| 书名 | 铝型材粉末涂料静电喷涂与生产 | 作者 | 刘宏 |
|---|---|---|---|
| ISBN | 9787122056801 | 定价 | 28 |
| 出版社 | 化学工业出版社 | 出版时间 | 2009-8-1 |
| 开本 | 16 | ||
1 铝型材表面处理技术简介1
1.1 铝型材表面处理技术1
1.1.1 阳极氧化、着色1
1.1.2 电泳涂漆3
1.1.3 粉末静电喷涂5
1.1.4 氟碳喷涂7
1.1.5 热转印8
1.2 铝型材粉末涂料喷涂的特点8
1.3 铝型材静电喷涂技术的发展趋势10
1.3.1 耐候性粉末涂料10
1.3.2 低温固化型及UV固化型粉末涂料11
1.3.3 粉末涂料的复合化12
1.3.4 粉末涂料的薄涂膜化13
1.3.5 粉末涂料制造新工艺14
2 铝型材粉末喷涂表面前处理15
2.1 概述15
2.2 表面处理工艺15
2.3 除锈24
2.3.1 铁锈的组成及去除方法24
2.3.2 化学除锈液成分及作用24
2.3.3 除锈液配方26
2.3.4 除油除锈"二合一"27
2.4 磷化28
2.4.1 磷化及分类28
2.4.2 磷化膜的形成机理及结构29
2.4.3 磷化处理的工艺31
2.4.4 影响磷化处理的因素32
2.4.5 除油、除锈、磷化"三合一"处理工艺35
2.5 铝合金氧化处理35
2.5.1 除油36
2.5.2 化学氧化36
2.6 前处理槽液性能的测定39
2.8 铝型材前处理废水处理41
2.8.1 废水产生41
2.8.3 废水处理常用的方法42
2.8.4 废水处理实例44
3 粉末涂料涂装工艺48
3.1 粉末涂料喷涂方法简介48
3.1.1 空气喷涂法48
3.1.2 流化床浸涂法49
3.1.3 火焰喷涂法49
3.1.4 真空吸引涂装法50
3.1.5 静电粉末喷涂法51
3.2 静电喷涂原理及工艺52
3.2.1 高压静电粉末喷涂原理52
3.2.2 摩擦静电喷涂原理56
3.3 静电喷涂主要工艺参数的确定58
3.3.1 喷涂电压58
3.3.2 供粉气压59
3.3.3 粉末体积电阻率60
3.3.4 喷涂距离61
3.3.5 湿度61
3.3.6 工件接地62
3.3.7 涂膜固化62
3.4 影响喷涂质量影响因素的控制65
3.4.1 上粉率65
3.4.2 色差67
3.4.3 橘皮70
3.4.4 粉末涂料流平性73
3.4.5 粉末涂料的光泽77
3.5 粉末喷涂技术常见问题的分析处理81
3.6 粉末涂料静电喷涂主要设备93
3.6.1 静电粉末喷枪93
3.6.2 供粉器98
3.6.3 粉末回收装置100
3.6.4 喷粉室102
3.6.5 自动喷枪往复机103
3.6.6 辅助系统104
3.6.7 粉末固化的主要设备104
4 铝型材用粉末涂料的基本组成108
4.1 概述108
4.1.1 涂料与涂装技术的优点108
4.1.2 涂料与涂装技术的缺点109
4.2 粉末涂料的树脂110
4.2.1 树脂性能指标110
4.2.2 聚酯树脂115
4.3 固化剂121
4.3.1 固化剂类型及选择原则121
4.3.2 铝型材粉末涂料用固化剂122
4.4 颜料127
4.4.1 颜料的选用原则127
4.4.2 颜料的分类和性能128
4.5 填料133
4.6 各种助剂135
4.6.1 助剂的作用及常见品种135
4.6.2 常用助剂举例136
4.6.3 在配方设计中主要成分之间匹配和用量的选择138
5 粉末涂料生产工艺143
5.1 铝型材用粉末涂料的生产方法简述143
5.2 粉末涂料生产原理及工艺流程图144
5.3 粉末涂料生产工艺过程及参数控制146
5.3.1 配方物料的称量146
5.3.2 原料的预混合146
5.3.4 冷却破碎150
5.3.5 粉碎和分级过筛150
5.3.6 包装152
5.4 影响粉末涂料质量因素的分析153
5.4.1 粉末粒径153
5.4.2 粉末涂料的稳定性159
5.4.3 粉末涂料的混融性161
5.5 粉末涂料生产的主要设备162
5.5.1 预混合器的选择162
5.5.2 熔融混合挤出机164
5.5.3 压片机170
5.5.4 空气分级磨172
5.5.5 振动筛177
5.6 其他粉末涂料生产方法179
5.6.1 蒸发法179
5.6.2 喷雾干燥法179
5.6.3 沉淀法181
5.6.4 水分散法181
5.6.5 超临界流体法181
6 铝型材用粉末涂料的配方设计184
6.1 粉末涂料配方设计原则184
6.1.1 粉末涂料应用要求184
6.1.2 产品涂层要求185
6.2 铝型材用聚酯/TGIC粉末涂料配方设计186
6.2.1 聚酯树脂的影响186
6.2.2 固化剂的影响187
6.2.3 填料188
6.2.4 颜料的影响188
6.2.5 助剂190
6.3 粉末涂料专项性能的配方设计193
6.3.1 配方中颜、填料的设计193
6.3.2 流平与外观的设计193
6.3.3 光泽的设计194
6.3.4 遮盖力194
6.3.5 抗划性194
6.3.6 边角遮盖力195
6.3.7 柔韧性195
6.4 建筑铝型材用聚酯粉末涂料实例196
6.4.1 聚酯/TGIC型聚酯粉末涂料196
6.4.2 聚酯/HAA型聚酯粉末涂料198
7 粉末涂料及铝型材喷涂产品质量检测201
7.1 概述201
7.2 粉末涂料检测201
7.2.1 外观和状态201
7.2.2 表观密度202
7.2.3 粒度和粒度分布205
7.2.4 安息角206
7.2.5 流出性207
7.2.6 流度208
7.2.7 熔融流动性208
7.2.8 贮存稳定性210
7.3 铝型材喷涂产品质量检测211
7.3.1 涂膜制备211
7.3.2 涂膜颜色及外观212
7.3.3 涂膜厚度212
7.3.5 镜面光泽216
7.3.6 附着力218
7.3.7 柔韧性220
7.3.8 耐冲击性222
7.3.9 杯突试验224
7.3.10 耐化学药品性225
7.3.11 耐沸水性226
7.3.12 耐盐雾性226
7.3.13 人工加速老化试验227
附录涂装作业安全规程:粉末静电喷涂工艺安全(GB15607-1995)230
参考文献240
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作者以多年来的铝型材粉末涂料生产与涂装的研究并结合生产实际经验编写了此书。目前粉末静电喷涂己成为国内铝型材表面涂装中的热点，铝型材用粉末喷涂结合热转印技术会使其更加时尚，使粉末喷涂的型材应用具有更大的发展空间。本书重点介绍了粉末涂料涂装工艺，铝型材用粉末涂料的基本组成，粉末涂料生产工艺，铝型材用粉末涂料的配方设计，以及粉末涂料及铝型材喷涂产品质量检测技术。
本书适用于从事粉末涂料与涂装的工程技术人员、管理人员、生产工人使用，也可作大中专院校涂料与涂装方面的教材。
铝型材用粉末涂料表面怎么处理？
1）标准型耐候型粉末涂料（可通过佛罗里达暴晒实验标准1-2年） 2）改进型耐候型粉末涂料（可通过佛罗里达暴晒实验标准2-3年） 3）超耐候型耐候型粉末涂料（可通过佛罗里达暴晒实验标准5年以上）
霸州粉末静电喷涂厂哪家好？
当然是裕东，裕东（中山）机械，做了34年，企业的优势大家有目共睹，听说还通过欧汌的ATEX及美国的UL安全标准，他们工厂还有示范中心，服务挺到位的，全球几十个国家都有他们的客户。静电雾化效果比较好，粉...
静电喷涂的粉末熔点是多少度
180-220度。工作时静电喷涂的喷枪或喷盘、喷杯，涂料微粒部分接负极，工件接正极并接地， 在高压电源的高电压作用下，喷枪（或喷盘、喷杯）的端部与工件之间就形成一个静电场。涂料微粒所受到的电场力与静电...
静电喷涂粉末涂料哪个牌子的好
静电喷涂塑粉哪个品牌好?就选巴斯夫. 该塑粉是采用环氧树脂为主要原材料制备而成的。具有亮光效果、极优异的耐化学性能、极优秀的覆盖率、能覆盖到边角面和极强的反应性等特性。 主...
粉末静电喷涂与喷漆的区别在哪？
粉末静电喷涂：静电喷涂也可以叫做粉末喷涂，利用高压静电电场使带负电的涂料微粒绕电场相反的方向做定向运动，然后被吸附在待涂工件表面的新型喷涂方法 喷漆：传统的手工喷刷工艺 相比粉末静...
粉末静电喷涂设备由供粉器、静电发生器、静电喷涂机、喷涂室、粉末回收系统、烘干室等组成。
高压静电发生器的输出电压要达到60~100kv,电流低于300µA。一般晶体管的能耗低、体不只小,应有防击穿安全保护装置。
静电喷粉枪分固定式和手提式,生产线上都采用固定式,现场施工则采用手提式。静电喷粉枪按带电形式分内部带电和外部带电(图2_2_18)。内部带电是通过设在枪身内极针与环状电极间的晕放电带上电荷,内电场强度大(6~8kv/cm),适合于喷粉量大,复杂形状工件的涂覆。外部带电是利用喷枪与工件间的电晕放电带上电荷,荷电电场强度比内带电弱,但沉不只电场强度大(1~3.5kv/cm),涂覆效率高、应用广。
为了根据工件大小和形状有效地涂覆,減少粉末的反弹作用,静电喷粉枪的粉末扩散大致有冲撞分散法、空气分散法、旋转分散法和搅排分散法等(图2_2_19),其中以冲撞分散法操作方便,应用较多。
供粉器应该连续,均匀地将粉枪末输送给喷粉枪,一般有压力式、抽吸式和机械式三种供粉器(图2_2_20)。压力式供粉器容不只15~25L,粉末不能连续投料,多用于手提静电喷粉枪供粉,不适合于自动生产线。机械式供粉器能精确地定量供粉,多用于连续生产线。抽吸式利用文丘里原理,使粉斗内粉末被空气流抽吸形成粉末空气流,粉斗内不只粉少,便于清扫和换色,适应性强。
粉末回收设备用来回收未附着的粉末,并防止粉生1⊠境的污染,粉末静电嘘除的粉末附着章一般仅0%-5%,必靠回收装還才能使粉末除料利用章在95%以上,提高经济效益,回收设备有能风式、布袋式及其它们的组合形式(国222,能风式的声大,能耗大,回收章不高;布袋式体1小,声小,回收章高,但需采取振动或逆气流措施防布袋増塞,最先进的是慮芯式換色嘘房,更換癌芯能达到快速换色。
粉末静电喷涂工艺的影响因素主要有粉末特性、喷涂电压和距高、供粉气压等。
粉末特性主要是粉末粒度和粉末电导率。粉末粒度越细,粉体的流动性变差,在设备中易堵塞,粉末的涂覆性提高且能薄涂,但粉尘的漂散性也增加。粉末涂料的电导率影响粉末的荷电率和附着率,体积电阻率一般在1010°~1014Ω·cm为宜。
喷涂电压一般在60~90kV,喷涂距高约在250mm为宜,此时粉末附着率较高。供粉气压影响到粉末气流的荷电率和漂散性,随着供粉气压增大,粉末附着率会下降。
粉末静电喷涂必须强化表面处理来保证涂层的附着力。PTFE涂层的喷涂工艺实例如下:工件喷砂表面粗化→脱脂剂85℃喷射清洗→85℃热水喷洗→110℃干燥5~8min→静电喷粉→380℃烘烤30min→喷水强制冷却→下件。上面喷砂是为了提高附着力;85℃热水喷洗是为了加快干燥;由于PT_FE涂层结晶性大,在高温烘烤融合以后,通过强制冷却来降低结晶度,确保涂层附着力。
粉末涂装除了用来涂覆防护性涂层外,也可以用来涂饰带美术花纹的装饰性涂层,并且国外己在进行薄层粉末單光涂层的应用试验。
将塑料粉末通过高压静电设备充电，并在电场的作用下均匀的吸附在被加工的工件表面上，然后经过高温烘烤，塑料颗粒就会融化成一层致密的保护层牢牢附着在工件表面。
粉末静电喷涂线主要包含以下工艺流程:
1、前处理(除油、除锈、磷化);
2、静电喷涂;
3、高温固化(根据喷涂塑粉成分的不同和要求厚度的不同，固化温度通常为160-210度);
4、出炉冷却。
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摘要：通过实验数据分析，探讨了一种铝型材用高耐候珠光效果粉末涂料的关键技术，研究内容包括：构成铝材专用耐候性粉末涂料的饱和聚酯树脂、颜填料、助剂、消光剂、珠光颜料，找出了符合国标《GB5237.4-2008 粉末喷涂型材标准》要求的各种原材料。运用我司的邦定工艺，设置合理的邦定工艺参数，制成了型材用高耐候珠光效果粉末涂料。
0
引言
进入2000 年后，随着房地产市场的迅猛发展，铝型材市场曾出现了井喷式的发展。粉末喷涂技术也在不断创新，采用环保高效的粉末喷涂工艺，已基本替代了油漆喷涂。市场以每年7%的速度稳步增长，粉末用量也呈逐年快速递增状态，前景一片大好。粉末涂料喷涂型材对水和大气的污染程度小、能耗低，涂膜机械性能如硬度、耐磨性、耐冲击性能好，且色彩丰富，更能体现建筑物的多样性和个性化，标志着我国铝材市场粉末喷涂行业已步入成熟稳定期。
1
实验部分
1.1 涂料配方及原材料
铝材粉末涂料的基础配方见表1。
1.2 试验设备
试验设备：电子天平、挤出机、磨粉机、静电喷枪、烘箱、测厚仪、人工加工老化试验箱、冲击仪等。
1.3 试验方法
按配方称量原材料，混合均匀，用双螺杆挤出机挤出，破碎后，用高速粉碎机粉碎，过180目标准筛，所得的粉末涂料采用静电喷涂，固化条件为200℃/10 min，然后进行各项测试。
1.4 测试方法
按《GB 5237.4—2008 粉末喷涂型材标准》进行铝材各项性能检测。
2
研究内容
2.1 涂料配方用树脂的研究
国内外各大厂家生产的通用于铝材涂装领域的高耐候型树脂和固化剂均可供选择。采用不同的树脂和TGIC固化剂搭配，用耐水煮、耐刮花、耐砂浆、耐老化等性能作为评价手段，确定铝材用珠光粉末涂料用聚酯树脂的牌号和固化剂种类。
因铝材市场一般要求亚光粉（20～30GU），根据配方需求，选取双组份消光体系的饱和聚酯树脂，既可以节约成本，又可以有效地控制光泽。一般选用高酸值的聚酯树脂（A），酸值50~55mgKOH/g，黏度7500~8000mPa·s（200℃），玻璃化温度（Tg）60~70℃，与TGIC固化剂的比例为90/10； 选用低酸值聚酯树脂（B），酸值20~25mgKOH/g，黏度7500~8000mPa·s（200℃），Tg为60~70℃，与TGIC配比95/5。两者干混搭配，再配置20%～30%的消光粉构成的粉末涂料（见表1），具有良好的贮存稳定性。
2.2 颜填料的选择
主要依据其在太阳暴晒下的保光率和在涂层中的耐粉化性、耐刮花程度进行筛选。可用的填料主要有硅酸钙、滑石粉、硅微粉、硫酸钡、氧化铝等，可用的颜料主要有铁红、铁黄、有机黄、有机绿、有机蓝等。耐候性较差的锐钛型钛白粉和很容易粉化的碳酸钙填料不宜使用。
在试样过程中，根据配方的特殊要求予以辅助添加，在选择填料时通常选择耐候性好、耐水煮性能稳定、适合户外作业的进行配方调试。钛白粉选用金红石型。颜料选择要求耐光性达到7~8级，8级最好，耐候性达到4~5级，5级最好。
2.3 消光剂的选择
铝材粉中消光剂一般分两种， 分别是外加和内挤。铝材粉一般选用外混消光体系，外混消光应用于A、B干混的户外耐候性聚酯/TGIC系统，可提供10%~40%的低光泽，一般做光泽20%~30%的铝材底粉。优点：价格有明显优势，满足了低用量和低成本粉末涂料制备的要求，并且具有良好的机械性能，颜色和光泽稳定性；缺点：干混消光剂超过1%时，会出现严重橘皮。外观比内挤产品较差。内挤型消光剂用量为配方总重量的2%~6%，同样可提供10%~40%的光泽。优点：涂层致密细腻，光泽选择余地较多，20%~90%都可选择，根据所需要的光泽选择用量；缺点：不宜采用快速固化树脂, 做浅色粉耐黄变较差， 随着用量的增加，成本急剧增加。
根据实验，选用适合铝材生产的外混消光剂，因为消光剂的主要成分为改性蜡，在高压水煮2h后，粉末涂层中的消光剂蜡粉会有不同程度的析出， 导致粉末涂层出现泛白状况，如图1所示。根据《GB5237.4—2008粉末喷涂型材标准》中耐沸水性的要求， 消光剂A1和A3效果不能达到国标要求， 最终选用水煮后颜色未有变化的A2消光剂作为粉末涂料配方设计中的主体消光剂。
2.4 珠光颜料的选择
现在铝材市场竞争激烈， 粉末市场推出相对较高附加值的产品， 户外金属效果的粉末涂料占有较大的市场份额， 这样对金属效果的银粉和珠光颜料提出了具体的耐候要求， 只有耐候性好的铝颜料和珠光颜料可以选用， 经试验得出特殊包膜处理的铝粉和珠光粉可提高粉末涂料的耐水煮、耐砂浆和耐酸、耐碱性。珠光颜料是透明云母片表面包覆高折射率的透明金属氧化物，暴露在自然环境，经太阳光折射和反射，产生靓丽优雅的色相和光泽。珠光主要有银白、彩虹和金属三大系列，其中市场上MERCK（默克）的耐候珠光颜料性能和色彩方面均满足铝材市场性能要求，并满足GB/T5237.4—2008标准，能够满足耐候要求，推荐选择。
表3的实验结果表明，按《GB5237.4—2008粉末喷涂型材标准》进行检测，德国默克公司的珠光颜料A的耐二甲苯擦拭、耐砂浆、耐水煮，明显优于国内的珠光颜料公司。珠光颜料不会因日光、化学物质和热侵袭而受到影响。它们与铝材配方体系的相容性也比较好，在树脂涂层中分布和光泽度优于其他公司。因此，在铝材配方体系中，优先选择性能较好的默克公司的珠光颜料。
3
邦定工艺的研究
铝材专用金属及珠光型粉末涂料要达到铝材立式喷涂线的施工要求， 必须经过热粘结邦定混合工艺，将默克珠光粉A和底粉加入到专用的邦定缸中，加热至接近粉末涂料的Tg附近，使金属效果粉末涂料与底粉粘结在一起，以达到提高铝材粉末涂料现场施工稳定性的目的。并且邦定工艺改善了产品回收粉颜色不稳定和金属颜料堆积枪头等施工问题，是现在市场上的流行工艺。
3.1 邦定工艺参数的设置
对邦定机的工艺设置包括升温转速， 邦定转速，降温转速和温度参数及邦定时间设置。通过设定特定的工艺参数， 可以达到铝材专用珠光型粉末涂料效果。
（1）邦定温度的研究：邦定时粉末涂料中树脂的Tg，在邦定机升温时，是配方中最敏感的成分：温度过高，粉末在邦定过程中结团，产生胶化粒，严重时甚至卡机，使邦定机出现故障；温度过低时，邦定金属颜料和底粉结合效果没有处于最佳状态，邦定效果不突出。使用擎天树脂公司的NH3307进行试验，如图2所示。
由图2所示，单独树脂的Tg为66.28℃，做成粉末后的Tg为63.4℃， 可知粉末涂料的Tg要比树脂的Tg低4~5℃。然而在试验中粉末涂料和金属效果颜料邦定温度仪器上显示的温度往往有些滞后，故设定邦定温度时要略高于Tg温度1℃， 邦定效果会更好，在此温度维持的邦定时间为3~4min。
（2）转速研究：邦定机邦定转数包括升温转速、邦定转速和降温转速三部分。升温转速要求底粉和金属颜料在高速旋转加热， 邦定底粉和银粉由未邦定前是相对独立状态，经过邦定机高速旋转，底粉和金属颜料在彼此介质中均匀散。研究表明，邦定转速设置为300~800r/min时，能使粉末与金属颜料均匀黏贴，产生邦定效果好的粉末，并且不破坏涂层，产生涂膜缺陷。
4
结语
为生产出合格的铝型材用珠光粉末涂料，必须在全面了解技术性能要求的前提下， 保证原材料的筛选，做到科学合理的配方设计，严格把握生产工艺和邦定工艺，这对铝型材粉末的工艺特点，建立严格的产品质量管理制度，保证制备出合格的铝材珠光粉末涂料。做出的产品应该满足《GB5237.4—2008粉末喷涂型材标准》的要求，为客户提供长期的使用保障。随着我国铝型材行业的高速发展，铝型材喷涂市场蕴含着巨大的商机和发展空间，会给客户产生巨大的利润空间。
文/马会刚，程雷，陈雄，杨鹏，史中平
广州擎天材料科技有限公司
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