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          粉末涂料成膜過程,以及涂料的表面張力
          時間:2021-06-28 16:11:50 點擊次數:90


          簡述粉末涂料的成膜進程,依據外表張力理論,剖析了粉末涂料呈現的桔皮、縮孔等現象,并提出改進辦法。

          粉末涂料是一種以空氣為載體進行渙散并涂裝的涂料種類,有極高的出產效率、優異的涂膜功能、杰出的生態環保性和杰出的經濟性。

          在世界范圍內,粉末涂料每年以10%以上的速度添加,是具有寬廣開展前景的涂料種類之一。

          粉末涂料在烘烤成膜進程中,許多現象都是和外表張力緊密相關的,例如:縮孔、桔皮、針孔、脫層等。

          本文依據外表張力的基礎理論,對成膜進程呈現的一些現象談點看法,或許能給從事粉末涂料技術研究的同仁們有所協助。

          1、粉末涂料成膜進程

          粉末涂料一般以粉末狀況存在,有必要熔融后才干附著在被涂物上面,流平后固化成膜,一般需要通過三個進程:

          (1) 從單獨的粉末顆粒,集合成為一層連續的、不平坦的膜,此進程稱為集合進程;

          (2) 從連續不平坦的外表活動構成較為光滑與平坦的外表,即流平進程 ;

          (3) 熔融的涂液通過交聯反應,粘度不斷進步,終究固化為堅固的涂膜,稱為固化進程。

          見圖1表示這三個進程。

           

          2、粉末涂料的外表張力問題

          2.1 桔皮

          桔皮是粉末涂料成膜進程液體活動的一種局部渦流效應,也稱著貝納德的旋渦,這是因為粉末涂料熔融時粘度改變導致了外表張力的改變,這樣便構成高粘度低外表張力的涂液下沉至渦流的中心(即后來的洼陷部位);

          低粘度高外表張力的涂液上升至渦流的周邊(即后來的凸處部位),見圖2桔皮的構成。

           

          為了削減桔皮的影響可采納如下辦法:

          (1) 正規的噴涂和烘烤。一次涂層太厚或烘烤升溫過快都會導致桔皮顯著,一次涂層應在(50——70)μm為宜。別的,控制熔融流平的時間應長些 ,這樣有利于粉末涂層的流平;

          (2) 添加粉末涂料的粘度。據上述對桔皮的構成原因,添加粉末涂料熔融時的粘度,能夠增大熔融時的活動阻力,削減桔皮;

          (3) 恰當地選用流平劑。一般粉末涂料選用的流平劑應具備兩種效應。即潮濕效應和流平效應,潮濕效應是在粉末處于100℃左右時,添加對體系的流平結合,此時外表張力盡量小一點;當大于 150 ℃ 時流平應該才是主要的,粉末的外表張力應大一點,以添加流平性。所以一般流平劑一般含兩種以上的材料。

           

          2.2 縮孔

          縮孔是指在粉末涂料成膜時,外表因為低外表張力的點引起的特別缺點。若用電子顯微鏡觀察,縮孔大多數是由未被充沛潮濕的小顆粒與周圍不相容的樹脂所構成的圓渦,即在一個較大的下陷圓渦中有一個杰出的小點。

          如圖3所示,涂膜從低外表張力點流到高外表張力點構成縮孔 ,一般低外表張力點可能是加工進程中的塵埃、油滴等,也可能是未被充沛潮濕的粉料。

           

          為了削減縮孔的影響,能夠采納如下辦法:

          (1) 保持整個加工環境的清潔。為避免因為外部環境而發生縮孔,要特別注意整個工作環境的清潔;

          (2) 恰當選取一些潮濕劑能夠有效潮濕,而且對可能引起縮孔的顆粒進行很好的渙散;

          (3) 添加粉末涂料的粘度。

          2.3 針孔

          針孔是指粉末涂料從熔融到固化的時間里 , 粉末涂料中的氣體從底層穿過高粘度的、已接近關閉的彈性樹脂層抵達涂層外表 , 未能逸出而構成的缺點。

          一般來說 , 粉末涂料中的氣體是由原料中的低分子物質、被涂工件外表吸附的揮發物在粉末噴涂進程中所引起的 , 或許說是在粉末涂料固化進程中發生的。

          這些氣泡在熔融狀況的涂膜中 , 構成一定數量的氣泡群 , 如前所述 , 氣泡的構成需要很多的外表積 , 這些外表積的發生則與涂膜的外表張力相反抗 , 當其外表張力較低時 , 構成一定量的穩定氣泡 , 所需的能量也比較低。

          氣泡在正常情況下 , 因為小氣泡的壓力比大氣泡中的壓力高 , 小氣泡中的氣體通過相鄰界膜向大氣泡中進行分散 , 所以小氣泡會不斷變小 , 大氣泡會不斷變大 , 終究使得氣泡膜越來越薄 , 終究幻滅。

          為了削減針孔 , 可采納如下辦法:

          (1) 嚴格控制外表處理質量和噴涂工藝。外表處理好的工件,要求不能含有污點、斑點等小分子物質依附其上。如果是像鑄鐵等大工件,主張先預熱一下,別的空壓機要常常放水,靜電噴涂時要控制一定的涂膜厚度, 主張不要超越100μm;

          (2) 恰當選用消泡劑。一般粉末涂料用的消泡劑是苯偶姻 (又稱安息香 ), 也有一些用于特別場合的透氣劑。一般消泡機理可簡述如下:首先是消泡劑和氣泡的觸摸,然后是消泡劑在氣泡界面上的展布,再次是消泡劑進入氣泡或置換氣泡膜,終究是氣泡幻滅。

           

          2.4 其它

          當粉末涂料和底材外表張力或外表能沒有調整好時,若底材外表能與涂膜外表張力稍不匹配或涂層很厚時, 可能會呈現附著力差的現象;嚴重不匹時,還會呈現脫層。別的,用金屬粉時,會呈現一些花點 ,這是因為在噴涂時帶入了一些低外表張力的物質。

          因為外表張力是粉末涂料成膜的關鍵因素,故如何知道外表張力,并更好地結合粉末涂料的本身特色,進步其涂膜功能,有著非常重要的含義。

          隨著熱固性粉末涂料產品不斷地移風易俗,如UV固化、低溫固化、超耐候等相繼呈現,為粉末涂料在各個領域的使用提供了更寬廣的開展空間。

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