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粉末喷涂工艺介绍

热固性粉末涂料作为高性能、低公害,少污染,省能源的新型涂料而崛起,已成为取代传统的溶剂型涂料的主要产品之一。我国随着轻工,家用电器,电子仪表,汽车及防腐等行业的发展和环境保护、节省能源、资源的需要,对热固性粉末涂料的产量、质量、品种等要求与日俱增。

我国的热固性粉末涂料,由六十年代初发展起来的环氧树脂粉末涂料,发展到目前的环氧/聚酯粉末涂料、纯聚酯树脂粉末涂料、聚氨酯粉末涂料和丙烯酸粉末涂料等。固化条件由原来的180℃,30分钟降低到180℃,1015分钟,甚至更低的140℃,1015分钟的热固性粉末涂料。同时由于粉末涂料质量的提高,使得粉末涂料在单位面积喷粉量减少,在金属表面的沉积效应提高,粉末利用率大大提高,因此,回收和再循环的额外投资大为降低。 
   我国的树脂生产企业,对发展热固性粉末涂料也作了应有的贡献,新型和专用树脂陆续投放市场。特别是八十年代后期饱和羧基聚酯树脂的问世,使混合型聚酯/环氧粉末涂料来取代部份环氧树脂粉末涂料得到了实现,此后热固性粉末涂料得到了迅速的发展,其主要原因是因为具有较高的装饰性,特别适用于家用电器、仪器仪表等产品。

我国目前粉末涂料生产企业都设立了客户应用技术服务中心,建议各用户在使用各厂粉末涂料初期应咨询工件预处理及施工应用方面的问题,因各生产厂的产品性能和固化条件有所不同,以保证产品应有的特性。下面我们讨论有关粉末涂料的施工,工件预处理及施工工艺应用方面的问题。 
  

使用热固性粉末涂料的优点

1,热固性粉末涂料喷涂工艺,节省工序,缩短加工周期,一般只需一次喷涂厚度在 30500微米之间。 
    2,粉末涂料可回收,过筛后可循环使用。 
    3,粉末涂料带电性好,在金属表面的沉积效应高,到回收系统的量大大减少。 
    4,热固性粉末涂料固化后的涂膜机械强度高,被涂覆工件在运输和装配时可大大减少受损伤之可能,成膜涂层还可进行机械加工。 
    5,使用手工喷枪涂装,非熟练操作人员亦易于掌握。配用自动喷涂设备生产流水线,即可实现涂层自动成膜控制。 
    6,与使用油漆相比,粉末涂料属非易燃易爆品,亦无挥发性物质,故无须通风设备。 
    7,喷涂区与固化区之间无需隔离,故可节省空间。 
    8,施工现场,特别是自动化涂敷车间比普通油漆车间占地面积要小,节省空间。 
    9,与多数油漆施工设备比较,粉末喷涂设备设计更为合理,节省能源。 
   10,粉末涂料具有良好的边缘复盖率,不会出现流挂和露底现象。 
   11,维修简易,回收系统清洁用的基本设备只需真空吸尘机。 
   12,因属固体粉末,因而易于贮存,运输和管理。 

粉末涂料的制造 
   将树脂、颜料,填料,固化剂、流平剂、光亮剂和特殊添加助剂等加入混合器中,按规定时间、转速,进行搅拌和充分混合,使各组份原料分布均匀混合,然后进行热熔、挤出,在一定的温度和时间下,使配方组份达到初聚合(即B阶段)以及充分润色,再通过冷却压成薄片,直至送入AC磨进行粉碎,按照一定的粒度分布要求进行粉碎、分级、过筛和包装成为产品。 
      为了避免混色,生产过程的各道工序中,清洁最为重要,两种色泽或其它任何杂物都不能相容。清洗工作相当费时,虽然经过精心安排生产计划可以减少清洗工作量,但不能完全避免,清洗时的停机工时,一直是生产成本中的主要项目,停机清洗工时对于生产批量的大小都是相等的,因此生产批量有一个最少量的限制。 
      注意:不同厂生产的粉末涂料不能混用,否则将影响涂层的外观质量。因此,调换粉末涂料必须将原设备中的其它粉末清洗干净,特别是供粉器,喷粉室、喷枪、输粉管和回收系统,以保证产品的最终涂层外观质量优良。 

工件预处理 

为了得到高质量的粉末涂料涂层,工件表面应清洁、干燥和无油污。如工件预处理不当,涂层在施工后看不出什么毛病,但在不太长的时间内会开裂,起泡或剥落。 
    工件表面油污,是由于防锈和加工成型时的润滑油沾污的,只要洗去污物或擦去铁锈即可。但在压铸工艺中铸模润滑剂或冲压工艺中压延模具润滑剂,由于不容易发现,且难以清除,将成为一个麻烦的问题。铝制件的挤压成型部位一般带有氧化铅薄膜,也应清除干净。 良好的预处理工艺,可增强涂层的附着力和防腐性,使涂层在数年之后仍能保持性能优良的涂膜。 
 以下列举几种工件表面予处理的方法,供参考。 
   1.溶剂清洗法: 
   本法为简易清洗方法,但往往造成操作不注意,用过多时巳很脏的抹布和溶剂仍旧使用,虽然仍可擦去油污、脏物,但也同时带回同样多的油污、脏物,采用这种方法应经常更换抹布和溶剂,这一条应作为经常性的操作规程来控制(清洗用溶剂应是非易燃、易爆品,对身体健康影响不大的溶剂) 
   2.氯化烃脱脂法: 
   用三氯乙烷进行气化脱脂是常用的除油污的方法,但它不能清除积垢,故必须在清洗后再以干净抹布重擦洗一次,若使用压力喷射清洗器,则可解决这个问题。 
   3.碱清洗法: 
   有多种碱清洗剂可用于清洗油污及积垢,工件以热碱水溶液洗时,可采用浸泡方式或喷射方式,但在进入下一道预处理工序前必须完全清水漂洗干净,最好漂洗二道。 
   碱液主要为氢氧化钠,加入适量的碳酸钠,硅酸钠、氯化钠,磷酸钠等配制而成。 
   4.酸清洗法: 
   使用硫酸或盐酸可除锈斑及轻度积垢,在进入下一道工序前应彻底漂洗干净。 
   5.超声波清洗法: 
   各种清洗方法均可同时进行超声波振动搅拌,以帮助去除积垢。 
   6.喷丸处理法: 
   本工艺方法可除去锈斑及研磨积垢,但使用不当时将会破坏工件的表面,使之凹凸不平,对粉末喷涂不利。例如:涂层准备施工厚度为50微米,则喷丸处理后表面不平度不得大于2530微米。喷丸处理后的工件表面极易氧化,因此应去除表面积尘后立即喷涂。 

7磷化处理法:   

工件彻底清洗后应立即进行磷化,这种方法有镀槽和喷淋二种,磷化温度也从原来的8090℃降至3540℃,目前巳有室温磷化处理液以及把清洗和磷化工序合为一体的多功能快速磷化液。 
   对于大型复杂的工件,一般使用压力枪式清洗和喷淋磷化。 磷酸锌镀层重量为1.52克/米2时的防腐蚀性能为最好,镀层晶粒应细小,否则将会影响涂层的柔软性和附着力。 磷酸铁镀层的重量为O.5O.7克/米2时,具有良好的柔软性和附着力。 
   几种金属材料前处理的选择 
1 钢、铁:去油污、喷砂处理或磷酸盐处理。 
2 铝合金(标准):去油污、铬酸盐处理。 
3 铝(压铸):铬酸盐处理。 
4,  镁合金:去油污、铬酸盐处理。 
5  镁合金(压铸):铬酸盐处理。 
6 镀锌、铜、铜锌合金:去油污、铬酸盐或磷酸盐处理。 
7 电镀锌铁板、电镀锌钢板:去油污、磷酸盐或铬酸盐处理。 

 热固性粉末涂料的施工工艺 

热固性粉末涂料是采用高电压、小电流的静电喷涂工艺来进行施工的,喷涂时可使用手动喷枪或多支喷枪组成的自动涂装流水线。对于摩擦带电原理工作的摩擦喷粉枪并非对所有类型的粉末涂料都有效,使用这类喷枪时应注意粉末涂料类型的选择。 
  粉末涂料在干净、干燥的压缩空气下从供粉器送入输粉管,再被气流送到高压静电喷粉枪,由喷粉枪出口处的电晕放电使粉末涂料颗粒带上静电负电荷,带电粉末涂料借助气流被吸附在接地的工件上。带静电荷的粉末吸附在工件上后的吸附力很大,有一定的粘着力,一般的气流或轻微震动均不能使粉末脱落。 
我国的喷涂设备厂与粉末涂料制造厂经过多年的密切合作,已把实际所需要的喷射速度,气压,电压等参数规范化。 
  在喷涂后的工件进入烘道或烘箱之前,被喷工件应进行仔细的检查,稀薄处及损伤处应补喷或修补完整。无法修补时可将工件的粉末用压缩空气除去后重新喷涂。这与普通的油漆相比,此工艺可在施工早期纠正施工过程中的缺陷,因此,粉末涂料涂装的废品率是极低的。 
  将喷涂好的工件直接送入烘道或烘箱(无明火),粉末涂料在工艺所要求的温度下进行熔化、流平、固化成涂膜。一般的固化条件为工件温度在180℃下烘烤1015分钟(当然必须考虑工件由室温升至该温度的时间,也就是工件的大小和热容量的高低)。只要严格按照粉末涂料的固化工艺条件,一般可保证在绝大多数情况下获得高性能的涂膜,对于高质量的粉末涂料允许一定限度的过烘烤而不影响其涂层的性能。    
  对于固化的烘道、烘箱的电器设备要定期检查,及时修理,以保证所需之条件固定不变。 
    

注意事项 :

为了保证优质涂层,施工中应严格执行: 

1.粉末涂料的保存应在阴凉,干燥条件密封储存,严格按批量顺序使用。 

2.工件喷涂前应彻底清除所有表面的油污、污染物,正确进行工件予处理。 

3.压缩空气应无油、无水和干燥,经常检查油水分离器的工作状况。 

4.工件夹持件结构设计应合理,与接地传送部份保持良好的连接。工夹具应定 期清洗,以保持良好的接地。 
  5.正确选用最后涂层所需的粉末涂料。 
  6.烘箱的温控系统性能要稳定,应能确保固化涂层所需之条件。 
  7.供粉器、回收系统和喷柜应无污染,无混用其它粉料,否则将影响最后涂层的外观。 
  8.经常检查予处理,固化炉的性能,检查所用粉末的物理性能。 
  9.回收粉末必须过筛,并按规定比例新粉混合使用。 
  10.在粉末涂料喷涂现场附近应避免出现硅微尘或油漆微尘,以免影响外观质量。

 

热固性粉末涂料施工时的故障排除指南 

一,粉末涂料不吸向工件:

原因:

  措施:

无高压

清洗喷抢,调整电压或更换喷抢。

工件夹具或传送链接地不良

清理所有接地点。

气压过高

调整压缩空气。气压

喷枪距工件过远

调整喷抢位置。

夹具设计不周,使局部另件受屏蔽

重新设计夹具。

喷涂室抽风量过大

减少抽风量。

工件表面有绝缘层

热喷涂或去除绝缘层。

粉末涂料质最差 

更换粉末涂料。


 二,工件上粉量不足 

原因:

措施:

喷枪出粉置不足

调整气压,清理或调整供粉系统。

供粉管道受阻

疏通管道或更换。

喷涂时问过短

降低传送带速度、增加输粉量。

工件外形与喷涂室不适应

重新设计和按装喷涂室。

夹具或挂勾上固化的粉末过厚

清理夹具和挂钩。

喷枪距工件过远

调整喷枪位置。

静电高压过低

调整高压静电电压。 

 

三,工件上粉量过多 

原因:

措施:

1,喷枪出粉量过大

减少输粉量、调整气压。

2,喷粉枪距工件过近

调整喷枪位置。

3,工件停留时间过长

加快输送带速度。

4,喷枪数量过多

减少喷枪教量。

5,静电电压过高

调整静电电压。

                    

四,热固性粉末涂料固化后涂膜光泽不足或褪色

原因:

措施:

1,烘烤时间过长 

提高输送带速度或缩短固化时间。

2,固化温度过高

调整固化烘道温度。

3,受其它粉末涂料污染

清洗设备,用新的粉末涂料。

4,外部污染气体逸进固化烘道内

清除外部气部气源或隔断。

5,工件预处理不当(有锈、油或磷化不好)

检查表面处理工序,重新予处理。

6,工件表面粗糙

重新处理,打磨、刮腻子, 或采用厚涂层。 

  

五,固化后的涂膜过亮

原因:

措施:

固化烘道内温度过低或固化时间太短

检查、调整烘道温度。

 

六,固化的涂膜上有异物

原因:

措施:

1,喷枪,喷涂室或回收系统清洁不良

检查气源,粉末过筛或换新粉。

2,涂装车间卫生不良

清洁车间环境卫生。

3,工件预处理不当(有锈、磷化不当)

重新预处理。

 

七,固化厉的涂膜有缩孔、针孔

原因:

措施:

1,表面处理不当,除油污不干净

检查工件表面处理工序并纠正。

2,压缩空气源有水和油 

及时排放油水分离器里的水。

3,磷化处理不当 

控制磷化膜的附着力。

4,受其它粉末的污染

清洁整个喷涂系统,使用新粉末。

5,附近有硅尘源等

清除污染源,更换粉末涂料。

6,工件本身有严重缺陷 

检查、更换或刮导电腻子。

 

,固化的涂膜附着力和机械强度不足

原因:

措施:

1、固化温度不足  

检查、调整烘道实际温度。

2、固化时间过短

延长固化时间(注意工件大小)。

3、工件表面处理不当

检查原因,并于纠正。

4、固化后的涂膜太厚

减少上粉量。

5、严重固化过度(老化)

严格控制固化工艺(温度、时间)。

6、工件不适宜粉末涂料喷涂

重新考虑涂装材料和工艺。

          
  热固性粉末涂料喷涂施工的安全与防护 
  热固性粉末涂料喷涂施工时,只要严格按操作规程使用,其安全性能是良好的。

1,若长期直接接触粉末涂料喷涂施工工艺,则对眼睛、皮肤及呼吸器官有刺激作用。 

2,若粉末涂料摄入人体内是有碍于人体健康的。

3,当粉末涂料喷涂时,粉末浓度达到一定值时,能被明火或电火花引爆。 

 

各种热固性粉末涂料的可爆极限和燃点 

粉末涂料品种

最低可爆极限(kgm3

燃点(℃)

聚酰胺粉末涂料

20-30

500

环氧树脂粉末涂料

55-58

450520

铝颜料环氧树脂粉末涂料

36

505

聚酯粉末涂料

67

470

丙烯酸粉末涂料

56

435

 

热固性粉末涂料喷涂施工时应经常注意的事项: 

1,严禁吸烟,不得有明火。 
2.粉末涂料喷涂室内只许放置喷枪及必需的电缆,所有其它电器一律置于喷

涂室外(防尘防爆电器除外) 

3,检查抽风装置是否工作正常。

4.检查夹具及所有电器的接地是否良好。 
5.操作人员需良好的接地,不得穿戴绝缘手套或绝缘鞋。 

6.粉末涂料喷涂室在工作时,操作人员切勿进入喷涂室,在粉尘环境中工

的人员均应穿戴合适的口罩及防护物。 
7.喷涂区5米内应保持地面清洁,尽量不要扫地,用潮湿拖把或吸尘器清扫。 

8.粉末涂料喷涂施工完毕后,应该用热水和肥皂洗手、洗脸。 

热固性粉末涂料喷涂施工车间每日必需做的几件事:

1检查回收装置是否正常运转。 

2高压静电发生器是否按规定指标能够正常工作。 
3.供粉器工作是否正常,有否堵塞。 
4.压缩空气是否清洁,并排放油水分离器的排放阀,放出污水和油污。 
5.检查设备及工作区是否清洁。 

6.安全门及存放消防器材的通道是否畅通。 
7.检查电器的接地是否良好;高压电缆是否完整无损。 
8.检查烘道或烘炉的每个控温区的温度是否正常。 
9.检查传送链速度是否正常(无级变速传动装置易变动参数) 


    
  应急措施 
  1,粉末涂料泄漏:立即切断电源,并用吸尘器吸净。 
  2,高压静电喷粉枪喷火:立即切断气源和高压静电发生器电源。 
  3,发生火警:立即切断全部电源,用灭火机或水雾灭火(泡沫灭火机,1211灭火器或水雾等均可) 
  4,眼睛沾染:用清水冲洗或专用清洗液清洗后送医院治疗。  
  5,吸入粉末:伤者移至新鲜空气处,松开衣扣,重者呼吸困难应立即送医院治疗。 
  6,咽入粉末:立即送入医院治疗,切勿自行诱发呕吐。 

 以上所述对粉末涂料喷涂车间来讲是必需执

 

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