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粉末涂料如何成膜?与表面张力有什么关系?
时间:2021-09-18 16:34:05 点击次数:520


简述粉末涂料的成膜进程,根据表面张力理论,分析了粉末涂料出现的桔皮、缩孔等现象,并提出改善方法。

粉末涂料是一种以空气为载体进行松散并涂装的涂料品种,有极高的出产功率、优异的涂膜功用、出色的生态环保性和出色的经济性。

在世界范围内,粉末涂料每年以10%以上的速度增加,是具有宽广展开前景的涂料品种之一。

粉末涂料在烘烤成膜进程中,许多现象都是和表面张力紧密相关的,例如:缩孔、桔皮、针孔、脱层等。

本文根据表面张力的基础理论,对成膜进程出现的一些现象谈点观点,或许能给从事粉末涂料技术研究的同仁们有所帮忙。


1、粉末涂料成膜进程

粉末涂料一般以粉末情况存在,有必要熔融后才干附着在被涂物上面,流平后固化成膜,一般需求经过三个进程:

(1) 从单独的粉末颗粒,调集成为一层接连的、不平坦的膜,此进程称为调集进程;

(2) 从接连不平坦的表面活动构成较为光滑与平坦的表面,即流平进程 ;

(3) 熔融的涂液经过交联反响,粘度不断进步,毕竟固化为坚固的涂膜,称为固化进程。

见图1表示这三个进程。

 

2、粉末涂料的表面张力问题

2.1 桔皮

桔皮是粉末涂料成膜进程液体活动的一种部分涡流效应,也称着贝纳德的旋涡,这是由于粉末涂料熔融时粘度改变导致了表面张力的改变,这样便构成高粘度低表面张力的涂液下沉至涡流的中心(即后来的凹陷部位)

低粘度高表面张力的涂液上升至涡流的周边(即后来的凸处部位),见图2桔皮的构成。

 

为了减少桔皮的影响可采用如下方法:

(1) 正规的喷涂和烘烤。一次涂层太厚或烘烤升温过快都会导致桔皮显着,一次涂层应在(50——70)μm为宜。别的,操控熔融流平的时间应长些 ,这样有利于粉末涂层的流平;

(2) 增加粉末涂料的粘度。据上述对桔皮的构成原因,增加粉末涂料熔融时的粘度,能够增大熔融时的活动阻力,减少桔皮;

(3) 恰当地选用流平剂。一般粉末涂料选用的流平剂应具有两种效应。即湿润效应和流平效应,湿润效应是在粉末处于100℃左右时,增加对系统的流平结合,此刻表面张力尽量小一点;当大于 150 ℃ 时流平应该才是首要的,粉末的表面张力应大一点,以增加流平性。所以一般流平剂一般含两种以上的材料。


2.2 缩孔

缩孔是指在粉末涂料成膜时,表面由于低表面张力的点引起的特别缺陷。若用电子显微镜观察,缩孔大多数是由未被充沛湿润的小颗粒与周围不相容的树脂所构成的圆涡,即在一个较大的下陷圆涡中有一个出色的小点。

如图3所示,涂膜从低表面张力点流到高表面张力点构成缩孔 ,一般低表面张力点或许是加工进程中的尘土、油滴等,也或许是未被充沛湿润的粉料。

 

为了减少缩孔的影响,能够采用如下方法:

(1) 保持整个加工环境的清洁。为防止由于外部环境而产生缩孔,要特别注意整个工作环境的清洁;

(2) 恰当选取一些湿润剂能够有效湿润,并且对或许引起缩孔的颗粒进行很好的松散;

(3) 增加粉末涂料的粘度。

2.3 针孔

针孔是指粉末涂料从熔融到固化的时间里 , 粉末涂猜中的气体从底层穿过高粘度的、已挨近封闭的弹性树脂层抵达涂层表面 , 未能逸出而构成的缺陷。

一般来说 , 粉末涂猜中的气体是由原猜中的低分子物质、被涂工件表面吸附的挥发物在粉末喷涂进程中所引起的 , 或许说是在粉末涂料固化进程中产生的。

这些气泡在熔融情况的涂膜中 , 构成必定数量的气泡群 , 如前所述 , 气泡的构成需求很多的表面积 , 这些表面积的产生则与涂膜的表面张力相反抗 , 当其表面张力较低时 , 构成必定量的安稳气泡 , 所需的能量也比较低。

气泡在正常情况下 , 由于小气泡的压力比大气泡中的压力高 , 小气泡中的气体经过相邻界膜向大气泡中进行分散 , 所以小气泡会不断变小 , 大气泡会不断变大 , 毕竟使得气泡膜越来越薄 , 毕竟幻灭。

为了减少针孔 , 可采用如下方法:

(1) 严格操控表面处理质量和喷涂工艺。表面处理好的工件,要求不能含有污点、斑点等小分子物质依附其上。如果是像铸铁等大工件,建议先预热一下,别的空压机要常常放水,静电喷涂时要操控必定的涂膜厚度建议不要逾越100μm

(2) 恰当选用消泡剂。一般粉末涂料用的消泡剂是苯偶姻 (又称安息香 ), 也有一些用于特别场合的透气剂。一般消泡机理可简述如下:首先是消泡剂和气泡的触摸,然后是消泡剂在气泡界面上的展布,再次是消泡剂进入气泡或置换气泡膜,毕竟是气泡幻灭。


2.4 其它

当粉末涂料和底材表面张力或表面能没有调整好时,若底材表面能与涂膜表面张力稍不匹配或涂层很厚时或许会出现附着力差的现象;严重不匹时,还会出现脱层。别的,用金属粉时,会出现一些花点 ,这是由于在喷涂时带入了一些低表面张力的物质。

由于表面张力是粉末涂料成膜的关键因素,故怎么知道表面张力,并更好地结合粉末涂料的自身特色,进步其涂膜功用,有着非常重要的意义。

随着热固性粉末涂料产品不断地移风易俗,如UV固化、低温固化、超耐候等相继出现,为粉末涂料在各个领域的运用提供了更宽广的展开空间。




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