粉末涂料知识讲座2

1、 粉末涂料简介 2016-9-4 目 录一.粉末涂料基本知识二.粉末涂料制备工艺流程三.粉末涂料生产设备四.粉末涂料高压静电喷涂五.粉末涂料喷涂工艺流程六.影响粉末涂料施工质量的因素七.如何正确选择粉末涂料一、粉末涂料的定义组成及分类1.1 涂料的定义能涂敷于底材表面并形成坚韧连续涂膜的液体或固体高分子材料（摘自于中国大百科全书-化工卷）称为涂料。粉末涂料顾名思义就是固体粉末状的涂料，或叫粉体涂料。由于其性能及加工过程与塑料相似，又称之为塑粉（塑料粉末）。q成膜物质：树脂，它是涂料成膜的基础，又叫基料。树脂是粘结颜填料形成坚韧连续膜的主要组分。q 颜料：赋予粉末涂料遮盖性和颜色。 填料：在一定

2、情况下增加粉末涂料涂膜的耐久性和耐磨性，降低涂膜的收缩率和降低成本。q 助剂：用以增加粉末涂料的成膜性，改善或消除涂膜的缺陷，或使涂膜形成纹理。q 功能组分：赋予涂膜某种特殊功能，如导电、伪装、阻燃等等。1.2 粉末涂料的组成1.3 粉末涂料的分类 q以其主要成膜物的性质不同：热塑型和热固型两类q以成膜物的种类不同分为：聚乙烯型、环氧型、环氧聚酯混合型、聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸型等q以涂膜使用环境分为：户内型、户外型等；q以涂膜外观分为：消光型、高光型、美术型等等。二.热固性粉末涂料的工艺流程后混后混加工加工 计量计量包装包装 清清 机机 磨粉磨粉过筛过筛 配配 料料 混合混合挤出挤出 压片压

3、片冷却冷却 三。粉末生产设备三。粉末生产设备 1.混料器。水平中轴上配有螺旋推进器，以加大混料强度。面向内翻动。与此同时，侧面的破碎刀片高速旋转，将树脂打碎。该混料罐混料强度大、效率高，是目前最常用的混料设备。2.混炼挤出设备 一般分为双螺杆挤出机和单螺杆挤出机。双螺杆挤出机结构图 1.主电机（螺杆的动力电机）2变速齿轮箱（螺杆的传动装置3进料电机 4料斗5螺旋进料器6螺杆进口料斗 7操控仪表盘 8.挤出螺筒主电机的调速分为电磁马达调速和变频调速，从而控制螺杆的转速。螺筒上还有加热、水冷和温控等装置。双螺杆挤出机的传动结构和螺杆结构都较复杂，两只螺杆的转动方向相同，从而使剪切程度加大。见下图。

4、双螺杆的结构相对也较复杂，组合变动也较多，下面用一只螺杆简单说明一下。如图：1送料段（即螺旋进料器） 2过渡段（或预混炼段） 3混炼段 4加强混炼段无论是单螺杆还是双螺杆，它们都有一个送料段，机器挤出物料量的大小就由它的粗细、长短及螺杆的转速决定。单螺杆的混炼长度、间隙及往复地幅度决定其混炼效果。而对于双螺杆来说其螺块部分的排布结构、长短、间隙等则决定机器的混炼效果的好坏。3、冷却破碎设备：压片破碎机 结构：由机架、压辊、输送带、冷风机和破碎辊等组成。用途：该机对熔融状物料可轧成厚度1.5mm左右的片状，在输送过程中经护罩上方的冷风机风冷后，破碎成片状。4、磨粉筛粉设备 进料器将料斗中的料片送

5、入ACM磨机，在高速转动主磨盘上的击柱冲击及物料冲击衬瓦的作用下，以及物料相互冲击下物料被粉碎，并在引风力和副磨的作用下分离，细微粉经管道进入旋风分离器进行粗细粒径地分离，超细微粉进入带虑袋的回收箱，被分离出去，其余的粉末旋沉至旋风分离器的底部，被关风排料器翻排到下面的旋风筛进料器，并送入旋风筛过滤分离，粗粉从另一头排出回收。四.粉末涂料高压静电喷涂1.工件预处理n工件预处理是指被涂工件表面脱脂、去油、除锈等工艺操作过程。n除锈工艺又分为喷砂、喷丸、抛丸等机械除锈和酸洗、磷化、钝化等化学处理。适合于高压静电喷涂的工件多半是薄壁工件，故采用化学前处理方法较好。n前处理的目的是将工件表面清除干净后

6、，让基体金属充分裸露出来，再涂一层过渡膜以增强粉末涂膜与基体金属之间的结合力。四.粉末涂料高压静电喷涂二 工件的蔽覆n蔽覆是根据产品的要求，对工件不需涂敷的部位采取保护措施。下面介绍几种涂装中经常遇到的需要蔽覆处理的情况。n （1）阀件n阀件内腔要求涂敷粉末涂料作为保护层，阀舌两侧面与阀体活动接触部分需要蔽覆。其方法是在需蔽覆处涂上一层硅酯，硅酯表面喷上的粉末固化后很容易清除掉。n （2）内螺纹n内螺纹孔需要保护。其措施是采用相应规格的螺丝旋入螺纹孔，将螺纹孔封住，不让粉末进入。内孔也可直接用紧配合的圆柱体堵住。但螺丝和圆柱体封口时，只要将内螺纹和内孔头部堵住就行了，不宜塞得很深。n （3）外

7、螺纹n外螺纹之类的圆柱体及局部地区的蔽覆可采用黑色胶布或医用胶布等贴后包封，也可以采用套管加以蔽覆。n（4）大面积不需要喷涂的部位n对于大面积不需要喷涂的部位可在喷涂前用纸张遮盖好，喷涂完后再将纸张掀开。四.粉末涂料高压静电喷涂三 喷涂n手拿高压静电喷枪，开启静电发生器，同时开启供粉开关，控制好恒定的静电电压和固定的喷粉量，保证粉末源源不断喷洒在工件表面。n喷涂大工件时，根据工件的形状，尽量命令枪头与工件表面（尤指曲面体）保持等距离，并且进行往复连续的喷涂动作。n对于以装饰性为主的工件，只要喷涂至不露底为止。n有些形状比较复杂的工件，为了使各个部位都能均匀喷涂，一般要上下、左右交换位置再喷涂一

8、遍。四.粉末涂料高压静电喷涂四 固化（塑化）n固化（塑化）是喷涂操作过程中一个关键的工序，它对涂膜的物理、化学性能影响极大，必须严格执行固化（塑化）温度。 （1）固化（塑化）温度 每种粉末涂料都有相应的技术指标和固化（塑化）温度。该温度是指粉末涂膜在烘炉中烘烤的温度和时间。表1详细列出了几种粉末涂料的固化（塑化）条件。四.粉末涂料高压静电喷涂粉末品种固化温度，固化时间，min备注环氧粉末1601801530低压聚乙烯1802002030半塑化180/35min酚醛环氧20030氯化聚醚2002501015工件预热1020min聚四氟乙烯3003502030聚酯环氧1802001020聚三氟氯乙

9、烯2602801525聚酯1802201020聚氨酯1802201020四.粉末涂料高压静电喷涂（2）对烘炉或烘道的要求n烘炉或烘道装有保温和热风循环装置，可以使整个烘炉或烘道内温度均匀。工件置于烘箱内必须让工件与工件之间留有足够的孔隙以保证热空气的流通，从而防止工件涂膜产生上半部已经固化（塑化）完全而下半部处于“夹生”状态，或下半部完全固化（塑化），而上半部已经“热过头”。因为烘炉或烘道中上半部温度总是高于下半部的温度，只有配备了热风循环装置后，才能克服上述弊端。n另外，如果在喷室和烘道之间采用联动装置较为理想。工件在喷涂完毕后，通过传动部件自动进入烘道，避免发生工件间相互碰撞，采用流水线作

10、业，不仅提高生产效率，产品质量也可以得到保证。四.粉末涂料高压静电喷涂 （3）冷却n工件在固化（塑化）后需要进行冷却处理。冷却的方法有气冷、水冷和油冷等。生产中应该根据粉末品种和不同规格的工件来选择相应的冷却方法。有的工件从烘箱取出后自然冷却或随炉冷却。这种冷却方式称为气冷；工件从烘箱取出后随即放到水中或油中冷却的方式称为水冷或油冷。还有些粉末品种成膜后冷却速度不宜过快，如采用急剧冷却，涂膜边缘会收缩变形，影响涂膜整体外观和质量。n特别要引起注意的是，工件从烘箱中取出后，在工件未完全冷透之前严禁用手触摸涂膜，或工件间产生相互碰撞。否则不仅容易烫伤手指，还会给涂膜造成印痕和损伤。涂膜在高温状态下

11、比较软粘，有的正处于熔融状态。四.粉末涂料高压静电喷涂（4）后处理n后处理是对固化（塑化）后涂膜进行的整理、修补及后热处理。n整理是指除去蔽覆材料，修整工件，拆除螺丝、夹具，剥去遮盖保护层。此时严防擦伤和损坏涂膜。n修补一般是指涂膜在涂装施工中受到损伤作业后在允许的范围内可以对受损涂膜采用的修补方法。原则上应进行重新喷涂：将需要补喷之处用砂纸打磨干净，用静电喷枪重新喷涂后进入烘箱固化而成。上述方法如不允许的话，可用同色油漆或其它液体状树脂涂料修补，在室温下干燥固化而成。修补时要注意修补面积尽量小，修补后的色泽与原样基本保持一致。n后热处理一般指减热脆处理。有些粉末涂料如尼龙1010，由于在高温

12、塑化后到冷却过程中往往会产生内应力。为了防止涂膜变脆和碎裂，可将工件置于120140的油浴器或烘箱中保温一段时间，再缓慢冷却至室温。五.喷涂工艺流程喷涂工艺设备（1）高压静电发生器n高压静电发生器有电子管式和晶体管式。上世纪80年代后期，国内研制成功微处理式高压发生器，标志着第三代发生器的问世。目前大量应用于生产的晶体管静电发生器的负高压可以无级调节输出量，并且采用了恒流-反馈保护电路，当线路发生意外造成放电打火时，即会自动切断高压，保证操作者安全。微处理式高压发生器具有高压接地保护、高压短路自动保护、声光讯号报警和显示工作状态的功能，设备使用寿命长。n粉末静电喷涂用的高压静电发生器一般均采用

13、倍压电路，要求发生器输出高电压和低电流，这主要从安全角度考虑。通常采用的高电压为50100kV，最大允许工作电流为200300A。粉桶喷涂工艺设备n （2）静电喷粉枪n静电喷粉枪的作用是：产生良好的电晕放电，使喷出来的粉末粒子带上尽可能多的负电荷，以便在静电场作用下使粉末朝正电位的工件定向运动，并吸附于工件表面，达到喷涂的目的。nA 衡量静电喷枪的标准n 能保证喷射出来的粉末充分带电；n出粉均匀，喷出来的粉末能够均匀地沉积在工件表面；n雾化程度好，无积粉和吐粉现象，能喷涂复杂的表面；n能适应不同喷粉量的喷涂，喷出的粉末几何图形可以调节；n结构轻巧，使用方便，安全可靠；n通用性好，能够方便地组合

14、成固定式多支喷枪的喷涂系统。n B 喷枪的技术性能n静电喷粉枪的技术性能可参考下列技术参数：n最高工作电压为120kV；n喷粉量50400g/min；n喷粉几何图形的直径大约在150450mm之间；n沉积效率大于80%；n环抱效应好。喷枪喷涂工艺设备（3）供粉器n供粉器的作用是给喷枪提供粉流，是喷涂工艺中的一个关键设备。它的功能是将粉末连续、均匀、定量地供给喷枪，是粉末静电喷涂取得高效率、高质量的关键部件。n供粉器要满足如下性能： 供粉连续、均匀、稳定； 供粉量在一定范围内可随意调节； 不产生粉雾、外溢； 装卸粉末方便。喷涂工艺设备4）喷粉柜n喷粉柜又称为粉末喷涂室，它是实施粉末喷涂的操作室，

15、其制作的材料、形式和尺寸直接关系到产品喷涂的质量。喷粉柜可用金属板制成，也可用塑料板加工。选用哪种材料制作喷粉柜，主要根据经济性、耐久性和便于施工等因素来考虑。n喷粉柜的大小取决于被涂物的大小，工件传送速度和喷枪的粉量。通常情况下喷枪数量少，粉末喷涂能力偏低。喷粉室内选择多少支喷枪主要取决于工件的形状、喷涂表面积、传输链速度和单班产量等因素。 喷粉柜 典型的应用实例n随着粉末涂装工艺的迅速发展，家电产品已用粉末涂料代替传统的溶剂型油漆涂料。国内的电冰箱基本上采用粉末涂料喷涂箱体。n电冰箱箱体的粉末涂装工艺流程是：六.影响涂膜施工质量的因素n在粉末涂装生产中，当工件前处理、喷涂、固化（塑化）后，

16、粉末涂膜有时会出现某些缺陷，达不到质量要求。分析其原因，在粉末涂装中影响的因素甚多，有施工、粉尘、设备、环境等方面的因素。涂装生产中常见的弊病和产生的原因如下六.影响涂膜施工质量的因素 涂膜缺陷产生原因涂膜光泽不足 固化时烘烤时间过长； 温度过高 烘箱内混有其它有害气体； 工件表面过于粗糙； 前处理方法选择不妥涂膜变色 多次反复烘烤 烘箱内混有其它气体；固化时烘烤过度 涂膜表面桔皮 喷涂的涂层厚薄不均； 粉末雾化程度不好，喷枪有积粉现象； 固化温度偏低； 粉末受潮，粉末粒子太粗； 工件接地不良； 烘烤温度过高； 涂膜太薄。 涂膜产生凹孔 工件表面处理不当，除油不净 气源受污染，压缩空气除油、除

17、水不彻底；工件表面不平整；受硅尘或其它杂质污染。六.影响涂膜施工质量的因素 涂膜出现气泡 工件表面处理后，水分未彻底干燥，留有前处理残液； 脱脂、除锈不彻底； 底层挥发物未去净； 工件表面有气孔； 粉末涂层太厚。涂层不均匀 粉末喷雾不均匀； 喷枪与工件距离过近；高压输出不稳。涂膜冲击强度和附着力差 磷化膜太厚； 固化温度太低，时间过短，使固化不完全； 金属底材处理不干净； 涂覆工件浸水后会降低附着力。涂膜产生针孔 空气中含有异物，残留油污； 喷枪电压过高，造成涂层击穿； 喷枪与工件距离太近，造成涂层击穿； 涂层太薄； 涂膜没有充分固化。六.影响涂膜施工质量的因素n涂膜表面出现颗粒 喷枪堵塞或气

18、流不畅；喷枪雾化不佳；喷粉室内有粉末滴落；有其它杂物污染工件表面。n涂层脱落 工件表面处理不好，除油除锈不彻底； 高压静电发生器输出电压不足； 工件接地不良； 喷粉时空气压力过高。n涂膜物理机械性能差 烘烤温度偏低，时间过短或未达到固化条件；固化炉上、中、下温差大； 工件前处理不当。n涂膜耐腐蚀性能差 涂膜没有充分固化； 烘箱温度不均匀，温差大； 工件前处理不当。六.影响涂膜施工质量的因素n供粉不均匀 供粉管或喷粉管堵塞，粉末在喷嘴处黏附硬化；空气压力不足，压力不稳定； 空压机混有油或水； 供粉器流化不稳定，供粉器中粉末过少； 供粉管过长，粉末流动时阻力增大。n粉末飞扬、吸附性差 静电发生器无

19、高压产生或高压不足；工件接地不良；气压过大；回收装置中风道堵塞； 前处理达不到要求或虽处理后又重新生锈n喷粉量减少 气压不足，气量不够；气压过高，粉末与气流的混合体中空气比例过高； 空气中混有水气和油污； 喷枪头局部堵塞。n喷粉量时高时低 粉末结块； 粉末混有杂质，引起管路阻塞； 粉末密度大；气压不稳定； 供粉管中局部阻塞。n喷粉管阻塞 由于喷粉管材质缘故，粉末容易附着管壁； 输出管受热，引起管中粉末结块； 输粉管弯折、扭曲； 粉末中混有较大的颗粒杂质。七如何正确选择粉末涂料n粉末涂料制造商与粉末涂料使用者通常有各自的涂膜要求，因此双方需粉末涂料制造商与粉末涂料使用者通常有各自的涂膜要求，因此

20、双方需要为某一特定的应用设计最合适的粉末涂料体系。也就是说双方应确定要为某一特定的应用设计最合适的粉末涂料体系。也就是说双方应确定粉末涂料的性能参数不要低于应用标准或高于应用标准造成不必要的成粉末涂料的性能参数不要低于应用标准或高于应用标准造成不必要的成本浪费。本浪费。n粉末涂料可以抵抗残酷的环境，但首要条件是根据粉末供应商的建粉末涂料可以抵抗残酷的环境，但首要条件是根据粉末供应商的建议或根据所涂装的底材选择一种正确的粉末涂料体系，所考虑的环境因议或根据所涂装的底材选择一种正确的粉末涂料体系，所考虑的环境因素越复杂，对粉末涂料体系的性能要求越高。因此选择粉末涂料时应当素越复杂，对粉末涂料体系的

21、性能要求越高。因此选择粉末涂料时应当考虑：考虑： 1. 粉末涂料应用要求：粉末涂料应用要求： 1.1 静电枪静电枪-摩擦枪摩擦枪 有些粉末可以在摩擦枪设备上有良好的应用效果，有些特殊纹理有些粉末可以在摩擦枪设备上有良好的应用效果，有些特殊纹理的美术粉末涂料如果使用摩擦枪喷涂可能无法产生理想的装饰效果。因的美术粉末涂料如果使用摩擦枪喷涂可能无法产生理想的装饰效果。因此粉末生产商必须了解用户的喷枪情况。此粉末生产商必须了解用户的喷枪情况。 1.2 一般固化一般固化-低温固化低温固化 固化炉的最大温度以及底材的热稳定性要求必须设计低温固化粉末固化炉的最大温度以及底材的热稳定性要求必须设计低温固化粉末

22、涂料。一般低温固化粉末涂料比典型的粉末涂料的固化温度低涂料。一般低温固化粉末涂料比典型的粉末涂料的固化温度低20-40。在大多数情况下，对于普通粉末涂料不建议也不可能降低的固化炉温，在大多数情况下，对于普通粉末涂料不建议也不可能降低的固化炉温，但对于可低温固化的粉末涂料却可以通过降低炉温而达到正常固化（也但对于可低温固化的粉末涂料却可以通过降低炉温而达到正常固化（也可以缩短时间快速固化）。可以缩短时间快速固化）。七如何正确选择粉末涂料2最终的涂层性能可以分为以下几个部分，每一个部分都需要认真考虑：n柔韧性n冲击性能 n表面硬度n附着力 n耐刮性n颜色 n光泽n不幸的是没有全球统一的标准和报告可

23、以应用，由于历史原因不同的国家有不同的质量检验标准，例如：英国（BS）；美国（ASTMS）。3. 耐化学性能n很明显粉末的耐化学性能与粉末体系有关，同时也与涂层所处的介质环境有关。可以通过增加树脂体系的交联密度或选择合适的填料来增加粉末涂料的耐化学性能，但无法从根本上改变某一种树脂耐某一种化学药品性能差的本质。七如何正确选择粉末涂料n粉末供应商与使用商必须考虑粉末涂料在所使用环境中的稳定性，因此必须考虑所暴露的环境的自然因素，还有预期的抵抗程度。以下信息粉末业务员必须了解：n化学品类型有机溶剂 /油 /脂无机物 碱/酸n化学品浓度 暴露的形式 蒸气 浸入 飞溅 连续性间歇性n预期的抵抗程度 无变化 轻微软化 轻微失光 无脱落4. 环境因素 n环境因素对选用的粉末涂料至关重要。长期暴露于日光或盐雾环境，可以导致明显的外观变化和防护性能的变化，环境中的以