粉末涂层耐沸水性试验研究.doc

粉末涂层耐沸水性能试验研究Study of Boiling Water Resistance of Powder Coated Coating摘要：本文通过对铝合金建筑型材粉末喷涂样品进行沸水和压力锅试验，就涂层附着性和表面质量进行分析对比，研究粉末涂层的耐沸水性能。Summary: After the boiling test and pressure cooker test on the test samples of aluminium architectural profiles, we analyze and contrast the coatings adhesion and surface texture, to study the boiling water resistance of the Coatings.关键词：耐沸水性能、沸水试验、压力锅试验、附着性、表面质量Keyword: Boiling Water Resistance, boiling test, pressure cooker test, adhesion, surface texture.1、前言粉末喷涂以优异的涂层性能和多彩缤纷的外观颜色，深受市场和广大用户接受和青睐；同时又因生产过程中生产效率高、耗能少和环保的特点，深受丛多生产厂家的推崇。我国是铝合金建筑型材生产大国，也是铝合金建筑型材的出口大国。而我国现行标准与国外标准在某些地方还存在一定的差别，例如在耐沸水性能就有一定的不同。QUALICOAT标准中的耐沸水性试验方法:沸水试验（2h、无划格、用胶带粘撕）或压力锅试验（1h、无划格、用胶带粘撕）。性能要求为：涂层经沸水试验后，不应有脱落及其他缺陷，允许有轻微颜色变化。AAMA标准中虽然没有对耐沸水性能作要求，但是在沸水附着性试验中有所要求：沸水试验（20min、划格、用胶带粘撕）。性能要求：在划格区域内的涂层应无脱落，表面不应该有气泡。而现行的国标GB 5237.4-2004标准中耐沸水性能的要求：在经沸水试验（2h、无划格、无用胶带粘撕）或压力锅试验（1h、无划格、无用胶带粘撕）后，要求：涂层表面不应该有气泡、皱纹、水斑和脱落等缺陷，但允许色泽稍有变化。耐沸水性主要是考验涂层的附着性和表面质量两个质量指标，在QUALICOAT标准和AAMA标准这两个方面质量要求都作了规定，侧重点在附着性。而我们目前国标GB 5237.4-2004只规定了表面质量一项。耐沸水性试验不单可以检测粉末涂料质量的好坏，而且在一定程度上还可以看出粉末喷涂型材预处理的质量水平。由于国内外标准的差异，在出口量不断增大的今天，有可能因此而造成不必要的麻烦或损失，故我公司非常重视做了大量的试验，并将其进行了总结，为新版的GB 5237.4标准修订提供参考数据。2、试样的制备2.1采用酸洗脱脂铬酸盐预处理，工艺参数见表12.2采用卧式喷涂线，固化炉的工艺温度见图1表1工艺流程工艺参数工艺控制脱脂浸蚀处理脱脂浸蚀剂50100g/l氟离子14 g/l脱脂浸蚀时间5min10min水洗PH值27铬化处理铬化剂1630 g/lPH值1.72.1氟离子0.30.7 g/l铬化时间1 min 4 min二次水洗电导率30mS/cm烘干烘干温度65 图1 固化炉工艺温度3、对比试验3.1不同时间的沸水附着性试验后，涂层的附着性情况按AAMA标准的方法，将制好的试样用划格器在上面画间距为2mm的平行线（如图2），悬立于带3粒清洁瓷片的80mm深的沸水烧杯中，水符合GB/T 6682 规定的三级水。分别经20min、40min、60min沸水试验后拿出来用Scotch 60胶带粘撕，观察试样划格区域涂层的附着性情况(图3、4、5)，评级结果见表2。表2试样编号粉号(颜色)膜厚试验结果20min40min60min1ANJA-5643A(白亮光)5154um0级0级0级213664A(白亮光)8590um0级0级0级3725CN(白亮光)113120um0级0级0级46039(绿亮光)5966um0级0级0级5B402(红亮光)6873um0级0级0级6B418(黄棕亮光)6875um0级0级0级7C202(棕平光)6777um0级0级0级88002(红棕平光)7379um0级0级0级9ANJL-3351(蓝平光)7986um0级0级0级106009A(蓝平光)4654um0级0级0级11163022A(灰平光)7482um0级0级0级120634(绿砂皱)105113um0级0级0级13D518(棕砂皱)5762um0级0级0级149005FT(黑砂皱)7581um0级0级0级158481(灰砂皱)7485um0级0级0级1670522(灰砂皱)7481um0级0级0级175898A (蓝砂皱)6973um0级0级0级186390(亮光金属)101107um0级0级0级192894C(平光金属)99106um0级0级0级205488(平光金属)4045um0级0级0级 图2沸水附着性试验前 图3沸水20min后 图4沸水40min后 图5沸水60min后3.2不同时间的沸水性试验后，涂层表面质量情况按GB 5237.4-2004规定的两种方法对试样进行沸水性试验3.2.1用沸水法检测将制好的试样清洗干净后，悬立于带有80mm深沸水（水符合GB/T 6682 规定的三级水）的烧杯中，放入3粒清洁瓷片。试样分别经1h、2h、3h、5h的沸水试验后，拿出待冷却观察试样表面涂层的情况，结果见表3。表3序号粉号膜厚试验结果(色差E、表面有无明显变化)1h2h3h5h101088(灰砂皱)7081umE2.0、无变化E2.8、无变化E2.5、无变化E2.4、无变化2D523(白砂皱)7680umE0.9、无变化E1.3、无变化E1.3、无变化E1.3、无变化36625A-C（黑砂皱）6472umE2.4、无变化E3.8、有水斑E5.1、有水斑E3.9、有水斑40508A（米黄平光）6775umE1.8、无变化E1.0、无变化E2.6、无变化E5.5、有脱落56312(灰砂皱)9199umE1.6、无变化E3.3、有水斑E4.6、有水斑E3.9、有水斑63275（绿砂皱）7989umE1.0、无变化E1.8、无变化E2.7、无变化E3.2、无变化70732FT（灰亚光）8589umE2.1、无变化E1.9、无变化E3.0、无变化E4.0、有水斑89016（白高光）7578umE0.2、无变化E0.1、无变化E0.2、无变化E0.4、无变化917C（灰砂皱）6269 umE2.2、无变化E2.1、无变化E3.0、无变化E3.2、有水斑1090274（白平光）7380umE0.3、无变化E1.0、无变化E1.4、无变化E1.0、无变化11X1659FT（黄砂皱）7183umE2.8、无变化E2.5、无变化E2.8、无变化E2.8、无变化色差E平均值E1.57E1.96E2.65E2.873.2.2用压力锅法检测将制好的试样清洗干净后，悬立于带有25mm深水（符合GB/T 6682 规定的三级水）的压力锅中，试样离锅底5mm。试验分别0.5h、1h、2h的压力锅法试验后，拿出待冷却后观察试样表面涂层的情况，结果见表4。表4序号粉号膜厚试验结果(色差E、表面有无明显变化)0.5h1h2h101088(灰砂皱)7081umE2.0、无变化E2.3、有水斑E4.4、有水斑2D523(白砂皱)7680umE1.4、无变化E1.3、无变化E1.7、无变化36625A-C（黑砂皱）6472umE3.9、无变化E3.9、有水斑E11.3、有皱纹40508A（米黄平光）6775umE3.7、无变化E4.5、有皱纹E5.8、有皱纹56312(灰砂皱)9199umE3.3、无变化E3.4、有水斑E11.7、有皱纹63275（绿砂皱）7989umE3.5、无变化E4.1、有水斑E9.7、有皱纹70732FT（灰亚光）8589umE3.9、无变化E4.2、有水斑E12.7、有气泡89016（白高光）7578umE0.5、无变化E0.4、有小气泡E0.3、有气泡917C（灰砂皱）6269 umE2.7、无变化E3.2、无变化E3.6、有水斑1090274（白平光）7380umE0.5、无变化E0.6、无变化E0.6、无变化11X1659FT（黄砂皱）7183umE3.0、无变化E3.1、无变化E3.2、有气泡色差E平均值E 2.58E2.82E5.915、结果分析5.1从表2中可以看出，本次试验的所有试样的沸水附着力都为0级。5.2从表3、4中可以看出，随着试验时间加长试样退色越明显，如图6所示。压力锅试验要比沸水试验严格得多，后涂层表面除了颜色退色明显，还容易出现气泡、皱纹、水斑等质量缺陷。6、结论经多次试验及相关数据说明，我国粉末喷涂产品经沸水试验后的附着性很好，完全可以达国外AAMA标准、QUALICOAT标准的要求；而沸水试验后粉末喷涂涂层表面质量，会有轻微的颜色变化，但在整个试验过程中，由于操作者冷却速度控制或方式的不同极易产生水斑，故建议在今后的新标准中不要将水斑作为考核的要求。经多次试验及相关数据说明，压力锅试验远远要严格与沸水试验，因压力锅试验的压力难以统一，压力锅试验在一定程度上会对涂层造成破坏，导致涂层表面不单退色严重，还容易出现各种表面缺陷，难以反应涂层的真实性能。故建议将BG 5237.4中的压力锅试验取消，或放松表面质量要求。参考文献1 GB 5237.4-2004S，铝合金建筑型材