粉末涂料应用与常见问题

1、粉末涂料应用与常见问题,摘要,粉末涂料基本知识 粉末涂料制造工艺 粉末涂料涂装工艺 粉末涂料常见问题分析与解决 粉末涂料发展,粉末涂料基本知识,一、基本概念,粉末涂料是一种由树脂、固化剂（交联剂）、颜料、填料和添加剂等组成的粉末状物质。粉末涂料有如下优点： 粉末涂料不含有机溶剂，避免了有机溶剂带来的火灾、中毒和运输中的不安全问题。虽然存在粉尘爆炸的危险性，但是只要把体系中的粉尘浓度控制适当，爆炸是完全可以避免的。 不存在有机溶剂带来的大气污染，符合环保的要求。 喷涂时涂料损耗小，喷溢的粉末可回收利用，涂料的利用率可达95%以上。 粉末涂料用树脂的分子量比溶剂型涂料的大，因此其涂膜的性能和耐久性

2、能有很大的改进。 喷涂施工效率高，涂膜厚度可以控制，一次涂装可达40500mm膜厚。 施工操作方便，厚涂时也不易产生流挂等涂膜弊病，容易实行自动化操作。 粉末涂料不用溶剂，直接节省了原油的消耗。 容易保持施工环境的卫生，附着于皮肤上的粉末可用压缩空气吹掉或用温水、肥皂水洗掉，不需要用刺激性的清洗剂,粉末涂料还存在如下缺点： 粉末涂料的制造设备和工艺比一般涂料复杂，所以涂料的制造成本也高。 粉末涂料的涂装设备跟一般涂料的涂装设备不同，用户需要安装新的涂装设备和粉末回收设备。 粉末涂料的烘烤温度比一般涂料高得多，所以耗能也较多。 粉末涂料很难得到小于35mm膜厚，造成物料浪费。 换色、换品种比一般

3、涂料麻烦,粉末涂料涂装和溶剂型涂料涂装特点的比较,为什么用粉末涂料,粉末涂料与工业用溶剂性涂料相比，已被证明更具经济性和环保性 No VOC problems 无挥发物产生 Easy cleaning 易清理 No solvents无需溶剂 Low health risk to workforce对操作员危害小 Easy to apply 使用方便 Higher performance性能更佳 Economical advantages 优良的经济性,二、粉末涂料的组成,粉末涂料的基本组成： 树脂，给涂层提供粉末涂料基本性能 固化剂（又称交联剂），与树脂高温交联反应形成性能稳定的涂层 颜料，提

4、供涂膜不同的颜色和效果，例如金属和锤纹效果 填料，提供某些性能与降低粉末涂料成本 助剂（添加剂），改善或提供粉末涂料某些特殊性能,1、树脂,按树脂构成与性能树脂分为： 环氧树脂- 树脂硬而又有韧性，提供优异的机械性能、优异的耐化学和耐溶剂性，但是热稳定性，耐光性，耐候性差 聚酯树脂- 树脂硬而又有韧性，提供优异的机械性能；优异的热稳定性，耐光性，耐候性；但是耐化学和耐溶剂性差 丙烯酸树脂-树脂硬而又有韧性，提供优异的机械性能；优异的热稳定性，耐光性，耐候性 聚氨酯树脂-树脂硬而又有韧性，提供优异的机械性能；优异的热稳定性，耐光性，耐候性；具有极佳的耐化学溶剂性能 氟碳树脂-树脂硬而又有韧性；优

5、异的热稳定性，耐光性，超强的耐候性,三、粉末涂料种类,粉末涂料分类可依据不同的分类方法进行划分： 1、按粉末涂料所用树脂与固化剂（交联剂）划分为： a、纯环氧类用于室内装饰或功能性粉末涂料，如PZ660、PZ770等 b、环氧-聚酯类用于户内装饰性粉末涂料，是粉末涂料的主要产品类型 c、纯聚酯类分为用TGIC与不用TGIC固化两种类型，用于户外型装饰与防护，用于户外，如空调、家俱、铝型材等 d、聚氨酯类户外或户内用，装饰与功能性用途 e、丙烯酸类用于户外型用途，如户外家俱、汽车涂料等 g、氟碳类超耐候粉末涂料，综合性能极优粉末涂料,按涂膜表面状态 a、平面粉末涂料 按其光泽又划分为：亮光光泽7

6、5% 平光光泽4075% 消光光泽40% b、砂纹粉末涂料 按其 砂纹表面粗细状态分为：细砂、中砂与粗砂 c、垂纹（皱纹）粉末涂料 按其垂纹表面起伏状态分为：大垂纹、中垂纹与小垂纹 d、绵绵漆（水纹漆）粉末涂料 e、斑纹漆、龟纹漆粉末涂料 f、雪花漆粉末涂料,特点：纯聚酯粉末，用于建材。TGIC 作固化剂,1、TGIC 粉末涂料特点,四、纯聚酯粉末涂料特点,TGIC 粉末解决方案,特点：纯聚酯粉末，用于建材。非TGIC固化剂，称为TGIC-free ，或环保型粉末涂料,2、TGIC-free 粉末涂料特点,TGIC-free 粉末解决方案,产品性能,比重1.2-1.8g/cm3（随颜色的不同而

7、有所变化） 储存条件：25C（以下干燥通风环境） 有效期：18个月,固化条件,粉末涂料比重、膜厚与涂装面积的关系,粉末涂料喷涂面积的计算公式：涂布面积（m2/kg)=1000/比重*膜厚（microns)实例,粉末涂料制造工艺,粉末涂料生产制造工艺,原材料的储存,称取所有原材料,制程简介 - 搅拌,原料预搅拌,混合熔融后挤出,粗碎成片状,粉碎,粉碎押出片成粉末,将粉末过筛后包装,Powder Coating QC Testing 粉末涂料的检验,Tests in the powder form: 粉末测试项目： Particle Size Distribution 粒径分布 Fluidity

8、流动性 Specific Gravity 比重 Charging Characteristics 带电性 Box Stability 包装稳定性,Powder Coating QC Testing 粉末涂料的检验,Tests in the cured film: 涂层固化后测试项目： Mechanical Performance 机械性能 Chemical Performance 化学性能 Weathering / Durability 耐候性/耐久性 Aspect / Colour / Gloss / Effect 表面/颜色/光泽/效果 Opacity / Hiding Power 遮蔽率

9、,Powder Coating QC Testing 粉末涂料的测试,The Powder Coatings must be tested for two basic properties: 粉末涂料的测试必须满足两个基本要求： To ensure its quality and performance is to the requirement of the customer 确认质量与性能满足客户的要求 To ensure the quality and performance meets the requirement of the end user of the components

10、being coated 确认质量与性能能使喷涂后的工件满足最终使用者的要求 Once manufacture has been completed the powder coating can not normally be modified or changed in any significant way. 一旦完成生产，粉末涂料一般不能再被更改或调整,一、质量控制中的测试,喷涂设备: 手动电晕式喷枪(CORONA) 左图为手动静电枪在喷涂粉末涂料 保证所有设备清理干净无污染是非常重要的 确保清洁无污染: 喷枪内部 喷涂室 测试片,Manual Spray,采用推荐的温度和时间固化后 规

11、定工件温度 检查膜厚是否在标准的范围内 在测量膜厚时应记录结果,Film Thickness,膜厚测试 产品种类厚度(mm) 一般: 60-80 TRIBO:60-80 垂纹:80-120 一般AF:40-50 薄涂AF:30-40 XTR:25-35 1mm = 106 m,Gloss Check,按ASTM D523（ 60o 角）检查和记录光泽的最大和最小值 一些工业可能使用 40o 角 20o 角,ASTM D523 标准 60度角 亮光: 76-100% 平光: 41-75% 消光: 0-40,Colour Check,Colour checked by /颜色的检测利用 Eye/眼

12、睛目视 Computer/计算机 Color differences are quoted in terms of: 颜色的不同通过下面几项反映 Lightness黑白 DL Red/Green红绿 Da Yellow/Blue黄蓝 Db Chroma (color strength)彩度 Dc Hue Angle (shade)灰度 Dh An overall color difference is calculated: DE 将所有的颜色差别计算表示为：DE DE=(DL2+Da2+Db2)1/2,粉末经过激光照射区 粒径分布被非常准确的测量出来 粒径分布与产品的标准进行比较并作记录 粒

13、径分布对粉末涂料的质量控制非常重要,Particle Size Analysis,粒径分析 雷射光散色分析 细粉: 9.82mm (%) 粗粉: 80/104mm (%) 中值粒度: Dv50 (mm,Visual Check,最后的测试是用肉眼来与前面生产的或标准样进行比较,最终检视比较 最近批次样片 标准样片 日光灯源 钨丝灯源 紫外灯源 冷白萤灯源,二、涂膜的机械性能的测试,依据BS3900 Part 3 或 ASTM D2794 是测试涂层快速变形性能的方法 测涂层的裂纹或剥离程度 是一种涂层完全固化后的测试,Impact Test,冲击测试 耐冲击 硬化程度 判断标准: 裂痕/ 剥落

14、 依据标准: BS3900 Part 3 或 ASTM D2794 1.0 in.lb = 1.15 kg.cm,Cross-Hatch,依据BS3900 Part E6 或 ASTM D3359 是测试涂层附着力的一种方法 测能被胶带粘离的涂层的比率 表达单位为,百格密著测试 评估密著度 以胶带贴附后撕落 以剥落百分比表示结果 依据标准: BS3900 Part E6 or ASTM D3359,Pencil Hardness,依据ASTM D3363 测试涂层表面硬度的一种方法 测能破坏涂层的铅笔硬度 表达的单位用铅笔的硬度来表示（B或H等,铅笔硬度 表面硬度测试 选用各种B或H硬度之铅笔

15、 以表面无刮痕之最大硬度表示 依据标准: ASTM D3363,Scratch Resistance,依据BS3900 E2 测试涂料硬度的一种方法 测穿透涂层所需的法码最大重量 表达单位为克,耐刮测试 涂膜硬度测试 可刮穿涂膜的重量 单位: 克 依据标准: BS 3900 part E2,依据ASTM D4061 测试涂料耐磨损的一种方法 测经过规定次数的旋转摩擦 后的重量损失 表达单位为克,Taber Abrasion,耐磨耗测试 评估耐磨耗性质 特定磨耗圈数的涂膜磨损重量 单位:克 依据标准: ASTM D4061 (4060,Bouchholz Hardness,依据BS 3900 P

16、art E9 或 ISO2815 测试涂料硬度的一种方法 测500克的负载造成的凹痕深度 表达的单位为毫米,Bouchholz 硬度測試 涂膜硬度评估 负荷 500克压痕之深度 单位: mm 依据标准: BS 3900 Part E9 or ISO 2815,Conical Bend,依据ASTMD522/A 测试涂料韧性的一种方法 测不产生裂纹的最小直径 表达的单位为毫米,Conical 曲折测试 屈挠性质评估 无裂痕之最小曲折半径 单位: mm 依据标准: ASTM D522/A,依据BS 3900 Part E4 或 ISO1520 在慢变形下对涂料韧性的测试 测涂层破裂前最大变形深度

17、表达单位为毫米,Erichsen Indent,Erichsen 韧性测试 慢速形变:评估涂膜曲挠性 以形变程度与龟裂与否判断 单位: mm 依据标准: to BS 3900 Part E4 or ISO 1520,三、涂膜的耐化学/腐蚀的测试,Boiling Water,依据ASTM3359 测经两小时沸水实验后涂层的附 着力 其性能用胶带粘离的涂膜的数量 表示,沸水浸侵测试 依据标准: ASTM3359 两小时浸侵 判断标准:胶带粘附剥落情形、有无起泡、DL、 DE,依据BS6496 测在压力容器内经2个小时沸水实验后涂层的完整性 测前处理效果的一种方法 测试结果用附着力和起泡的等级表示,

18、Pressure Cooker,加压煮沸测试 依据标准: BS6496 两小时的加压煮沸 检验底材预处理 判断标准: 涂膜附与起泡程度,Salt Spray,依据ASTM B117 测经规定时间的盐水喷雾后的腐蚀情况 测试结果用十字划痕被腐蚀的延伸情况来表示,盐水喷雾 特定小时数的抗腐蚀测试 判断标准: 十字交叉切割线向 外延伸腐蚀程度 1. 锈蚀、2. 起泡 浓度: 5% NaCl 溫度: 35(+1.1-1.7) 依据标准: ASTM B117,Humidity,依据ASTM D2247 经规定时间的实验后，测涂料耐腐 蚀的一种方法（一般1000小时） 结果用腐蚀和水泡的情况来表示,耐湿气

19、测试 特定小时数（一般为一千小时） 判断标准: 腐蚀与起泡延伸程度 依据标准: ASTM D2247,Acids and Alkalis,测试时直接在涂料表面滴上化学试剂 使用一定浓度的试剂，经过规定时间 实验后，测耐化学性的一种方法 测试结果用表面的变化情况来表示,耐酸/ 碱测试 滴化学药品于涂膜上 特定小时或浓度 判断标准:涂膜表面状态变化程度,依据ASTM C207 测试涂料抗损伤和变色的能力 结果用涂料的抵抗性来表示,坚牢度测试 依据标准: ASTM C207 涂膜表观与颜色变化,四、粉末涂料的耐候性测试,暴露在室外，粉末涂料不粉化这一性能对一些应用和工业（如汽车和建筑）非常重要。 一

20、般要求涂膜能保证十年或更长期的耐候性质，如采用加速型耐候试验，可在较短时间获得相当于长时间耐候的检验结果,Florida Testing,主要的汽车制造商和建筑业均认可Florida测试。 这是被认为是在世界上环境最恶劣的地方，被广泛地公认为世界上最佳的天然耐候试验场所。一年的户外测试的结果相当于在英国15年,欧洲建筑业： Qualicoat，GSB和BSI推荐：建筑物用涂料需通过一年Florida测试,下面几种因素能导致涂料的粉化： 紫外线打断喷涂件表面的树脂结构，形成白色粉状的物质 腐蚀风在涂层表面引起的摩擦，对英国来讲不是问题，但在中东沙漠地区却象喷砂一样。 化学试剂如空气中的臭氧可以破

21、坏涂层表面结构,Atlas Weather-o-meter,利用老化实验机等设备进行加速实验 500小时的老化实验机的测试结果相当于年Florida或15 年英国户外的结果,最严格的性能测试是所谓的“sun test,Summery of Testing 总 结,The testing is carried out to ensure the powder will perform well and give a long lasting decorative effect to the components being coated. 测试粉末涂料给喷涂物一个长久的装饰效果的能力 Most

22、tests must be carried out against a known standard to be meaningful. 所有测试结果都要与标准进行比较 Example: when testing weathering in the Atlas we would include a standard where the actual performance is known, only then can we estimate the approximate performance the coating is giving. 如：当在Atlas进行耐候性测试时，我们应该知道实

23、际所需性能的标准，只有这样我们才可以评估粉末涂料的性能,粉末涂料常见问题分析与解决,一、前处理,解決方法,起 因,种 类,1.输送带速度增快 2.清洗药剂浓度太低 3.药剂之PH改变 4.喷头阻塞 5.泵浦压力太低 1.水洗不足或水污染 2.硬水 3.喷头太接近被涂物 4.温度 浓度太低 1.输送带经常中断 2.各步鄹间隙度过高,1.调整正确速度或改变药剂浓度 2.检查药剂之有关参数 3.检查PH值 4.清洗或更换 5.调整适当压力 1.检查各步鄹之PH值 2.考虑使用软水 3.调整距离 降低喷洗压力 4.提高温度 增加浓度 1.消除中断原因 2.改进除油效用 检查水温 提高最 后水洗温度 检

24、查被涂物悬挂角度 以利水的排出,A.未完全洗净,B.斑点 污点的物件,C.被涂物生锈,种 类,起 因,解 決 方 法,1.考虑使用软水剂 或和供应商讨论 2.检查各步鄹PH值 3.评估被涂物储放位置 1.清洗或更换 2.修理或更换 3.调整至适当压力 4.设计被涂物悬挂方式 检查各药槽 确实没被前面处理药剂污染 1.降低温度 降低浓度 2.参考A项 3.检查进厂之被涂物,1.硬水 2.水洗不足或水污染 3.被涂物脏 1.喷头阻塞 2.喷头遗失或损坏形成 水柱 3.泵浦压力太低 4.药剂残留 1.前处理皮膜太厚 2.水洗不够干净 3.被涂物上油脂过多,D.清洗药剂消 耗过多形成沉淀物,E.某些部

25、位清洗不足,F.涂料附着力差,二、喷涂烘烤,1、带电性不良,不适当的粉末堆积功覆盖,2、上粉率差,3、聚酯/TGIC-free砂纹喷涂时静电吸附力差掉粉,4、擦摩枪不上粉,5、软管、文氏管、喷枪因粉末堆积而堵塞,6、供粉不足或不连续,7、穿透力差，粉末不能喷到法拉弟等边角区域（孔、凹槽、内部边角和深凹处,8、砂纹涂膜见底,9、涂膜黄变严重,10、深色产品涂膜表面雾状严重,11、 TGIC产品经煤气炉烘烤过后涂膜局部失光严重,12、聚酯/TGIC固化产品涂膜失光严重,13、重涂掉漆（脱皮,14、起泡,15、抗冲击、耐弯曲差,16、附着力差,17、铅笔硬度不够、耐磨损性差,18、流动性差、桔皮严重,19、亮光产品光泽偏低,20、砂粒严重,21、凹陷,22、光泽降低,23、污染,24、垂流（流挂,25、膜厚不均匀,Top 5 Problems with Application 使用中的五个主要问题,Differences in gloss between standard and coated parts - Understoved High gloss - Overstoved Low in gloss 。 在标准与喷涂的工件之间光泽不一样 - 固化不完全 光泽高 - 过度固化 光泽低 Differen