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粉末涂料成膜过程与表面张力的关系
时间:2020-11-14 10:23:05 点击次数:161


简述粉末涂料的成膜进程,依据外表张力理论,剖析了粉末涂料呈现的桔皮、缩孔等现象,并提出改进办法。

粉末涂料是一种以空气为载体进行涣散并涂装的涂料种类,有极高的出产效率、优异的涂膜功能、杰出的生态环保性和杰出的经济性。

在世界范围内,粉末涂料每年以10%以上的速度添加,是具有宽广开展前景的涂料种类之一。

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

本文依据外表张力的基础理论,对成膜进程呈现的一些现象谈点看法,或许能给从事粉末涂料技术研究的同仁们有所协助。

 

1、粉末涂料成膜进程

粉末涂料一般以粉末状况存在,有必要熔融后才干附着在被涂物上面,流平后固化成膜,一般需要通过三个进程:

(1) 从单独的粉末颗粒,集合成为一层连续的、不平坦的膜,此进程称为集合进程;

(2) 从连续不平坦的外表活动构成较为光滑与平坦的外表,即流平进程 ;

(3) 熔融的涂液通过交联反应,粘度不断进步,终究固化为坚固的涂膜,称为固化进程。

见图1表示这三个进程。

2、粉末涂料的外表张力问题

2.1 桔皮

桔皮是粉末涂料成膜进程液体活动的一种局部涡流效应,也称着贝纳德的旋涡,这是因为粉末涂料熔融时粘度改变导致了外表张力的改变,这样便构成高粘度低外表张力的涂液下沉至涡流的中心(即后来的洼陷部位)

低粘度高外表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。

为了削减桔皮的影响可采纳如下办法:

(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,控制熔融流平的时间应长些 ,这样有利于粉末涂层的流平;

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

(3) 恰当地选用流平剂。一般粉末涂料选用的流平剂应具备两种效应。即潮湿效应和流平效应,潮湿效应是在粉末处于100℃左右时,添加对体系的流平结合,此时外表张力尽量小一点;当大于 150 ℃ 时流平应该才是主要的,粉末的外表张力应大一点,以添加流平性。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,外表因为低外表张力的点引起的特别缺点。若用电子显微镜观察,缩孔大多数是由未被充沛潮湿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杰出的小点。

如图3所示,涂膜从低外表张力点流到高外表张力点构成缩孔 ,一般低外表张力点可能是加工进程中的尘埃、油滴等,也可能是未被充沛潮湿的粉料。

为了削减缩孔的影响,能够采纳如下办法:

(1) 保持整个加工环境的清洁。为避免因为外部环境而发生缩孔,要特别注意整个工作环境的清洁;

(2) 恰当选取一些潮湿剂能够有效潮湿,而且对可能引起缩孔的颗粒进行很好的涣散;

(3) 添加粉末涂料的粘度。

2.3 针孔

针孔是指粉末涂料从熔融到固化的时间里 , 粉末涂料中的气体从底层穿过高粘度的、已接近关闭的弹性树脂层抵达涂层外表 , 未能逸出而构成的缺点。

一般来说 , 粉末涂料中的气体是由原料中的低分子物质、被涂工件外表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发生的。

这些气泡在熔融状况的涂膜中 , 构成一定数量的气泡群 , 如前所述 , 气泡的构成需要很多的外表积 , 这些外表积的发生则与涂膜的外表张力相反抗 , 当其外表张力较低时 , 构成一定量的稳定气泡 , 所需的能量也比较低。

气泡在正常情况下 , 因为小气泡的压力比大气泡中的压力高 , 小气泡中的气体通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 , 终究使得气泡膜越来越薄 , 终究幻灭。

为了削减针孔 , 可采纳如下办法:

(1) 严格控制外表处理质量和喷涂工艺。外表处理好的工件,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,主张先预热一下,别的空压机要常常放水,静电喷涂时要控制一定的涂膜厚度, 主张不要超越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,终究是气泡幻灭。

 

2.4 其它

当粉末涂料和底材外表张力或外表能没有调整好时,若底材外表能与涂膜外表张力稍不匹配或涂层很厚时, 可能会呈现附着力差的现象;严重不匹时,还会呈现脱层。别的,用金属粉时,会呈现一些花点 ,这是因为在喷涂时带入了一些低外表张力的物质。

 

因为外表张力是粉末涂料成膜的关键因素,故如何知道外表张力,并更好地结合粉末涂料的本身特色,进步其涂膜功能,有着非常重要的含义。

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、超耐候等相继呈现,为粉末涂料在各个领域的使用提供了更宽广的开展空间。




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