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粉末涂料好嗎

 

 粉末涂料產品的涂膜產生縮孔等弊病的原因是什么?如何解決這些問題?

       
       在粉末涂料生產中,使粉末涂料產品在涂膜上產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;二是生產工藝中存在的問題;三是產品檢驗時的干擾問題。在這些問題中,生產工藝中產生的問題多,第三個問題不是粉末涂料本身的問題,二是涂裝產生的問題。
       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,在涂膜中容易出現縮孔;而且與之相匹配的助劑未加時也會使涂膜產生縮孔,例如在聚 酯環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,涂膜也容易出現縮孔。一般未加流平劑時,涂膜出現 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涂膜上的縮孔是個別的。
 
       在粉末涂料生產工藝中,粉末涂料產品在涂膜上容易產生縮孔等弊病有下列幾個方面的原因:
       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一部分是以環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,如果 這些流平劑顆粒比較大而且熔點又較高,那么在擠出機中熔融混合時,往往不能分散均勻,容易使個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 就容易使涂膜產生縮孔。
       2、高軟化點的樹脂顆粒在預混合時沒能很好破碎,在熔融擠出混合工藝中,由于樹脂顆粒大,軟化點較高,當擠出溫度低,加料速度快,物料在擠出 機中滯留時間又短時,樹脂顆粒就不能完全熔融分散。在這種情況下,物料從擠出機冷卻破碎,再輕微細粉碎后,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,用預混合的物料推出擠出機中的樹脂進行清機時,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,如果這些物料經過壓片冷卻后未及時清理,而被帶進微細粉碎機進行粉碎,這樣它們就會污染產品,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,在涂膜上容易產生縮孔。
       4、在微細粉碎工藝中,冷卻破碎物的接料槽、微細粉碎機、旋風分離器、篩粉機和送料管道清不干凈時,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生縮孔等弊病。
       是不是由于設備清機不干凈就會引起涂膜產生縮孔呢?這個問題可通過以下方法加以確定:把經過冷卻破碎的物料放在清洗干凈的小型微細粉碎機或咖 啡磨中粉碎后進行噴涂,如果噴涂樣板的涂膜上沒有出現縮孔等弊病,只是經過生產用微細粉碎設備系統生產的粉末涂料,噴涂到樣板上涂膜才出現縮孔等弊病,這就說明是生產微細粉碎設備系統清機不干凈才導致產品涂膜出現問題。
       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生小分子化合物的粉末涂料,涂膜噴得太厚
       4、樣板或實驗用工件表面處理得不干凈,或者有砂眼、氣孔等缺陷。
 
       要解決粉末涂料產品在靜電粉末噴涂后涂膜上產生縮孔等弊病的問題,應該注意下列問題:
       1、在設計粉末涂料配方時,一定要加流平劑,而且加入量要足夠,必要時還要加光亮劑。消泡劑等其他助劑。 
        2、當原材料中聚酯樹脂等高硬度。高軟化點的物料顆粒較大時,用高速混合機進行預混合過程中,應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行混合、這樣可避免樹脂顆粒太大,在熔融擠出混合時產生未熔融的樹脂顆粒。
       3、擠出機各區段的溫度,加料速度和螺桿轉速要控制得適當,在熔融擠出混合過程中,流平劑能分散均勻,而且不產生未熔融分散的樹脂顆粒。
       4、用來清擠出機的物料,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混合的物料中,避免帶到微細粉碎物料里去。
       5、在換粉末涂料品種時,必須認真徹底清干凈冷卻帶、破碎機、接料槽、微細粉碎機、旋風分離器和過篩等設備,防止不同樹脂和涂料品種之間的干 擾。應特別注意含硅油的流平劑或助劑對其他產品的干擾或污染。適當,在熔融擠出混合過程中,流平劑能分散均勻,而且不產生未熔融分散的樹脂顆粒。
質點(顆粒)
       粉末涂料產品的涂膜產生質點(顆粒)的原因是什么?如何解決這些問題?
       粉末涂料產品在涂膜上產生質點(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,一是粉末涂料生產中所用的原材料存在質量問題;二是粉末涂料生產設備和生產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過程中帶進固體雜質,特別是顏料和填料中含有機械雜質,雖然在生產過程中被粉碎后過篩,但是粉末涂料熔融 流平時,這些顆粒不能流平,以質點(顆粒)的形式存在于涂膜上面。二是聚酯樹脂、環氧樹脂等成膜物質在生產中形成的凝膠化粒子,在過濾工藝中沒能分離出 去,在制造粉末涂料時帶進到粉末涂料產品中,這些粉末凝膠粒子在熔融流平時失去流平性,以質點(顆粒)狀態出現在涂膜表面;當涂膜較薄時就更明顯。
       從粉末涂料的制造設備和工藝條件來說,一是如果擠出機的自清洗性能不好,在熔融擠出過程中,就會有部分物料殘留在擠出機螺桿和螺筒中產生膠 化,然后一點點帶出來后帶進粉末涂料產品中,在粉末涂料熔融流平時就會失去流平性,成為涂膜上的質點(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間過長而部分膠化,那么經粉碎后的粉末涂料就會失去熔融流平性,同樣在涂膜表面產生質點(顆粒)。三是生產環境的條件 不好,環境中的粉塵和雜質帶進產品中去。     
       在粉末涂料生產中,通過下列措施解決粉末涂料產品的涂膜產生質點(顆粒)問題:
       1、對進廠的原材料進行嚴格檢查,保證樹脂產品中沒有凝膠化粒子,在顏料和填料產品中沒有機械雜質。
       2、選擇自清洗性能較好,各區段控制溫度靈敏度高的擠出機。
       3、在使用熔融擠出混合機進行物料混合時,控制的溫度不能太高,特別是使用低溫固化劑時控制溫度更要低;每次停機前都要用樹脂推出生產中殘留 的物料,防止含固化劑的物料在擠出機中凝膠;在生產涂膜外觀要求高的產品時,及時清除擠出機螺桿和螺筒上附著的膠化物,防止部分膠化物帶進產品中去;經常 除掉擠出機頭上的膠化物。
       4、在微細粉碎過程產生的粗粉中,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就不要集中粉碎,而是均勻地及時送進被粉碎的物 料中去。如果粗粉量不多時,可以在處理超細粉末涂料或回收粉末涂料時使用。如果這些粗粉采取集中粉碎的話,粉末涂料產品中凝膠粒子的雜質就會多,容易導致 涂膜上產生質點(顆粒),影響涂裝產品質量。另外,經常檢查篩粉機篩網的破損情況,一旦發現篩網破損,要及時更換篩網,對于已帶進粗粉的產品要及時檢查和 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密度、顏料與填料的性質和用量等因素緊密相聯。如環氧樹脂與聚酯樹脂比較,其分子帶有較強的極性 基團,苯核具備比聚酯更好的力學性能及剛性;聚氨酯樹脂分子存在著氨酯鍵,使分子鍵產生剛而韌的涂膜。但是這些網狀結構的形成,需要一個固化過程,通過烘 烤進行交聯后才能完成。所以設計配方時,要規定固化條件,如果設定溫度不夠或時間不足,會造成涂膜固化不充分,使其物理機械性能和附著力較差。假設涂裝工 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、不連續的表面現象,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,都可能導致涂膜的失光。
       顏料粒子因為細小,具有較強的吸附能力和凝聚能力,在生產粉末涂料時,經混合機的攪拌、擠出機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,而只是靠機械力的作用成為均勻的體系。這樣一個 貌似干態的粉末,在熔融固化成膜時,高溫將水分急速蒸發,使顏料與樹脂不可能熔化為一個整體,因此造成涂膜的失光。
        配方中某些組分,因選擇不當或錯加別的成分,造成混容不均勻,雖在外力作用下進行暫時性分散,但在整個混合物組分間不能成為真正的均相體系,在涂膜表面會產生霧狀物,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,分子基團和鏈段相似,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,所以在混容時,粉末 顆粒已產生流動性的差異,而造成涂膜產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,而導致其內部產生不同的熔融黏度,這些原因也會使涂膜出現較為明顯的橘皮。
       生產環氧聚酯粉末涂料時,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的成品,應認真地挑選和搭配,如果在混容性上出現問題,涂膜一定會產生橘皮。
      若粉末涂料受潮,會提高它的熔融流動黏度,而降低了流動性,因此涂膜極易出現橘皮現象。
在顏填料的選用上,減少密度小的顏填料用量,適當增加密度大的顏填料用量,以促使粉末涂料熔融固化時有適宜的沉積速度和流動性。
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量的關鍵。    
 
        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、結晶形態和表面性能等與物料混容性關系較大,影響著涂膜的各項指標。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,在設計粉末涂料配方時,可根據它們帶的基團和表面性質,在組分中添加適量的助劑,如表面活性劑、分散劑、改性樹脂、硅樹脂和偶聯劑等。利用 這些助劑的特性改變顏料的表面性質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,形成一個穩定的均勻體系,這 都是解決粉末涂料出現問題有效辦法。               
       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不暢,而可能出現的縮孔、針孔、顆粒等質量缺陷。由于助劑在涂料中能調整其組分間的內在關系,可 使表面張力、內應力相互平衡,甚至達到事半功倍的效果,因此,國際涂料界非常重視助劑的研發、推廣、生產和應用。

 

 

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