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行业资讯 II 薄涂型粉末涂料与涂装效果的探讨
发布时间:2021-11-12
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摘要:讨论了新开发的薄涂型粉末涂料的突出优点。与常规粉末涂料相比,薄涂型粉末涂料的涂膜厚度降低,膜厚均匀性提高,涂布率增加,在不牺牲涂膜性能的前提下,可以降低涂装成本。

粉末涂装的优点是一次涂装可以得到厚涂膜(50~150μm),生产效率高,节约资源,减少VOC排放,符合现代环保理念的要求。

所以粉末涂料得到了长足的发展。然而有些产品的涂膜并不需要太厚,例如家用电器涂膜偏厚造成了用户的材料成本增加,涂装件的组配性能不好,甚至出现涂膜机械性能不稳定的问题。

为了降低涂装成本和一次喷涂合格率,薄涂粉末涂料有着特殊的应用领域,薄而均匀的涂膜是薄涂粉末涂膜非常重要的性能。

常规粉末涂料的涂膜厚度为60~80μm,只有达到该膜厚才能保证被涂工件完全遮盖,涂膜平整度及各项性能指标符合要求。

如果将常规粉末涂料的膜厚降到45~60μm,要实现上述性能并保证一次上粉和边角上粉的均匀性非常困难。

因此对常规粉末涂料的粒度分布、遮盖力、流平性、带电效率进行改进,是开发薄涂粉末涂料必须解决的问题。

根据薄涂粉末涂料与涂装的要求,通过优化配方,调整生产工艺,结合用户的各项喷涂工艺参数,研发了不改变用户现有生产设备、固化条件,只将喷涂气压稍作调整,即可实现均匀薄涂的薄涂型粉末涂料。

经海信容声(扬州)冰箱有限公司生产线两年多的使用表明,涂装综合成本下降明显,产品一次合格率高,平均在96%以上,各项技术指标均达到电冰箱产品涂装要求,得到了用户的好评。

本研究对薄涂型粉末涂料与常规粉末涂料的粒度分布进行了比较,并将薄涂型粉末涂料在生产线上进行了喷涂试验。

1、试验部分

1.1 原料及设备

原料:冰箱用环氧聚酯粉末涂料。
设备:欧美克激光粒度分析仪、涂膜测厚仪、粉末涂料生产线、静电粉末涂装生产线。

1.2 试验方法
分别取常规型粉末涂料和本项目薄涂型粉末涂料样品测定粒度分布;每次选10块大面积平板工件,挂在生产线上进行静电粉末喷涂,烘烤后每块样板选择10个点测定涂膜厚度。

2、结果与讨论
2.1 粒度分布比较
薄涂和常规粉末涂料的粒度分布分见表1和图1、图2。



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从表1的数据对比可以看出,薄涂型与常规型粉末涂料粒度分布明显不同,平均粒度分别为21.1μm、29.28μm。

从涂膜厚度来看,薄涂型膜厚45~60μm就能达到满意的涂膜遮盖力,平整度和外观效果与常规粉末涂料基本一致;而常规型需要60~80μm才能达到要求。

薄涂型粉末膜厚薄,遮盖力下降,通过增加颜料用量,添加分散助剂等方法可以改进颜填料的分散性,提高遮盖力;

粉末涂膜的流平性是通过粒度分布调整,即平均粒度的调整来实现的。

薄涂型粉末涂料的平均粒度小,干粉流动性、贮存稳定性、上粉率等性能变差,但通过调整粉末涂料配方,适度添加增电剂、松散助剂等可以改进,以满足用户要求。

2.2 薄涂型粉末涂料的涂装效果

以薄涂型粉末涂料在冰箱喷涂生产线上进行喷涂试验。第一次粉末静电喷涂试验的工艺条件见表2,抽取喷涂的10块冰箱试验板,并在每块板上测定10个点的涂膜厚度,测定结果见表3。

涂膜厚度:最大值为66.2μm, 最小值为51.8μm,总平均值为56.9μm。

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第二次薄涂型粉末涂料静电喷涂冰箱试验板工艺条件如表4所示,抽取喷涂的10 块冰箱试验板,并对每块板测定10个点的涂膜厚度(表5)。

涂膜厚度测定结果是:最大值65.5μm,最小值53.9μm,平均值58.1μm。两次试验的粉末涂膜平均厚度为57.5μm,涂膜厚度低于常规粉末涂膜的低限值60μm。 


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试验中薄涂型粉末涂料的部分工艺条件和单位质量粉末涂料所能喷涂工件的面积如表6所示。

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上述试验结果说明:
    
(1)两次试验的每千克粉末喷涂面积均在10.0m2/kg以上,平均值10.28 m2/kg;
    
(2)板材不良率稳定在5%左右;
    
(3)涂膜厚度比较稳定,第一次试验的膜厚最大值76μm,最小值37 μm,第二次试验的涂膜厚度最大值87μm,最小值42μm;
    
(4)喷涂线工艺参数基本稳定,涂膜流平性、遮盖力较好。

需要说明的是,与常规粉末涂料比较,尽管薄涂型粉末涂料可以得到较薄的涂膜,但从涂膜厚度测定结果来看,膜厚均匀性有待提高,关键问题在于供粉系统的供粉稳定性需要改进。

2.3 喷涂特性比较
分别采用薄涂型粉末涂料和常规粉末涂料静电喷涂电冰箱,比较涂膜厚度与每千克粉末的喷涂面积,试验结果如表7。

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试验结果表明:

    
(1)改用薄涂型粉末涂料喷涂样板后,每千克薄涂粉末比常规粉末可多喷涂2.63 m2,节约粉末涂料用量34.38%;
    
(2)与常规粉末涂料相比,薄涂型粉末涂料的平均膜厚减少25μm;膜厚最大值与最小值之差由常规粉末涂料的120μm 左右降低至50μm,涂装产品的不良率下降了6.04%;
    
(3)薄涂型粉末涂料喷涂时穿透力强,明显改善死角上粉率,较常规粉末涂料的膜厚均匀,大大降低涂装成本,提升涂装效率。

3、结语
    
从上述的试验结果可以得出如下结论:
    
(1)通过粉末涂料配方调整,特别是粉末涂料粒度分布的调控,可以制备薄涂型粉末涂料;
    
(2)通过涂装工艺的调整,采用薄涂型粉末涂料可以得到涂膜平均厚度60μm以下的薄涂膜,不仅节省粉末涂料用量,还可降低涂装成本。
来源:粉末登场、扬州三川实业有限公司
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