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铝型材返喷砂纹粉末层间脱层问题分析

作者:匿名    访问量:2150    发布时间:2016/4/6
铝型材外表经粉末喷涂后具有极好的防护功能与装修功能,经过几十年的开展,铝型材喷涂技术益发完善,一起喷涂成品率也不断进步。通常情况下,假如严格操控前处理及喷涂技术,可最大极限地操控不合格品的发作。但因为原辅资料、挤压坯料、喷涂设备、出产环境要素以及职工责任心等,铝型材粉末喷涂一次成品率很难达到100%,其间大多数缺点是需求返工修正的。据观察,当砂纹外表呈现质量缺点需求重新返喷时,有时会呈现返喷涂层与榜首道砂纹涂层间呈现脱层疑问,也即常说的“两张皮”景象,而返喷平光粉末涂料时却很少呈现脱层疑问。因为涂层的附着力对涂层的耐候性、耐盐雾性 、耐酸碱性等有极大的影响,一旦附着力不合格,则涂层失去了对基材的保护作用,因而附着力显得尤为首要。
2 返喷砂纹粉末附着理论

砂纹粉末涂料之所以更易呈现层间脱层景象,必有其特殊性。
与平光粉末涂料相比,砂纹粉末涂料配方有其特殊性
配方中所用的首要原资料如聚酯树脂和固化剂TGIC(或HAA)也许更低端
配方中运用砂纹剂为低外表张力物质,固化后更易构成低外表能的涂层外表

配方中运用更多的蜡以进步外表硬度和抗刮伤功能,固化后浮于涂层外表

配方中也许运用待检品、库存粉以及收回粉

固化时,砂纹粉末也表现出与通常平光粉不一样的固化特性
熔融粘度大
胶化时刻短

附着力实质是界面间的作用力,是有机涂层与基体间经过物理和化学作用联系在一起的牢固程度,它首要包含两方面内容:有机涂层与金属基体间彼此联系的才能及有机涂层分子间交联的程度,涂层与基体间的联系力越大越好,涂层固化越彻底,分子间的交联就越安稳,构成的涂层就越细密牢固。
粉末涂料喷涂时依托静电吸附到工件外表后,在固化炉中经过熔融、流平、胶化、固化四个进程。其间,在熔融、流平、胶化三个进程中粉末呈液态特征,潮湿底材并且进入到底材的外表孔隙中,然后使粉末与被涂底材紧密联系,构成附着力。
假如在熔融、流平、胶化、三个进程中粉末层不能与底材紧密联系,那么工件在遭到外力作用时会呈现涂层与底材分离的景象,即大家常说的“掉塑”、“脱 塑”、“涂层掉落”或许“附着力不合格”。考察附着力时潮湿性是有必要的规范,只有当涂料有用潮湿底材时才起作用,涂料对底材的潮湿是构成附着力的要害。被涂外表的潮湿可从热力学视点描绘,涂料在液态时的外表张力以及底材和固态涂膜的外表能是影响界面衔接强度和附着力构成的首要参数。
所以要得到杰出的附着力粉末在熔融状态对底材的潮湿至关首要,而潮湿进程与底材的外表张力,熔体的粘度以及触摸时刻有关。因为砂纹粉固化时表现出的高粘度及较短的胶化时刻特性,当返喷在低外表能的砂纹外表时对底层砂纹外表的潮湿是恰恰不利的。
有报道称参加少数的某些含氮基团能大大进步附着力。因为界面上两相间发作氨-酯交流反响,构成酰胺键,但在实践操作中并未得到证明。

附着力通常以图1所示的几种方法构成对底材的附着,附着力的巨细取决于底材外表和涂料的性质。广义上,这些联系力可分为二类 :主价力和次价力。化学键即为主价力,具有比次价力高得多的附着力,次价力是以氢键为代表的弱得多的作用力。当粉末涂料喷涂于底材上,在固化的进程中就构成了附着力。在热固性聚酯粉末涂料界面间也许构成共价键,彼此反响的化学基团牢牢联系在底材和涂料上。在具有极性基团,如含结晶水的转化膜(铬化膜)的底材上更易以化学键联系(聚酯粉末中反响性的羧基基团与金属底材转化膜界面间构成共价键,这一彼此反响的化学基团牢牢联系在底材和涂料上,解决聚酯粉末涂层与铝型材外表附着力的疑问),因而这类连结属于化学键联系且最强耐久性最好。而在非极性外表如彻底固化交联的聚酯粉末涂层上则具有较少的化学键,因而返喷涂层就不会与底层涂层发作化学交联反响,只能进行物理附着或少数氢键联系。因而在砂纹外表返喷砂纹粉末更适合于机械衔接理论解说。

 多见的几种附着联系方法
机械衔接理论
当熔融的粉末与富含孔、洞的砂纹外表触摸时,熔体能够浸透进入并起到机械定锚作用。尽管砂纹的外表粗糙化能进步附着力,但有必要注意防止深而尖的涂层形状(砂纹光泽过低,外表过于干燥的砂纸状涂层),这种粗糙化的砂纹涂层会呈现透底景象,并且,深而尖的隆起会构成不均一的涂层,然后生成应力集中点,下降附着力。当剥离返喷砂纹涂层时,能够看到返喷砂纹涂层的背面是润滑的,也就是说返喷的砂纹粉末熔融时并未实在地浸透进榜首层粗糙的砂面涂层的缝隙中。若不能彻底进入,则涂料与外表的触摸会比相应的几许面积还小,并且在涂料和底材间留有空地,空地中驻留的气泡会致使水汽的聚积,终究致使附着力的损失。这与砂纹粉末的特性有关:首要榜首层砂纹涂层固化后外表张力较低,当涂层过度固化时外表张力变得更低;其次因为砂纹粉熔融时的粘度较大,并且返喷时有榜首层涂层的“热隔绝”作用,使得实在的工件受热温度较首次喷涂时低,在较低温度下熔体粘度更难下降,高粘度低流动性的砂纹粉末熔体在较低的“工件温度”下难以浸透进榜首涂层的外表,跟着粘度和涂层刚性的添加的一起也逐渐构成会生成很多的应力,并残留于涂层中,因而涂层间的机械衔接力较低,在遭到外力时便发作脱层景象。
3 返喷时层间脱层因素剖析

经过以上理论再联系砂纹粉末的特功能够总结返喷砂纹粉时也许发作的脱层因素:
3.1 聚酯树脂含量偏低
假如聚酯树脂含量低(填料量过大),有用成膜物质少,固化进程中会致使涂层交联不彻底,固化后涂层会发脆,遇到外力涂层就会掉落。
3.2 低层次的聚酯树脂
聚酯树脂由缩聚反响逐渐聚合而成。严格操控缩聚技术(操控升温速率和缩聚反响后期的真空度)可得到分子量呈正态散布的质量上佳的产品,若缩聚技术操控不妥(升温速率太快)尤其是缩聚后期真空度达不到,则得到的聚酯树脂分子量散布宽,意味着树脂中存在很多的不耐热的低分子量缩聚物,在较高的固化温度下,这些低分子量缩聚物会从涂层内分化蒸发出来而浮于涂层的外表,构成低分子“油膜”,严重影响了附着力。
3.3 添加剂不合适或用量不妥
砂纹粉末涂料配方中要添加砂纹剂以及为进步耐刮伤功能而添加一定量的蜡(通常是聚乙烯蜡),砂纹剂的首要成份是聚四氟乙烯,也就是咱们多见的特氟龙不粘锅涂料的首要成份,聚四氟乙烯和聚乙烯蜡的参加都会下降涂层的外表张力,恰当的添加量对附着力不会发作较大的影响,但假如运用过量,则会极大地下降砂纹涂层的外表张力,构成一个相似的不粘的低外表能的外表,使涂料对其外表的潮湿作用变差,熔融的返喷粉末难以彻底浸透的底涂层的孔隙中,且在两层涂层间留有空地,使返喷在其上的砂纹涂层很难与其牢固联系,终究致使涂层间附着力不合格。
3.4 喷涂砂纹粉末时掺入了过多收回粉或过期粉
一切铝型材客户都会存有很多的库龄较长的库存粉以及收回粉,为了耗费有些粉末库存以及下降成本,铝型材喷涂厂家通常都将库存较长时刻的附近颜色的平光粉或砂纹粉按份额混合到新粉中喷涂,因为混入的这些库存粉或收回粉很也许已发作预交联反响乃至已经过期,使得喷涂的砂纹粉中各种资料的份额已经偏离了正常新粉配方,两者混合运用时,会使涂层的潮湿作用变差,涂料不能彻底浸透到底层砂纹涂层的孔隙中,在返喷涂层与底涂层间留有空地,终究导附着力不合格。过期粉中因为聚酯树脂与固化剂(TGIC或HAA)已有些预交联,而使得涂层固化的有用反响点下降(官能度下降),这也将严重影响涂层的附着力。 
3.5 固化温度过低或时刻过短
固化温度低或时刻短,严重影响聚酯树脂与固化剂(TGIC或HAA)之间的交联反响,固化后涂层柔韧性差且附着力变差。
3.6 固化温度过高或时刻过长
当涂料在比原定温度高得多的温度下固化或烘烤时刻延伸时附着力变差。首要因素是在这两种情况下,有些涂料发作碳化,严重影响涂料分子之间的交联。通常铝型材用的聚酯粉末涂料的固化温度为180℃(HAA固化)或200℃(TGIC固化),时刻为15~20分钟。过度交联的涂层会构成低外表能的外表,返喷砂纹涂层受热构成的高粘度熔体难以潮湿其低外表能的外表。
砂纹粉末中反响性羧基基团倾向于和富含相似基团的底材更牢固地附着,假如榜首涂层恰当固化,则榜首涂层的剩下少数羧基会与第二道涂层内的固化剂TGIC或HAA反响,有利于将返喷涂层与底涂层粘合在一起。当榜首涂层过烘烤(烘烤时刻过长和/或固化温度过高)时,榜首涂层几乎无羧基剩下,返喷涂层的附着力明显削弱,有时乃至无附着力。
3.7 选用直排燃气炉
直排燃气炉直接将焚烧产品排放于固化炉内,若运用了不纯洁的燃气,未充沛焚烧时构成的小分子碳化产品会附着于固化涂层的外表,构成“油膜”,返喷时若不除去,将直接构成返喷涂层附着失败。别的某些直接交流燃气炉若保护不妥(如发作燃气走漏),也也许使得焚烧副产品附着于涂层外表构成后期返喷时的附着力丧失。
3.8 涂料之间的配套性
不一样厂家出产的砂纹粉末涂料,因为运用的树脂的反响性及粘度等目标不一样,或同一厂家不一样批次的砂纹涂料,因为配方的区别(也许某些批非有必要耗费库存粉、待检粉乃至收回粉)都也许存在配套性的疑问。若返喷时运用了不一样出产厂商的砂纹粉末或某个区别较大的批次的粉末,则极有也许在返喷时呈现脱层景象。预防措施是,不要轻易替换涂料供给厂家或砂纹粉末进厂前或运用前先进行小批次试喷查看返喷的附着力。
3.9 返喷涂层偏厚
当返喷涂层偏厚时,跟着粘度和涂层刚性的添加以及对底材的附着力的逐渐构成的一起也伴随内聚力添加,并残留于涂层中。涂层之间固化后遍地的应力相差较大,遭到外力作用时,涂层自然会掉落。
4 返喷砂纹粉的准确操作技术

铝型材用聚酯粉末涂料是热固性粉末涂料,因为喷涂返工料时两次喷涂涂层间无化学键联系而仅仅靠机械力附着而简单呈现脱层景象,根据喷涂车间实践出产经历,返喷时应选用准确的理措施及质量检验以确保返喷涂层的附着力。

  图2型材返喷砂纹粉末出产技术流程图
图2是返喷砂纹粉的出产技术流程图,型材固化后因外表质量缺点需返喷的,返喷前首要要打磨返工料以磨平外表涂层缺点,不只增大涂层外表的粗糙度(即增大与返喷涂层的触摸面积),并且能够将榜首砂纹涂层外表的油膜或蜡膜打磨掉以改进涂层的外表张力,进而进步返喷涂层与榜首涂层的层间附着力。
打磨后应运用洁净擦布整理,尽量运用压缩空气将底层涂层外表吹洁净,制止运用富含油污的擦布擦洗,将打磨合格的返工料用酒精擦洗洁净并晾干后上料返喷。打磨能够进步返喷成功率和确保涂层的层间附着力。
返喷料喷涂及固化工序与铬化铝资料正常喷涂出产技术要求根本共同,但是喷涂电压应恰当下降,通常设定为30KV-60KV,返喷涂层的厚度恰当操控(通常≤40μm)。
下料后,查看返喷料的膜厚及划格试验查看层间附着力,也能够经过抽检锯切料头做水煮试验查看涂层附着力。
5 结束语

附着力极大地影响铝型材涂层的的运用寿命,一旦附着力出了疑问,不能修补也不能下降层次运用,只能作废或脱塑后重新处理。因而在铝型材静电粉末涂装中,有必要严格操控技术要害要素:前处理质量、喷房技术参数、固化温度及时刻,尽最大也许减少喷涂不合格品,防患于未然。若呈现缺点有必要返喷时,首要是剖析涂层缺点发作的因素,并拟定相应措施,防止相似疑问的再次呈现。返喷时要确保打磨的质量以及以及准确的擦洗方法方法,确保返喷后涂层的层间附着力合格。
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