吳同寶

【摘要】本文主要介紹了粉末涂料的制造及成膜過程，系統(tǒng)地運(yùn)用表面張力理論對輪轂在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象作出科學(xué)解釋，并且提出了一些改進(jìn)的建議。

【關(guān)鍵詞】粉末涂料；表面活性劑；桔皮；針孔

0.引言

粉末涂料是一種粉末狀的固態(tài)涂料，通常以空氣為載體進(jìn)行分散并涂裝到輪轂表面的涂料品種，通常采用靜電噴涂方式，以其較高的生產(chǎn)效率、優(yōu)異的涂膜性能及外觀效果、良好的生態(tài)環(huán)保性和突出的經(jīng)濟(jì)性引起了整個涂料界的高度重視。在世界范圍內(nèi)，每年大約以12%以上的速度增長，是最具發(fā)展前景的涂料品種之一。 粉末涂料在成膜過程中，許多現(xiàn)象的產(chǎn)生都是和表面張力相關(guān)的，比如：表面針孔、桔皮、涂層脫落、涂料與涂料之間的不匹配等。為此，以下重點從粉末的表面張力來分析和解決問題。

1.粉末涂料的制造過程

粉末涂料配方的確定一般是根據(jù)客戶產(chǎn)品的技術(shù)要求和自身生產(chǎn)環(huán)境來決定的。配方設(shè)計要充分考慮客戶的要求和自身生產(chǎn)的合理性。

一般粉末涂料生產(chǎn)過程如下:

一般粉末涂料生產(chǎn)過程簡易過程

2.粉末涂料的涂裝

涂裝生產(chǎn)線是根據(jù)涂裝工件的技術(shù)要求和生成批量來完成的。一般粉末涂料的涂裝過程如下：

一般粉末涂料的涂裝過程

3.粉末涂料成膜過程

粉末涂料被涂裝到輪轂表面后，在成膜過程中一般需要經(jīng)過四個過程：

3.1軟化過程

粉末在吸收一定熱量后，粉末中的樹脂會因吸熱而產(chǎn)生發(fā)粘、軟化的過程。

3.2熔融過程

當(dāng)粉末中的樹脂吸收的熱量達(dá)到一定程度后，樹脂中的活潑的化學(xué)鍵隨即打開，粉末就會以熔融的狀態(tài)存在于產(chǎn)品表面，這一階段時間極短。

3.3流平過程

當(dāng)粉末以熔融的狀態(tài)存在于產(chǎn)品表面時，從連續(xù)不平整的表面流淌成較為光滑與平整的表面，即為流平過程。

3.4固化過程

熔融后粉末涂料的活潑化學(xué)鍵通過交聯(lián)反應(yīng)，分子量急劇增長，粘度不斷增高，最后固化為堅硬的涂膜，此過程為固化過程。

4.表面張力簡述

凡作用于液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力。它產(chǎn)生的原因是 液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層,叫做表面層,表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏,分子間的距離比液體內(nèi)部大,分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。

通常粉末涂料顆粒熔融時的表面能與一般液體相近，所以可以分析粉末涂料成膜過程。

5.粉末涂料幾個有關(guān)表面張力問題

5.1桔皮

桔皮是粉末涂料的成膜過程液體流動的一種局部渦流效應(yīng)，這是由于粉末涂料的熔融時粘度變化導(dǎo)致了表面張力的變化，這樣便形成：高粘度低表面張力的涂液下沉至渦流的中間（即后來的凹陷部位）；低粘度高表面張力的涂液上升至渦流的周邊（即后來的凸處部位）。

為了減少桔皮的影響可采取如下措施：

5.1.1正規(guī)的噴涂和烘烤

一次涂層太厚或烘烤升溫過快都會導(dǎo)致桔皮明顯，一次涂層應(yīng)在60-80um為宜，另外適當(dāng)延長熔融流平的時間，有利于粉末涂層的流平。

5.1.2增加粉末涂料的粘度

由上述對桔皮的形成原因可知，增加粉末涂料熔融時的粘度，可以增大熔融時的流動阻力，減少桔皮。

5.1.3恰當(dāng)?shù)倪x用流平劑

一般粉末涂料選用的流平劑應(yīng)具備兩種效應(yīng)，即潤濕效應(yīng)和流平效應(yīng)，潤濕效應(yīng)是在粉末處于100℃左右時增加對體系的，流平結(jié)合，此時表面張力盡量小一點，即大于150℃時流平效應(yīng)是主要的，粉末的表面張力應(yīng)該大一點，以增加流平性，所以通常流平劑一般含兩種以上的材料。

5.2縮孔

縮孔是指在粉末涂料成膜時表面上由于低表面張力的點引起的特殊缺陷。若用電子顯微鏡觀察，縮孔大多數(shù)是由一小部分未被充分潤濕的顆粒與周圍不相容的樹脂所形成的圓渦，即在一個較大的下陷圓渦中有一個突出的小點。

涂膜從低表面張力點流到高表面張力點形成縮孔，一般低表面張力點可以是加工過程中的灰塵、油滴等，也可能是未被充分潤濕的粉料。

為了減少縮孔的影響，可以采取如下的措施：

5.2.1對整個加工環(huán)境的清潔

為避免由于外部環(huán)境原因而影響縮孔的產(chǎn)生，要特別注意整個工作環(huán)境清潔。

5.2.2恰當(dāng)選取一些潤濕劑

一些潤濕劑可以有效潤濕并且很好的分散引起縮孔的顆粒。

5.2.3增加粉末涂料的粘度

5.3針孔

針孔是指粉末涂料從熔融到固化的過程中，粉末涂料中的氣體從底層穿過高粘度的、已接近封閉的彈性樹脂層到達(dá)涂層表面，而未逸出所形成的缺陷。

一般粉末涂料中的氣體是由原料中帶來的低分子物質(zhì)、被涂工件表面吸附的揮發(fā)物、粉末噴涂過程中所引起的、或者是某些類型的粉末涂料固化過程中產(chǎn)生的缺陷等。這些氣泡在熔融狀態(tài)的涂膜中，形成一定數(shù)量的氣泡群。

為了減少針孔的影響，可采取如下措施：

嚴(yán)格控制輪轂表面處理質(zhì)量和噴涂工藝。

表面處理好的輪轂，要求不得含有污點、斑點等小分子物質(zhì)依附在輪轂表面上。如果是像鑄鐵等大工件，建議先預(yù)熱一下。另外空壓機(jī)要經(jīng)常放水，靜電噴涂時要控制一定的涂膜厚度，建議不要超過100um。

6.結(jié)論

我們深信，熱固性粉末涂料的發(fā)展必然是大勢所趨。隨著產(chǎn)品不斷的推陳出新（如低溫固化、超耐候性等），為粉末涂料的應(yīng)用拓展了更廣闊的領(lǐng)域，不斷的推動整個粉末涂料業(yè)的向前發(fā)展。

表面張力作為粉末涂料成膜的關(guān)鍵因素，如何認(rèn)識表面張力，并且在此基礎(chǔ)上更好的結(jié)合粉末涂料的自身特點，創(chuàng)出更加完美的粉末涂料涂膜性能，有非常重要的意義。[科]

【參考文獻(xiàn)】

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