粉末涂料及其涂裝技術是十多年來在我國迅速發展的一項新工藝、新技術,具有節省能源和資源,減少環境污染,工藝簡便,易實現自動化,涂層堅固耐用,粉末可回收再用的特點。本文將為讀者介紹這種應用領域日益廣泛的環保型涂料產品的制造工藝和生產及涂裝過程中常易出現的問題。
1、粉末涂料制造工藝
熔融混合擠出法是國際上通用的生產熱固性粉末涂料的唯一方法。其工藝流程為:
首先,預混合。預混合工序是將樹脂粉末,顏料和填料,固化劑、流平劑以及各種助劑等成份按配方均勻混合,為熔融混煉創造一個良好的物態條件,更有利于分散均勻。在預混時可根據實驗來確定預混時間,一旦穩定了混合時間,最好不要隨意變動,否則將影響到物料的分散程度和最后涂膜顏色變動。
然后是熔融混合擠出。熔融混合擠出工序是粉末涂料制造中的一個重要環節,通過混煉將粉末涂料各組分在樹脂熔融狀態下達到均勻分散。克服了干態混合時,由于物料比重不同而造成組分的分離。
熔融擠出設備為擠出機,擠出機有兩種類型,一為單螺桿擠出機,另一為雙螺桿擠出機。對于不同性質的物料需要確定合理的工藝參數,以保證良好的混煉效果,熱固性粉末涂料的擠出工藝要求十分嚴格,必須控制好擠出溫度和物料在機筒內的停留時間。
擠出機出來的熔融物應立即擠壓成薄片,并及時冷卻,不能使熔融物的熱量積聚,防止組份內產生化學變化,影響到產品的質量。
最后一到工序就是細粉碎,目前國內采用的細粉碎機為了生產工藝的合理,方便,往往將粉碎機與粒度分級的部分聯合組成粉碎設備機組。因此粉碎后的粉末顆粒,通過風力送入旋風分離或旋轉筒內,達成分級,最后收集產品。
在粉碎操作中,要注意的是加料速度與機內溫度升問題,機體溫升,會影響產量,一般情況下,開始時機內溫度上升較快,如果控制加料速度,以后令增長緩慢,并逐步趨于平穩,如果機內氣流溫度不超過40℃就可以連續進行生產。
在生產中要間斷性取樣,檢驗產品的粒度及粒度分布狀況,出現問題后找原因,及時采取措施,保證產品的高質量,防止由于篩網破漏或其他原因,而造成粒度的差異。
2、粉末涂料生產及涂裝過程中常易出現的問題
生產品質優良的粉末涂料,對原材料、技術、工藝、生產環境及管理都有嚴格的要求,任何一個環節出現問題都將影響到產品的質量。首先,在原材料的選用上,選擇合適優良的原材料是制取優良粉末涂料的前提。如在制環氧粉末涂料時,我們選用的環氧樹脂通常要考慮其軟化點,有機氯、無機氯值及環氧值等。例如:通常用于粉末涂料用的環氧樹脂其軟化點就在90℃,原因是軟化點過高的環氧樹脂制得的粉末涂料流動性差,而且在融熔擠出時,要求的融熔溫度往往偏高,這樣會使其部分反應,甚至出現膠化現象。而軟化點太低也不行,過低的軟化點制得的粉末涂料涂膜機械性差,粉末貯存易結快。除樹脂外,固化劑,顏填料及助劑上選用也需要慎重,以及在同一個配方中各組份的混熔性也是一個重要因素,混熔性不好的粉末涂料不僅光澤和涂膜的流平劑性受影響其涂膜機械性能也將受很大影響。
對于生產環境來說,生產粉末涂料容易產生很大粉塵,而過大的粉塵,不僅會影響到產品的質量(如使產品出現雜點、縮孔等)而且對于操作人員的健康也不利。潮濕的環境有利于降低粉塵,但如粉末受潮在其涂裝后又易出現霧影現象,所以清潔的生產環境是一個需要解決而又很難解決的問題。
同樣,環境的溫度也是影響粉末質量的一個重要因素。有這樣的經驗,夏天生產的粉末涂料很易結塊,粉末的流動性差,介于這種原因粉末涂料在高溫天氣時,應注意要冷藏,且使用前一定要檢驗過篩。
在生產過程中最頭疼的問題莫過于清機工作,對于生產不同體系或顏色差異大的粉末更是要嚴格清理,尤其是磨機,稍有不干凈就易出現雜點,甚至縮孔現象。如何改善這一缺點,這是粉末涂制造設備有待解決的難題。
要想獲得外觀優美、性能良好的涂膜,光有好的粉末還不行,還需要有良好的涂裝設備和涂裝技術,有人說“三分制造,七分涂裝”也正是這個原因,對于粉末涂料目前最常用的是高壓靜電噴涂。而噴涂電壓、供粉氣壓及噴粉距離則又是影響涂膜性能的重要因素,在一定范圍內,噴涂電壓增加,粉末附著量增加,但當電壓超過9萬伏時,粉末附著量反而隨電壓增加而減少,對于供粉氣壓來說,在其他條件不變的情況下,供粉氣壓有一個最合適的值,當過大或過小時都會影響沉積效率,同時氣壓過大還會使涂膜表面平整性差,而對于噴粉距離的選擇通常是在15~30cm之間。
以上內容是筆者十幾年粉末涂料行業工作經驗的總結,期望能分享給各位粉末涂料的同行,如有不足之處,還請包涵和斧正。
(粉體圈 作者:梧桐)
作者:粉體圈
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