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钢桶涂料涂装技术百问(7)

徐国兴

  六十一、近些年来,有些制桶厂采用粉末涂料作为钢桶外涂料,它有什么优点

  粉末涂料及其涂装技术是近二十年来迅速发展起来的一种新材料、新技术、新工艺,它具有省能源、省资源、低污染、高效率等特点;涂层的防腐性能好、机械强度高。为此世界各国都很重视发展粉末涂料。

  综合来说,它与传统涂料相比,有以下优点:

  1、粉末涂料不含有机溶剂,避免了有机溶剂可能带来的火灾、中毒和运输中的不安全因素。虽然粉末涂料本身也存在粉尘爆炸的危险性,但只要在施工中将粉尘浓度控制在适当的范围内,这种危险是完全可以避免的。

  2、不存在普通涂料中的有机溶剂对大气和环境的污染问题,有利于环境保护。

  3、粉末涂料是百分之百的固体体系,可以采用闭路循环系统,喷溢的粉末涂料可以回收再利用。一套性能优良的粉末涂料喷涂装置,粉末涂料的回收率可以达到99%以上,一般的装置也可达到95%左右。这在普通涂料施工中是不可能达到的。

  4、粉末涂料所采用的树脂,其分子量比溶剂型涂料所采用的树脂大,因此涂膜的性能和耐久性比溶剂型涂料有很大的改进。

  5、粉末涂料在涂装时,涂膜厚度可以控制,一次涂装最厚的厚度可以达到500微 米,相当于溶剂型涂料数道甚至几十道涂装的厚度,所以,当客户需要厚涂膜外涂料的钢桶时,可以减少施工次数。当然,为了降低成本,也可将粉末涂料在钢桶上 的涂膜厚度控制到与普通涂料差不多的厚度。

  6、在施工时,不需要如同溶剂型涂料那样调整涂料的粘度,操作方便;也不容易产生溶剂型涂料施工中经常发生的流挂现象。

  7、有利于施工人员的身体健康和环境卫生。附着于施工人员身上的粉末可用压缩空气吹掉,或用一般的肥皂水洗掉。

  8、溶剂型涂料中的溶剂是石油中提炼出来的,并且,溶剂型涂料在成膜干燥过程中,其中的溶剂是挥发掉的。而粉末涂料不含溶剂,所以对于节约石油资源非常有利。

  六十二、什么叫粉末涂装法,粉末涂装法有多少种类?哪种方法比较适合钢桶行业?

  应用热融流平的原理,使雾化的粉末涂料均匀地被预热后的工件所粘住,然后再经烘烤而熔融、流平,湿润、反应固化而成膜。这种涂装方法叫做粉末涂装法。

  粉末涂装法有以下几种:

  1、空气喷涂法,是将工件预热到粉末涂料的熔融温度以上,再将粉末涂料喷涂到工件表面,最后再烘烤流平固化成膜的方法。

  2、火焰喷涂法,是将粉末涂料用压缩空气送至火焰喷枪,粉末涂料在经过喷枪时受热熔融,然后喷涂到已经经过预热的工件表面成膜固化的方法。

  3、流化床浸涂法,是将预热到粉末涂料熔融温度以上的工件浸入到充满飞扬的粉末涂料颗粒的流化装置中,粉末涂料颗粒附着到热工件表面后再烘烤流平固化的方法。

  4、静电流化床浸涂法,实际上是使流化床浸涂法中飞扬的粉末涂料颗粒带上静电,从而使得涂层更均匀的流化床浸涂法。

  5、真空吸引法,适用于涂装各种口径较小的管道内壁(如自来水管)。其基本原理是使已经预热的管道内部处于负压状态,利用负压使粉末涂料吸进管道内部,然后再烘烤流平固化。

  6、静电粉末喷涂法,是将带有静电的粉末涂料颗粒通过喷枪喷涂,使其较长时间吸附在接地的工件表面,再加热工件使其流平固化的方法。

  在钢桶行业比较适用并且已经获得较大成功的方法是静电粉末喷涂法。

  六十三、听说流化床粉末涂装法在钢桶行业也有应用,能否介绍一下它的涂装工艺

  流化床粉末涂装是涂料技术的较为成熟的涂装方法,流化床主要有粉槽和气室上下两部 分,中间用多孔隔板隔开。将粉末涂料装于粉槽中,同时在气室内引入压缩空气,压缩空气通过透气隔板使粉槽内的涂料粉末处于流化状态,它宛如轻轻沸腾的液 体。当预热温度高于粉末涂料的熔化温度的工件处于“沸腾”状态的粉末之中时,粉末就很容易地粘着在工件表面,即使工件表面凹凸不平,粉末涂料也能自由钻入 并黏附其上。最后,粘着粉末涂料的工件经烘道熔融塑化再冷却就结成一层均匀而连续的涂膜。

  流化床涂装工艺如下:

  (1)将钢桶表面进行除油除锈,最好再经磷化处理;

  (2)将钢桶进行预热,温度应高于粉末涂料的熔化温度20℃左右;

  (3)将钢桶浸入流化床。为了获得均匀而连续的涂层,钢桶最好能不断转动。

  (4)经烘道烘烤,烘烤的时间和温度视粉末涂料的不同而不同。

  六十四、静电粉末涂装的工作原理及其特点是什么

  在“四十八问”中曾谈到静电喷涂油漆,但这里讲的静电粉末涂装,与之是两个概念。静电粉末喷涂是将静电感应现象应用在涂料施工上的一种方法。

  为了使粉末涂料雾化带电,并能均匀地附着在钢桶上,要求将钢桶通过挂件或托盘接地,粉末涂料则从送粉系统进入负高压
(电压高至10万伏)的喷枪口并带上负电荷,在静电场的作用下,粉末被静电引力吸附到钢桶表面。因为喷涂的同时转动喷枪或转动工件,所以粉末涂料能均匀地 分布在钢桶表面。然后进入烘道加热熔融流平,形成致密的涂层,达到对钢桶的保护和装饰的目的。

  静电喷涂比一般喷涂具有更多的优点,在静电喷涂时粉末涂料弹回力小,所以能减少涂料的逸散损失;并且静电粉末喷涂的涂层均匀。它与流化床粉末喷涂相比,钢桶可以不经预热而直接喷涂,可减少烘烤设备及工序。

  六十五、粉末粒度大小对静电喷涂有何影响?

  一般说来,粉末粒度越细,带电效果越好,易于静电吸附,并能获得薄涂层。但是,粉末粒度太细,贮存时易凝结成块状,喷涂时影响涂层外观。实践证明,适宜于静电喷涂用的粉末粒度在75微米以下,相当于通过200目标准筛。

  粉末粒度大小对喷涂影响对比如下;

项 目 细粉末(10~40微米) 粗粉末(50~100微米)
贮存稳定性 不好
吸 潮 性
粉末流动性 不好 极好
沉积效率 较低 较高
粉末回收率 较低 较高
涂层厚度

  涂层外观 均匀、光泽流平性好 易产生桔皮、光泽较差。

  六十六、粉末粒度分布对静电喷涂有何影响

  粉末粒度的分布是决定粉末性能的基本因素,它对喷涂工艺性能、涂层外观和涂层厚度等都有很大影响。

  所谓粒度分布就是指粉末大小粒子组成的状况。一般粉末涂料的粒度应在20~80微米之间,其中30~50微米占总量的60~70%,或者按工件要求的涂层 厚度来决定,如薄涂层粒度应在20一60微米,厚涂层粒度控制在40~70微米。

  六十七、PVF涂料在烘烤过程中产生大量烟雾,能否去除?或者能否用粉末涂料作内涂料代替?

  PVF涂料在烘烤过程中产生的烟雾,是其中的增塑剂在塑化过程中的汽化造成的。这是这种塑化型涂料的特殊现象,目前还没有有效的方法使其不产生烟雾。只能加强通风,并将吸出的烟雾通往并分散在水中使其沉淀,再将其分离排放或回收。

  关于粉末涂料替代 PVF涂料,只能是粉末涂料的某些种类可以。如聚乙烯粉末涂料就完全可以替代PVF涂料,只是在钢桶上的应用还有待解决低压聚乙烯粉末涂料涂膜的硬脆问题 以及高压聚乙烯粉末涂料静电喷涂施工中的带电不足现象(高压聚乙烯因为较软,磨细有困难,所以粉末颗粒相对较粗,造成不能带较多的电荷)。

  其实,市场上已有供应的 PVEP涂料,其性能与 PVF涂料基本接近,而且它的耐极性化学品性能优于 PVF涂料,再加上价格要比PVF涂料低,烘烤温度也低,烘烤过程又无烟雾,施工方法又与普通溶剂型涂料相同。所以应该说可以作为钢桶内涂料的又一新品。

  六十八、料的干燥方法有哪几种,各有什么特点

  涂料的干燥方法可分为自然干燥、烘干和照射固化等三种。

  (1)自然干燥

  将已涂装完毕的工件,放置在空气流通的场所,进行自然通风干燥。干燥时间受施工温度、湿度影响。

  室外大面积施工时受到风、霜、雨、雪的侵袭而影响施工质量。

  自然干燥适用于结膜干燥快的挥发性涂料。干燥较慢的油性漆或醇酸树脂漆,在室外施工因受烘干设备条件的限制,也常采用此法。

  (2)加热干燥(烘干)

  涂装后将工件置于烘干炉中加热烘烤,涂层的干燥时间可大大缩短。且可减少涂装过程 中的运输线路和场地,涂层的机械性能也有所提高。加热干燥,按温度可分为低温(100以下),中温(100~150℃)和高温(150℃以上)三种。低温 适用于891涂料、醇酸树脂漆等漆膜的干燥。中温和高温加热干燥适用于热固性氨基醇酸树脂涂料和丙烯酸树脂涂料等。金属制品用烘漆的烘干条件一 股为100~180~C下2Q~50分钟,环氧树脂系,有机硅树脂系、含氟树脂系涂料,多数需要在200~300~C高温下烘千。

  (3)照射固化

  它是指靠照射紫外线和电子束等特殊能量源使漆膜固化的漆膜干燥法,即光固化法和电 子束固化法。光固化法是用特定波长的光照射含有光敏剂的光固化涂料的漆膜后,光敏剂就分解,产生活性的游离基团,随即引发聚合反应,在极短的时间内使漆膜 硬化。光固化的特点是固化时间极短(数十秒至数分钟),在常温下固化,所以适用于不能加热的木材、塑料等涂装,但仅适用于光固化专用涂料,且不能使不透明 漆膜固化。

  电子束固化法是用电子束作为能量线,照射漆膜后,在1~2秒钟的极短时间内就干燥 固化。其固化机理是靠高能量的电子束照射,使漆膜的分子内产生活性基团,从而发生聚合反应、高分子化而固化干燥。不是任何涂料都能采用此法固化,现在主要 用于不饱和聚酯树脂的无溶剂涂料,以及环氧、聚酯或多异氰酸酯的丙烯酸酯无溶剂涂料等。

  电子束固化的特点是:

  在常温下固化,不需加热,能固化到深部,因而可用于不透明漆膜的固化;其缺点是也有照射盲点,不适用于管子内部和汽车车身内表面的漆膜固化,而且照射装置的价格高,安全管理严格。它适用于木质平板材、塑料、金属平板材或卷材、纸,布和皮革等涂装的固化。

  我们钢桶行业常用的漆种,其干燥方法一般均为自然干燥和烘烤干燥,所涉及到的漆种为挥发性漆、氧化聚合型漆和烘烤型漆,所以下面就这三种性质漆的干燥特点以及钢桶行业常用油漆的干燥进行介绍。

  六十九、挥发性漆的干燥有何特点

  挥发性漆的干燥是挥发型干燥。只靠涂料中液体(溶剂或分散相)的蒸发而得到干硬涂 膜的干燥过程,称为挥发型干燥,也叫物理性干燥。挥发性漆的主要成膜物质——聚合物,在制成涂料时已有足够大的分子量,而且是线型高分子。在干燥的过程 中,这些聚合物不发生反应,而是在失去液体后成膜。溶液型涂料中的聚合物分子随着溶剂的挥发,逐渐凝集,相连,最后紧密堆积而形成一层均匀、完整的连续涂 膜;对于乳液型涂料,则当连续相逐渐挥发时,聚合物液滴越来越紧密地堆积起来,相互接触,互相合并,液滴界面消失,从而得到一个连续均一的涂膜。

  我们钢桶行业常用的依靠单纯挥发干燥的油漆有硝基漆、热塑性丙烯酸漆、过氯乙烯漆等。

  七十、氧化聚合型漆的干燥有何特点

  氧化聚合型漆的干燥是一个复杂的化学反应过程,多种反应相互交错一起。总的说来,氧化聚合型漆干燥的特点,是利用空气中氧的反应性和催干剂的促进吸氧及加速氧化聚合的作用,涂料中的主要成膜物质吸氧后,进行反应,产生游离基, 引导发生聚合和交联反应,最终形成网状结构而成膜。

  我们钢桶行业常用的氧化聚合型漆有醇酸漆、酚醛漆等。

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