涂层固化完全后,涂层表面出现的点状凸起的质点,其会造成涂层的连续性及完整性遭受破坏,不仅严重影响涂层的外观质量及美观要求,而且会影响到涂层整体的机械性能及化学性能,降低产生的品质。按其产生的来源可以分为粉末涂料中本身存在的颗粒及涂装施工中造成的颗粒两大类,粉末涂料本身存在的颗粒可以分为机械杂质、胶化粒子及粉末大粒径粗颗粒三种类型,涂装施工中造成的颗粒主要分为基材缺陷、前处理缺陷、喷涂系统污染、环境污染四种类型。

二、颗粒的成因及控制

2.1 粉末涂料本身存在的颗粒成因及控制

2.1.1 机械杂质

粉末涂料中的机械杂质主要有以下几种:

来自于颜料或填料本身:颜料或填料本身因吸油量的要求,均存在一定的粒度范围,较粗的颜料或填料粒子本身即很容易导致涂料出现颗粒。控制此类颗粒一般要求颜料或填料能够通过325目的筛网,这样便极不容易因此原因导致颗粒的产生;

来自树脂中的不溶物:树脂本身因其生产工艺问题造成的树脂中存在的机械杂质或分子量特别大的胶粒,其不能溶于有机溶剂且在高温状态下也不会熔融。控制此类颗粒一般要求使用丙。酮对原料进行检测,以判断其不溶物含量是否满足与原料供应商协商的控制范围;

来自粉末生产过程中的机械磨损:挤出机、研磨机主磨或旋风分离器的机械部分因与粉末涂料摩擦而造成的磨损脱落形成的金属屑。一般此类问题产生的可能性较小,且产生的颗粒用手摸起来有严重的划刺感,比较容易辨别,控制此类颗粒主要是需要对设备进行定期维护和保养;

来自生产过程中的织物纤维或粉尘:原料的包装口、工人的手套及衣物,环境中本身存在的类似纤维或粉末均会导致颗粒的产生。控制此类颗粒一般要求工人及现场机修等其他人员的手套、衣物及工具等要使用不会导致类似污染物的物件,粉末制造环境要保持一定的湿度且通风情况良好。

2.1.2 胶化粒子

粉末涂料中的胶化粒子的产生主要有以下两种可能:

设备原因:挤出机螺杆与螺杆之间存在一定的死角,螺杆与螺筒之前存在一定的缝隙,涂料在挤出过程中可能会存在部分物料一直在挤出机内部残留,在长时间的挤出温度(一般为90-110℃)下树脂进行了化学反应引起胶化。此问题出现的胶化粒子是客观存在且近乎无法避免的,主要需要通过对螺杆本身桨叶的排列进行调整,以使涂料中尽可能少的出现胶化粒子。

工艺原因:挤出温度过高会导致树脂已经部分发生化学反应,或因断料导致部分物料在挤出机内无法挤出而停留时间过长导致树脂发生化学反应引起胶化粒子的产生;控制此类颗粒要点在于严格按照技术工艺控制挤出的温度,并对实际进料及出料速度进行把控。

2.1.3 粉末粒径过粗

粉末粒径过粗一般有以下可能:

粉末本身粒径确实超出约定范围:粉末本身粗粉含量过大,平均粒径远超正常要求,导致正常喷涂时粉末熔融无法完全流平导致颗粒的产生。控制此类颗粒主要是通过对粒径的实时检测或对同批次粉末后混成均一态后检测其粒径分布,确保其满足检测要求;

粉末中出现粉末片料:粉末在旋转筛筛分粉末时筛网破裂导致粉末细小片料被当作成品粉末流入客户处使用,导致颗粒的产生。控制此类颗粒主要是需要生产粉末时,每隔一定的产量即需要对粉末进行手筛(100-140目筛网)测试,确保不会出现此类异常;

喷涂膜厚过薄:粉末的正常喷涂膜厚要求为粉末平均粒径的2.0倍左右,膜厚喷涂过薄则粉末在熔融流平的状态下会出现类似第一种可能的情况。控制此类颗粒需要在涂装施工时喷涂到粉末约定的膜厚。

2.2 涂装过程中出现的颗粒

2.2.1 基材缺陷

粉末静电喷涂的工件基材主要为铝或铁,一般基材缺陷导致颗粒主要是指基材表面本身存在点状凸起或细小的凹坑,凸起的基材超过涂层的厚度,涂层无法进行掩盖导致颗粒,细小的凹坑因凹坑内空气无法完全排出导致涂层被顶起形成颗粒。控制此类颗粒主要是对基材表面进行处理,使基材表面平整即可,一般来说铝基材适合使用碱蚀的方式,铁基材适合使用打磨的方式(表面有油污的打磨需要同时配合脱脂液进行,否则会造成基材表面形成黑色的油污,脱脂无法完全去除);

2.2.2 前处理缺陷

前处理缺陷主要是指各种前处理药剂或一些基材上本身的金属屑在基材表面残留导致喷涂后出现颗粒。控制此类颗粒主要是通过加强前处理水洗的作用,是基材表面处理干净,无类似残留即可(也可以在前处理烘干前后增加空气吹净的工序)。

2.2.3 喷涂系统污染

喷涂系统污染主要包括以下情况:

流化桶污染:有其他粉末残留或粉桶底部有结成团状的粉末团聚体未清理干净导致粉末喷涂后出现颗粒。控制此类颗粒主要是要做到粉末流化桶及时清理,较长时间不使用的流化桶(4h以上不使用)应将流化桶的粉末全部清出保存;

喷枪污染:喷枪在喷涂时因出粉不均匀且高压放电过大时,粉末在喷枪内或喷枪口因电击导致熔融或产生化学反应,致使粉末喷涂后出现颗粒。控制此类颗粒主要是调整喷枪参数,使粉末出粉均匀雾化良好,且喷枪电压不宜过大。

输送链及挂具污染:输送链上的粉尘或挂具上的涂层掉落到工件涂层表面,因其已经是固化后的颗粒不会再次熔融流平,导致涂层上出现颗粒。控制此类颗粒主要是对输送链及挂具保持定期清理,保持输送链及挂具的干净整洁。

2.2.4 环境污染

环境污染主要包括以下情况:

粉房环境污染:粉房内的人员衣物及使用的工具(纸箱、除尘布等)存在纤维或本身不干净;粉房地面灰尘及粉房内部漂浮粉尘严重;粉房不密闭,有外界灰尘或打磨造成的粒子进入粉房等情况均会导致涂层在喷涂过程中产生颗粒(静电喷涂情况下,工件上因带静电会自动吸附空气中的固体小粒子)。控制此类颗粒主要是保持粉房的干净整洁,另保持粉房一定的湿度也有利于减少颗粒的产生。

烘道环境污染:烘道内存在燃烧物形成的颗粒废弃物(燃煤、生物颗粒、天然气均会产生固体颗粒物,直接加热式固化炉比较明显),烘道内壁及烘道底部的灰尘因热循环沾附在工件表面等均会导致涂层表面出现颗粒。控制此类颗粒主要是尽量采用间接加热的方式对固化炉进行加热,保证进入固化炉的空气清洁,保持定期清理固化炉。

三、结语

综上所述,颗粒问题的控制必须从粉末涂料、涂装施工、环境方面加以控制,严格按工艺流程进行涂料的制备和涂装的施工。

粉末涂料与涂装中颗粒问题产生的原因很多,需要对具体原因具体分析后采用相应的控制措施,以降低颗粒问题产生的概率和颗粒对产品品质的影响。

关键词: 昆明粉末涂料           

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