粉末涂料应用与常见问题.ppt

粉末涂料应用与常见问题 摘要 粉末涂料基本知识粉末涂料制造工艺粉末涂料涂装工艺粉末涂料常见问题分析与解决粉末涂料发展 粉末涂料基本知识 一 基本概念 粉末涂料是一种由树脂 固化剂 交联剂 颜料 填料和添加剂等组成的粉末状物质 粉末涂料有如下优点 粉末涂料不含有机溶剂 避免了有机溶剂带来的火灾 中毒和运输中的不安全问题 虽然存在粉尘爆炸的危险性 但是只要把体系中的粉尘浓度控制适当 爆炸是完全可以避免的 不存在有机溶剂带来的大气污染 符合环保的要求 喷涂时涂料损耗小 喷溢的粉末可回收利用 涂料的利用率可达95 以上 粉末涂料用树脂的分子量比溶剂型涂料的大 因此其涂膜的性能和耐久性能有很大的改进 喷涂施工效率高 涂膜厚度可以控制 一次涂装可达40 500mm膜厚 施工操作方便 厚涂时也不易产生流挂等涂膜弊病 容易实行自动化操作 粉末涂料不用溶剂 直接节省了原油的消耗 容易保持施工环境的卫生 附着于皮肤上的粉末可用压缩空气吹掉或用温水 肥皂水洗掉 不需要用刺激性的清洗剂 粉末涂料还存在如下缺点 粉末涂料的制造设备和工艺比一般涂料复杂 所以涂料的制造成本也高 粉末涂料的涂装设备跟一般涂料的涂装设备不同 用户需要安装新的涂装设备和粉末回收设备 粉末涂料的烘烤温度比一般涂料高得多 所以耗能也较多 粉末涂料很难得到小于35mm膜厚 造成物料浪费 换色 换品种比一般涂料麻烦 粉末涂料涂装和溶剂型涂料涂装特点的比较 为什么用粉末涂料 粉末涂料与工业用溶剂性涂料相比 已被证明更具经济性和环保性NoVOCproblems无挥发物产生Easycleaning易清理Nosolvents无需溶剂Lowhealthrisktoworkforce对操作员危害小Easytoapply使用方便Higherperformance性能更佳Economicaladvantages优良的经济性 二 粉末涂料的组成 粉末涂料的基本组成 树脂 给涂层提供粉末涂料基本性能固化剂 又称交联剂 与树脂高温交联反应形成性能稳定的涂层颜料 提供涂膜不同的颜色和效果 例如金属和锤纹效果填料 提供某些性能与降低粉末涂料成本助剂 添加剂 改善或提供粉末涂料某些特殊性能 1 树脂 按树脂构成与性能树脂分为 环氧树脂 树脂硬而又有韧性 提供优异的机械性能 优异的耐化学和耐溶剂性 但是热稳定性 耐光性 耐候性差聚酯树脂 树脂硬而又有韧性 提供优异的机械性能 优异的热稳定性 耐光性 耐候性 但是耐化学和耐溶剂性差丙烯酸树脂 树脂硬而又有韧性 提供优异的机械性能 优异的热稳定性 耐光性 耐候性聚氨酯树脂 树脂硬而又有韧性 提供优异的机械性能 优异的热稳定性 耐光性 耐候性 具有极佳的耐化学溶剂性能氟碳树脂 树脂硬而又有韧性 优异的热稳定性 耐光性 超强的耐候性 三 粉末涂料种类 粉末涂料分类可依据不同的分类方法进行划分 1 按粉末涂料所用树脂与固化剂 交联剂 划分为 a 纯环氧类 用于室内装饰或功能性粉末涂料 如PZ660 PZ770等b 环氧 聚酯类 用于户内装饰性粉末涂料 是粉末涂料的主要产品类型c 纯聚酯类 分为用TGIC与不用TGIC固化两种类型 用于户外型装饰与防护 用于户外 如空调 家俱 铝型材等d 聚氨酯类 户外或户内用 装饰与功能性用途e 丙烯酸类 用于户外型用途 如户外家俱 汽车涂料等g 氟碳类 超耐候粉末涂料 综合性能极优粉末涂料 按涂膜表面状态a 平面粉末涂料按其光泽又划分为 亮光 光泽 75 平光 光泽40 75 消光 光泽 40 b 砂纹粉末涂料按其砂纹表面粗细状态分为 细砂 中砂与粗砂c 垂纹 皱纹 粉末涂料按其垂纹表面起伏状态分为 大垂纹 中垂纹与小垂纹d 绵绵漆 水纹漆 粉末涂料e 斑纹漆 龟纹漆粉末涂料f 雪花漆粉末涂料 特点 纯聚酯粉末 用于建材 TGIC作固化剂 1 TGIC粉末涂料特点 四 纯聚酯粉末涂料特点 TGIC粉末解决方案 特点 纯聚酯粉末 用于建材 非TGIC固化剂 称为TGIC free 或环保型粉末涂料 2 TGIC free粉末涂料特点 TGIC free粉末解决方案 产品性能 比重1 2 1 8g cm3 随颜色的不同而有所变化 储存条件 25 C 以下干燥通风环境 有效期 18个月 固化条件 粉末涂料比重 膜厚与涂装面积的关系 粉末涂料喷涂面积的计算公式 涂布面积 m2 kg 1000 比重 膜厚 microns 实例 粉末涂料制造工艺 粉末涂料生产制造工艺 原材料的储存 称取所有原材料 制程简介 搅拌 原料预搅拌 混合熔融后挤出 粗碎成片状 粉碎 粉碎押出片成粉末 将粉末过筛后包装 PowderCoatingQCTesting粉末涂料的检验 Testsinthepowderform 粉末测试项目 ParticleSizeDistribution粒径分布Fluidity流动性SpecificGravity比重ChargingCharacteristics带电性BoxStability包装稳定性 PowderCoatingQCTesting粉末涂料的检验 Testsinthecuredfilm 涂层固化后测试项目 MechanicalPerformance机械性能ChemicalPerformance化学性能Weathering Durability耐候性 耐久性Aspect Colour Gloss Effect表面 颜色 光泽 效果Opacity HidingPower遮蔽率 PowderCoatingQCTesting粉末涂料的测试 ThePowderCoatingsmustbetestedfortwobasicproperties 粉末涂料的测试必须满足两个基本要求 Toensureit squalityandperformanceistotherequirementofthecustomer确认质量与性能满足客户的要求Toensurethequalityandperformancemeetstherequirementoftheenduserofthecomponentsbeingcoated确认质量与性能能使喷涂后的工件满足最终使用者的要求Oncemanufacturehasbeencompletedthepowdercoatingcannotnormallybemodifiedorchangedinanysignificantway 一旦完成生产 粉末涂料一般不能再被更改或调整 一 质量控制中的测试 喷涂设备 手动电晕式喷枪 CORONA 左图为手动静电枪在喷涂粉末涂料保证所有设备清理干净无污染是非常重要的确保清洁无污染 喷枪内部 喷涂室 测试片 ManualSpray 采用推荐的温度和时间固化后规定工件温度检查膜厚是否在标准的范围内在测量膜厚时应记录结果 FilmThickness 膜厚测试产品种类厚度 mm 一般 60 80TRIBO 60 80垂纹 80 120一般AF 40 50薄涂AF 30 40XTR 25 35 1mm 10 6m GlossCheck 按ASTMD523 60o角 检查和记录光泽的最大和最小值一些工业可能使用40o角20o角 ASTMD523标准60度角亮光 76 100 平光 41 75 消光 0 40 ColourCheck Colourcheckedby 颜色的检测利用Eye 眼睛目视Computer 计算机Colordifferencesarequotedintermsof 颜色的不同通过下面几项反映Lightness黑白DLRed Green红绿DaYellow Blue黄蓝DbChroma colorstrength 彩度DcHueAngle shade 灰度DhAnoverallcolordifferenceiscalculated DE将所有的颜色差别计算表示为 DEDE DL2 Da2 Db2 1 2 粉末经过激光照射区粒径分布被非常准确的测量出来粒径分布与产品的标准进行比较并作记录粒径分布对粉末涂料的质量控制非常重要 ParticleSizeAnalysis 粒径分析雷射光散色分析细粉 9 82mm 粗粉 80 104mm 中值粒度 Dv50 mm VisualCheck 最后的测试是用肉眼来与前面生产的或标准样进行比较 最终检视比较最近批次样片标准样片日光灯源钨丝灯源紫外灯源冷白萤灯源 二 涂膜的机械性能的测试 依据BS3900Part3或ASTMD2794是测试涂层快速变形性能的方法测涂层的裂纹或剥离程度是一种涂层完全固化后的测试 ImpactTest 冲击测试耐冲击硬化程度判断标准 裂痕 剥落依据标准 BS3900Part3或ASTMD27941 0in lb 1 15kg cm Cross Hatch 依据BS3900PartE6或ASTMD3359是测试涂层附着力的一种方法测能被胶带粘离的涂层的比率表达单位为 百格密著测试评估密著度以胶带贴附后撕落以剥落百分比表示结果依据标准 BS3900PartE6orASTMD3359 PencilHardness 依据ASTMD3363测试涂层表面硬度的一种方法测能破坏涂层的铅笔硬度表达的单位用铅笔的硬度来表示 B或H等 铅笔硬度表面硬度测试选用各种B或H硬度之铅笔以表面无刮痕之最大硬度表示依据标准 ASTMD3363 ScratchResistance 依据BS3900E2测试涂料硬度的一种方法测穿透涂层所需的法码最大重量表达单位为克 耐刮测试涂膜硬度测试可刮穿涂膜的重量单位 克依据标准 BS3900partE2 依据ASTMD4061测试涂料耐磨损的一种方法测经过规定次数的旋转摩擦后的重量损失表达单位为克 TaberAbrasion 耐磨耗测试评估耐磨耗性质特定磨耗圈数的涂膜磨损重量单位 克依据标准 ASTMD4061 4060 BouchholzHardness 依据BS3900PartE9或ISO2815测试涂料硬度的一种方法测500克的负载造成的凹痕深度表达的单位为毫米 Bouchholz硬度測試涂膜硬度评估负荷500克压痕之深度单位 mm依据标准 BS3900PartE9orISO2815 ConicalBend 依据ASTMD522 A测试涂料韧性的一种方法测不产生裂纹的最小直径表达的单位为毫米 Conical曲折测试屈挠性质评估无裂痕之最小曲折半径单位 mm依据标准 ASTMD522 A 依据BS3900PartE4或ISO1520在慢变形下对涂料韧性的测试测涂层破裂前最大变形深度表达单位为毫米 ErichsenIndent Erichsen韧性测试慢速形变 评估涂膜曲挠性以形变程度与龟裂与否判断单位 mm依据标准 toBS3900PartE4orISO1520 三 涂膜的耐化学 腐蚀的测试 BoilingWater 依据ASTM3359测经两小时沸水实验后涂层的附着力其性能用胶带粘离的涂膜的数量表示 沸水浸侵测试依据标准 ASTM3359两小时浸侵判断标准 胶带粘附剥落情形 有无起泡 DL DE 依据BS6496测在压力容器内经2个小时沸水实验后涂层的完整性测前处理效果的一种方法测试结果用附着力和起泡的等级表示 PressureCooker 加压煮沸测试依据标准 BS6496两小时的加压煮沸检验底材预处理判断标准 涂膜附与起泡程度 SaltSpray 依据ASTMB117测经规定时间的盐水喷雾后的腐蚀情况测试结果用十字划痕被腐蚀的延伸情况来表示 盐水喷雾特定小时数的抗腐蚀测试判断标准 十字交叉切割线向外延伸腐蚀程度1 锈蚀 2 起泡浓度 5 NaCl溫度 35 1 1 1 7 依据标准 ASTMB117 Humidity 依据ASTMD2247经规定时间的实验后 测涂料耐腐蚀的一种方法 一般1000小时 结果用腐蚀和水泡的情况来表示 耐湿气测试特定小时数 一般为一千小时 判断标准 腐蚀与起泡延伸程度依据标准 ASTMD2247 AcidsandAlkalis 测试时直接在涂料表面滴上化学试剂使用一定浓度的试剂 经过规定时间实验后 测耐化学性的一种方法测试结果用表面的变化情况来表示 耐酸 碱测试滴化学药品于涂膜上特定小时或浓度判断标准 涂膜表面状态变化程度 依据ASTMC207测试涂料抗损伤和变色的能力结果用涂料的抵抗性来表示 坚牢度测试依据标准 ASTMC207涂膜表观与颜色变化 四 粉末涂料的耐候性测试 暴露在室外 粉末涂料不粉化这一性能对一些应用和工业 如汽车和建筑 非常重要 一般要求涂膜能保证十年或更长期的耐候性质 如采用加速型耐候试验 可在较短时间获得相当于长时间耐候的检验结果 FloridaTesting 主要的汽车制造商和建筑业均认可Florida测试 这是被认为是在世界上环境最恶劣的地方 被广泛地公认为世界上最佳的天然耐候试验场所 一年的户外测试的结果相当于在英国15年 欧洲建筑业 Qualicoat GSB和BSI推荐 建筑物用涂料需通过一年Florida测试 下面几种因素能导致涂料的粉化 紫外线 打断喷涂件表面的树脂结构 形成白色粉状的物质 腐蚀 风在涂层表面引起的摩擦 对英国来讲不是问题 但在中东沙漠地区却象喷砂一样 化学试剂 如空气中的臭氧可以破坏涂层表面结构 AtlasWeather o meter 利用老化实验机等设备进行加速实验500小时的老化实验机的测试结果相当于 年Florida或15年英国户外的结果 最严格的性能测试是所谓的 suntest SummeryofTesting总结 Thetestingiscarriedouttoensurethepowderwillperformwellandgivealonglastingdecorativeeffecttothecomponentsbeingcoated 测试粉末涂料给喷涂物一个长久的装饰效果的能力Mosttestsmustbecarriedoutagainstaknownstandardtobemeaningful 所有测试结果都要与标准进行比较Example whentestingweatheringintheAtlaswewouldincludeastandardwheretheactualperformanceisknown onlythencanweestimatetheapproximateperformancethecoatingisgiving 如 当在Atlas进行耐候性测试时 我们应该知道实际所需性能的标准 只有这样我们才可以评估粉末涂料的性能 粉末涂料常见问题分析与解决 一 前处理 解決方法 起因 种类 1 输送带速度增快2 清洗药剂浓度太低3 药剂之PH改变4 喷头阻塞5 泵浦压力太低1 水洗不足或水污染2 硬水3 喷头太接近被涂物4 温度浓度太低1 输送带经常中断2 各步鄹间隙度过高 1 调整正确速度或改变药剂浓度2 检查药剂之有关参数3 检查PH值4 清洗或更换5 调整适当压力1 检查各步鄹之PH值2 考虑使用软水3 调整距离降低喷洗压力4 提高温度增加浓度1 消除中断原因2 改进除油效用检查水温提高最后水洗温度检查被涂物悬挂角度以利水的排出 A 未完全洗净 B 斑点污点的物件 C 被涂物生锈 种类 起因 解決方法 1 考虑使用软水剂或和供应商讨论2 检查各步鄹PH值3 评估被涂物储放位置1 清洗或更换2 修理或更换3 调整至适当压力4 设计被涂物悬挂方式检查各药槽确实没被前面处理药剂污染1 降低温度降低浓度2 参考A项3 检查进厂之被涂物 1 硬水2 水洗不足或水污染3 被涂物脏1 喷头阻塞2 喷头遗失或损坏形成水柱3 泵浦压力太低4 药剂残留1 前处理皮膜太厚2 水洗不够干净3 被涂物上油脂过多 D 清洗药剂消耗过多形成沉淀物 E 某些部位清洗不足 F 涂料附着力差 二 喷涂烘烤 1 带电性不良 不适当的粉末堆积功覆盖 2 上粉率差 3 聚酯 TGIC free砂纹喷涂时静电吸附力差掉粉 4 擦摩枪不上粉 5 软管 文氏管 喷枪因粉末堆积而堵塞 6 供粉不足或不连续 7 穿透力差 粉末不能喷到法拉弟等边角区域 孔 凹槽 内部边角和深凹处 8 砂纹涂膜见底 9 涂膜黄变严重 10 深色产品涂膜表面雾状严重 11 TGIC产品经煤气炉烘烤过后涂膜局部失光严重 12 聚酯 TGIC固化产品涂膜失光严重 13 重涂掉漆 脱皮 14 起泡 15 抗冲击 耐弯曲差 16 附着力差 17 铅笔硬度不够 耐磨损性差 18 流动性差 桔皮严重 19 亮光产品光泽偏低 20 砂粒严重 21 凹陷 22 光泽降低 23 污染 24 垂流 流挂 25 膜厚不均匀 Top5ProblemswithApplication使用中的五个主要问题 Differencesinglossbetweenstandardandcoatedparts Understoved Highgloss Overstoved Lowingloss 在标