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1 前言
近些年來(lái),隨著建筑的多樣化、個(gè)性化,建筑鋁型材表面朝著顏色多樣化方向發(fā)展。靜電粉末噴涂工藝采用綠色環(huán)保技術(shù),具有工藝操作簡(jiǎn)單、節(jié)能、安全、污染小等特點(diǎn),生產(chǎn)的鋁型材表面涂層具有顏色多樣、色澤均勻、耐腐蝕、附著力強(qiáng)、耐候性及環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn),壽命優(yōu)于一般的氧化型材。但在鋁型材靜電粉末噴涂過程中,型材表面涂層也經(jīng)常出現(xiàn)一些缺陷,對(duì)于這些問題,找出形成的原因及解決方法,并加強(qiáng)生產(chǎn)過程工藝控制,是保證粉末噴涂產(chǎn)品表面質(zhì)量的關(guān)鍵。
2 粉末噴涂常見質(zhì)量缺陷原因簡(jiǎn)析
2.1 涂層色差
色差又稱色像差,是透鏡成像的一個(gè)嚴(yán)重缺陷,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是顏色的差別(如圖1所示),GB 5237.4中要求粉末噴涂型材色差不大于1.5。在鋁型材靜電粉末涂裝中,涂膜產(chǎn)生色差的原因主要有粉末涂料和粉末涂裝工藝控制兩方面。
2.1.1 粉末涂料方面
在粉末涂裝產(chǎn)生色差,從粉末涂料本身考慮,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,粉末涂裝廠的烘烤固化條件與粉末涂料生產(chǎn)廠調(diào)色時(shí)的烘烤固化條件之間有一定差距也可能引起涂層色差。
2.1.2 粉末涂裝過程方面
從粉末涂裝方面考慮,以下幾個(gè)方面的因素會(huì)影響粉末涂層的色差:
(1)涂層厚度不均勻,尤其是淺色粉末涂層,涂層膜厚不均而引起的色差更明顯。為了盡量減少涂層色差,在粉末涂裝中,必須保證一定程度的涂層厚度,而且涂層厚度要均勻;
(2)固化爐的溫度控制靈敏度差,溫度分布不均勻時(shí)涂層也容易產(chǎn)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)在粉末涂裝的烘烤工藝中,固化時(shí)間對(duì)涂層色差也有明顯的影響。特別是工件材料的厚度不同時(shí),工件材料厚的比薄的升溫時(shí)間長(zhǎng),在輸送鏈速度固定的固化爐中,工件達(dá)到設(shè)定溫度后的有效固化時(shí)間短,這樣不同材料厚度工件之間也容易產(chǎn)生色差。因此,在粉末涂裝那些不同材質(zhì)、厚度、形狀和大小的工件時(shí),就應(yīng)按照工件的材質(zhì)、厚度、形狀和大小進(jìn)行分類,然后分別設(shè)定不同烘烤時(shí)間進(jìn)行烘烤固化;
(4)粉房換色,懸鏈停止時(shí)間太久,固化時(shí)間太長(zhǎng),導(dǎo)致型材在爐子中固化過度變色。
圖1 涂層色差
2.2 涂層附著力差
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,粉末噴涂型材的干附著性、濕附著性和沸水附著性達(dá)到0級(jí)。
2.2.1 粉末涂料方面
從粉末涂料考慮,如果在配方設(shè)計(jì)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(zhì)量百分含量或者體積濃度不恰當(dāng)都會(huì)影響到涂膜的附著力。
2.2.2 粉末涂裝過程方面
從粉末涂裝過程考慮,影響涂膜附著性能的主要原因有如下幾個(gè)方面:
(1)工件表面處理得不好。工件表面油污未清洗干凈,或者鉻化膜質(zhì)量不好,表面沾污前處理槽液殘?jiān)?,在此情況下,粉末涂裝以后涂膜與底材的附著力不好,同時(shí)導(dǎo)致涂膜耐沖擊性能下降,此時(shí)應(yīng)通過加強(qiáng)工件的表面處理工藝來(lái)解決;
(2)固化爐的烘烤固化溫度、固化時(shí)間未能達(dá)到工藝要求,實(shí)際生產(chǎn)過程中需根據(jù)型材大小、粉末類型合理設(shè)置固化溫度及時(shí)間。在粉末涂料的固化條件中,固化時(shí)間是指被涂物達(dá)到固化溫度以后保溫的時(shí)間,而不是指工件放入烘烤爐以后就開始計(jì)算的時(shí)間。當(dāng)工件材料愈厚,掛的件愈多,那么工件的熱容量也就愈大,工件升溫至控制溫度所需要的時(shí)間就愈長(zhǎng)。如果有效烘烤時(shí)間不夠時(shí),涂膜固化不完全,涂膜的物理力學(xué)性能就達(dá)不到要求。因此,在粉末涂裝中,需定期用爐溫跟蹤測(cè)定儀測(cè)定固化爐爐溫狀況,以確定合理的烘烤固化溫度和時(shí)間,這樣才能保證涂膜的完全固化;
(3)空壓機(jī)為涂裝過程提供輔助空氣,空氣排水、除油不充分會(huì)對(duì)涂裝質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。因此油水分離器、干燥機(jī)及排水裝置需做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作,制定日常專人維護(hù)制度。
2.3 涂層橘皮
橘皮即涂層不均勻、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(gè)方面:
(1)粉末質(zhì)量問題,粉末流平劑等原材料質(zhì)量不合格或配方問題;
(2)涂膜太薄,流平受阻不能很好展開,此時(shí)能看到型材基體紋理;涂膜超厚,涂膜表面呈斑紋狀桔皮;
(3)粉末涂料固化速度太快,自身流平性差;
(4)烘烤溫度過低,熔融流動(dòng)性差;
(5)噴粉時(shí)粉末霧化不好。
其解決措施也應(yīng)相應(yīng)地從以下幾個(gè)方面去考慮:
(1)重新調(diào)整粉末涂料的固化速度和流平性,或選用新粉末涂料;
(2)做好涂裝過程膜厚控制,避免膜厚太薄或超厚;
(3)調(diào)整好靜電噴涂的工藝參數(shù),主要應(yīng)控制高壓靜電和工件表面與噴槍之間的距離,達(dá)到控制膜厚大小及涂裝均勻性的效果。
圖2 涂層橘皮
2.4 涂層縮孔
縮孔即在涂層表面由一個(gè)中心點(diǎn)始發(fā),在涂層表面形成的一個(gè)圓形凹陷。
2.4.1 粉末涂料方面
從粉末涂料本身考慮:
(1)粉末涂料本身的質(zhì)量問題,如粉末涂料制造過程中混入油和水,以及樹脂本身的質(zhì)量問題等;
(2)樹脂成份不同的粉末涂料混用,粉末涂料之間兼容性差;
2.4.2 粉末涂裝過程方面
從粉末涂裝角度來(lái)考慮,容易產(chǎn)生涂膜縮孔等弊病的原因有以下幾個(gè)方面:
(1)前處理脫脂不干凈,表面有油污,或者脫脂后水洗不凈造成處理液殘留而引起的縮孔;
(2)粉末涂料靜電噴涂所用的壓縮空氣中油、水含量超標(biāo),導(dǎo)致粉末涂料受污染;
(3)懸掛鏈上油污掉落到工件表面引起的縮孔;
(4)粉末涂料受潮嚴(yán)重時(shí),也容易使涂膜產(chǎn)生縮孔。粉末涂料應(yīng)在室溫和干燥的條件下存放,對(duì)那些已打開包裝但尚未用完的物料,一定要扎好塑料口袋防止受潮。特別要注意回收粉末涂料在回收過程中容易吸潮和帶進(jìn)雜質(zhì)等問題,回收粉要與新粉末涂料按一定比例混合后馬上使用。
2.5 顆粒
2.5.1 粉末涂料方面
從粉末涂料本身考慮,在粉末涂料制造過程中,粉末中帶入雜質(zhì)或環(huán)境中的灰塵進(jìn)入粉末涂料中,都可能引起表面顆粒(如圖3所示)。
2.5.2 粉末涂裝過程方面
從粉末涂裝過程考慮,下列問題容易引起涂膜顆粒:
(1)工件表面毛刺、麻坑等缺陷容易使涂膜出現(xiàn)顆粒。這是因?yàn)楫?dāng)粉末涂料烘烤固化,粉末涂料熔融流平時(shí)使工件表面封閉,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涂膜。解決這種問題的根本措施是控制型材擠壓過程的表面質(zhì)量;
(2)工件表面處理不干凈,表面處理液中的殘?jiān)入s質(zhì)仍附著在工件表面上,在進(jìn)行粉末噴涂時(shí)容易產(chǎn)生涂膜顆粒。這種問題只要通過及時(shí)清理前處理殘?jiān)?,在水洗工藝中將工件清洗干凈就能解決;
(3)在靜電粉末涂裝中,噴粉室周圍的生產(chǎn)環(huán)境不干凈,特別是空氣中的一些粉塵和顆粒物被帶進(jìn)粉末涂料或噴粉室,在粉末涂料熔融流平時(shí),成為涂膜中的顆粒。這種問題通過將噴粉室與生產(chǎn)車間隔離,以防止生產(chǎn)車間的灰塵和污物帶進(jìn)噴粉室;
(4)在回收粉末涂料過程中,回收粉末未過篩或篩網(wǎng)目數(shù)太小會(huì)引起涂層顆粒。解決這種問題的方法是選用合適目數(shù)的篩網(wǎng),回收粉末經(jīng)自動(dòng)或手動(dòng)振動(dòng)篩,篩后的粉末再與新粉按比例混合后使用;
(5)粉末揮發(fā)物在固化爐內(nèi)結(jié)成絮狀物或輸送鏈掛具上顆粒掉落,都會(huì)產(chǎn)生涂層顆粒。解決這種問題的方法是及時(shí)清理固化爐及輸送鏈上附著的雜質(zhì)。
圖3 顆粒
3 小結(jié)
靜電粉末噴涂生產(chǎn)過程中,需正確控制好各個(gè)工藝環(huán)節(jié),并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題要及時(shí)分析并解決,通過加強(qiáng)生產(chǎn)工藝控制,形成操作規(guī)程并嚴(yán)格落實(shí),以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定與可靠。
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標(biāo)簽: 鋁型材靜電粉末噴涂常見質(zhì)量缺陷原因簡(jiǎn)析
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