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粉末静电喷涂型材涂层颗粒成因及控制
2013/7/16 9:33:19
引言

粉末静电喷涂是近年来在涂装行业发展迅速的新技术。它的特点是环保节能、生产效率高、颜色丰富靓丽、涂层的物理及化学性能优异,现在几乎遍及家电、汽车铝型材等行业,是今后涂装行业的发展趋势。在铝型材粉末静电喷涂过程中,涂层颗粒缺陷是一个常见且成因较为复杂的问题。本文结合笔者几年工作心得,将粉末静电喷涂颗粒成因及控制措施汇总,与同仁们共同探讨交流。

1工艺流程

粉末静电喷涂工艺流程如下:

型材预检→脱脂→水洗→等离子水洗→铬化→水洗→等离子水洗→控水→烘干→吹扫→喷涂粉末涂料→固化→检验→包装。

2涂层颗粒成因及控制措施

2.1型材自身的毛刺导致的颗粒

大毛刺主要是铝棒挤压时氧化皮未除尽,挤压速度稍快导致出现黄瓜刺,手摸时明显感觉刺手。出现夹杂的黑色硅铁和硅炭颗粒主要由于受热不充分,导致铝棒内部组分没有完全均匀扩散,使铝材挤压后出现此类缺陷。这些颗粒粒径大多在0.1~0.3mm左右,喷涂前处理无法去除,需要在表面处理工段前处理碱蚀槽处理。控制措施是加强铝底材生产过程控制,以避免出现此类问题。

2.2型材型腔的锯料铝屑导致的颗粒

铝材挤压后型材型腔的铝屑没有吹干净,水洗后带入槽子,在槽液循环搅拌作用下,分散黏附在型材各面上,在铬化时同生成的铬化膜成为一体,紧紧附着在铬化膜上,吹扫不掉,导致涂层出现较大的突出颗粒(0.3~1.0mm大颗粒)。此类颗粒大多呈片状,用锉刀锉掉颗粒过程中可发现颗粒中包裹有银白色铝屑。

2.3型材端头遗留物导致的颗粒

(1)铝材挤压锯切时,飞溅的冷却液混杂铝屑黏附在型材端头,操作人员未及时擦拭清理干净,导致型材时效后冷却液干化成胶点状,前处理无法除掉。

(2)进料后有时会在型材上贴标签以示区分。有时会贴到主要装饰面上,前处理时揭掉标签后,型材上残留有一点粘胶。

前处理槽液无法处理干净型材端头黏附的东西,热风干燥后牢牢黏附在型材上,如操作人员不能及时发现,就会造成涂层局部颗粒密布,此类颗粒特点是密布在型材一个端头的一个面上,分布在火柴盒大小的面积范围内。为此,必需加强对底材的质量控制,加强锯切环节管理。在型材端头用小夹子夹标签,可完全解决此类问题。

2.4车间、地面的尘土附着在型材上导致的颗粒

(1)本公司所处的气候属于北方气候,空气中漂浮的尘土多,型材铬化后或返修料稍微放置,表面各处会落上一层尘土,吹扫不干净、不到位会大面积出现密布均匀的小颗粒。

 (2)北方空气干燥,地面的尘土颗粒硬度很高,在地面上打磨时会嵌入返修料漆膜中或划伤涂层。如果未及时发现清理,会造成较大颗粒缺陷。

(3)打扫卫生拖地时,泥点溅落在型材上,形成湿泥土点,风干后紧密黏附在型材表面,很硬很干,不及时除干净会造成喷粉后较大颗粒缺陷。

产生这类缺陷时,尘土成分为SiO2,其表面张力和粉末涂层表面张力相差大,因此形成的颗粒凹陷成一小坑,中间为一突出小点,容易识别,但不易返修。要求对于铬化好的型材以及暂时不喷的型材必须用棉布盖起来,避免尘土落在表面,也避免泥点、水点弄脏沾污。

2.5絮状物导致的颗粒

(1)棉类工作服、棉线或绒面手套的纤维丝导致的线状缺陷。在生产中,纤维丝与型材尖角、端头毛刺等接触会产生拉丝,附挂在型材上,粉末涂膜固化过程中,受涂膜间表面张力收缩,导致喷粉后产生线状缺陷。因此要求操作人员戴胶面手套或薄硬帆布手套,穿不容易产生纤维丝的合成化纤衣物,并且要求前处理人员刮尽型材端头锯口毛茬、毛刺,防止挂蹭衣物产生丝线,以及喷涂中尖端放电产生拉丝,以避免产生此类缺陷。

(2)粉末固化中产生的挥发物在固化炉进出口冷却结晶为柳絮状,掉落在喷粉涂层上,再与粉末一起熔融固化,由于两者的流平性不一致,造成粉末涂层表面产生小团状大颗粒,颗粒质地松脆,用手指甲很容易刮掉。要求定期吹扫清理固化炉口以及炉内壁的絮状挥发物,保持炉道清洁卫生,以避免产生这种缺陷。

2.6挂具清理不净导致的颗粒

在粉末静电喷涂中,挂具打磨清理是一项很重要的工序,主要保证挂具有良好的导电性。挂具清理打磨时,会产生很多漆渣、铁末、碎屑,并且由于粉末涂层为树脂类,摩擦碰撞敲击时自身产生静电而吸附在挂具上。如果挂具没有及时用压缩空气吹扫清理干净,在喷粉时喷枪气流会吹扫下一点碎屑掉落在粉层上。进固化炉后遇高温,失去静电吸附的较大碎屑、漆渣自动掉落,造成型材表面局部涂层颗粒缺陷。此类缺陷一个明显的特点就是全部集中在挂具、挂点两边。由于碎屑是从挂具上面飘散下来,所以基本都分布在型材朝上面,朝下面几乎没有,很容易识别。

2.7型材返修导致的颗粒

喷粉过程中,一些型材由于微小瑕疵需要打磨重新补喷漆。在返修打磨时会产生涂层碎末,一些大颗粒夹杂在涂层中,一些碎渣末因静电作用吸附在型材上,压缩空气只能吹掉表面碎屑,不能吹掉镶嵌的碎渣。如果不仔细除净这些黏附的东西,会造成返修部位明显密布的颗粒缺陷。为此,打磨时要用细砂纸轻轻蹭,打磨后要用手感觉打磨部位平顺平滑后(不能有打磨毛边产生),再用湿毛巾反复擦拭,最后再用风吹干,这样才能除净黏附的打磨物,保证补喷漆合格。

2.8设备系统未清理干净导致的颗粒

(1)喷枪枪头、喷嘴、放电针、大小网筛、大旋风内壁、密向阀锥斗、套管、粉管以及吸粉管上板结的粉层,如果不及时清理干净,喷粉时在气流冲刷下产生小颗粒喷到粉层上,固化后在涂层表面形成明显大颗粒。要求定期检查清理,尤其在夏季温度较高时要加倍检查清理,避免产生这类问题。

(2)固化炉空气过滤滤网内的灰尘及杂物,以及老化的过滤网产生的碎纤维等,如果不及时检查清理更换,会在涂层表面形成丝状缺陷。此类缺陷形状细长,一般用手稍微用力可蹭下,或用细砂纸轻轻蹭掉这些颗粒,返修补喷漆也较容易,不需要很费力打磨。

(3)在生产中,大梁悬链系统润滑的二硫化钼与灰尘、粉末、轨道铁屑等碾压产生的油泥,在固化炉中掉落时经固化炉内热风吹散,飘落于熔融固化的涂层上,此类油泥含油,固化中会浮于涂层表面,固化后在涂层表面形成小黑点颗粒。此颗粒较松软,一擦就掉,但黑色油点把点周围处染黑。由于油泥从悬链上飘落下来,所以也分布在型材朝上的一面。用砂纸轻轻蹭掉黑点处涂层,返修补喷漆较容易。预防此类问题要求定期(每周)清理大梁悬链,在炉子外边用压缩空气吹净大梁接油槽脏物,吹净悬链轨道,滚轮轴承上的油泥、铁屑等脏物。

2.9粉末涂料质量导致的颗粒

(1)粉末涂料中夹杂半固化板结小颗粒,起因是粉末涂料生产厂螺旋挤出杆未清理干净,导致少量半固化板结的粉末颗粒混入粉中,造成喷粉时出现大面积的颗粒。这些颗粒在涂层上随处可见,且各面分布均匀,大小基本一致。判定此类缺陷,只要将喷粉设备以及型材表面清理干净即可。此类缺陷出现情况很少,不必专门预防,只要掌握判定方法即可。

(2)粉末涂料温度未完全降下就装箱,粉末涂料自身性能不佳,玻璃化温度低,运输中重压、受潮都可能产生大块板结。使用此类有问题的粉末涂料会导致涂层上产生较大颗粒,同时伴有凸粉、堆积、肥边、桔皮等缺陷,且返修补喷漆难度大。

预防措施是选择信誉好的粉末涂料生产厂家,粉末涂料开箱后用手抓,并用孔径为300μm的网筛检查。手抓一把粉末涂料,然后松开,看粉末是否结团,如果粉末很容易松散开,则无问题;如果有大小不均的结团则不用。如筛出颗粒物,则此粉末涂料绝不能使用。

3结语

在粉末涂料静电喷涂过程中,涂层颗粒形成因素还不止以上这些,只要我们对颗粒的形状、大小、颜色、质地、形成部位等特征认真观察、分析、试验,并对应实施解决措施,一定能控制此类缺陷,生产出高质量的产品。

 

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