浅析粉末涂膜的边缘覆盖问题

   日期:2021-10-12     浏览:233    
核心提示:0 前 言粉末涂料在被涂物的边缘或棱角部位非常容易出现比平面部分覆盖率小的现象,尤其当边缘或棱角90的情况下更为严重,往往在角
0 前 言
粉末涂料在被涂物的边缘或棱角部位非常容易出现比平面部分覆盖率小的现象,尤其当边缘或棱角≤90°的情况下更为严重,往往在角尖或棱边留下一条交接线,此处的涂膜薄,有时出现裸露。这样就造成了涂层的防护缺口,往往从此边角开始而导致整个涂层防腐性能下降。粉末涂膜边缘覆盖不良主要是由静电屏蔽引起的,而粉末涂料在固化过程中较大的收缩倾向也是重要原因之一。
 
1 解决涂膜边缘覆盖问题的措施
1.1 被涂物外观设计改变
从大量的喷涂实践中观察,如果边角或棱角是圆角,不论半径大小,涂膜覆盖率和平面上差不多,因此改变被涂物的设计,防止静电屏蔽,可以从根本上解决边缘覆盖不良状况。
1.2 喷涂工艺的改进
如在喷涂边角时加大风量,适当降低电压,有利于穿过静电屏蔽将粉末喷到边角上去。如采用二次进风的静电喷枪,将喷出粉末扇形尽量缩小,也有利于将粉末送上边角。
1.3 粉末涂料配方的设计调整及实验结果
当粉末涂料喷涂以后熔融流平固化成膜时,由于熔融粉末涂料的熔融黏度过低,具有较强的流动性,往往造成流挂或边角部分覆盖差。通过改善涂膜熔融黏度或触变作用可提高边缘覆盖率及流平性。选用不同增稠作用的原料进行对比实验,实验配方见表1,测试结果见表2。

由表2检测结果可以看出,配方4应是佳方案,其它配方均在不同方面影响涂膜物理性能。
 
2 分析讨论
(1)由表1可以看出涂膜的边角覆盖率和流平性是相互矛盾的。良好的流平性要求在足够长的时间中将黏度保持在低点,有充分的时间使涂膜流平,这样易出现流挂、边角覆盖不良。反之,要想减少边缘覆盖问题,必须提高涂层黏度,减弱固化前的流动性。因此在配方中加入能调节黏度的填料和助剂,使流动性和边缘覆盖之间保持必要平衡。
(2)表1中聚酯树脂CC2441是通用型中速固化树脂,聚酯树脂CC2450 是快速固化树脂,就TGIC 固化体系而言,选择快速固化体系要比中速固化体系边角覆盖强些,但边角覆盖问题没有明显改善。
(3)气相SiO2影响。气相SiO2是球状的微细颗粒,平均粒度7~40 nm,比表面积80~380 m2/g,比表面积越大增稠性越强。其表面存在一定量的硅醇基(SiOH),颗粒之间通过硅醇基实现氢键交联,形成主体网状结构,见图1。在涂料体系中,这种结构越显著,增稠能力越强,但是它能被机械运动所破坏,使黏度下降;在静置条件下,网状结构自行恢复,黏度上升。因此这一体系是触变性的,如果分散不充分,有凝聚的颗粒存在,增稠效果大大降低。SiO2触变性会影响流平,再加上气相SiO2硬度提高会造成挤出困难,一般用量不要超过5%。表3列出了市场上常用的气相SiO2的规格,它们均能很好地解决涂层的边角覆盖问题,但从经济角度考虑,宜选天津化工研究院的TBS-200。


(4)滑石粉的影响。滑石粉的组分是水合硅酸镁,实际是一种羟基配位化合物,由于其羟基的作用,可提高涂膜附着力,也能和涂料中的极性基团形成氢键而有一定触变作用。滑石粉价格便宜,可以通过较大量地取代普通填料达到增稠目的(一般不超过15%)。滑石粉消光明显,因此做高光粉时不宜选用。
(5)聚乙烯醇缩丁醛的影响。在配方中一般用量0.5%~2%,可增加粉末涂料熔融黏度和触变作用,使被涂物各个部位涂膜厚度均匀,避免边缘覆盖不均问题。但在实验中发现加入聚乙烯醇缩丁醛量大有黄变现象,因此要慎用。表4列出了湖南湘维公司的聚乙烯醇缩丁醛产品规格。

(6)由表1可知,通过观察交界线可直观地看出覆盖的好坏,也可以通过测量边角覆盖率来看边缘覆盖的好坏。
 
3 结 语
在被涂物的棱角≤ 90°、静电屏蔽难以消除的条件下,要将边角涂层达到平面涂层同样的覆盖率是比较困难的。粉末涂料在涂装过程中产生这种边缘覆盖不良是静电屏蔽和粉末涂料在固化过程中较大的收缩倾向引起的。为了减少和消除覆盖差问题,从改变被涂物外观设计、改进喷涂工艺和调整粉末涂料配方三方面着手解决。尽可能地选择佳方案,发挥粉末涂料所具有的高装饰性和保护
作用,达到粉末涂料的应用效果。
 









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