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工業(yè)鋁型材表面粉末涂料固化成膜處理過(guò)程

艾普斯   丨  2017.08.10   丨  2002

  工業(yè)鋁型材表面粉末涂料固化成膜處理過(guò)程:

  工業(yè)鋁型材表面處理過(guò)程中粉末涂料的固化成膜是建立在涂料流變學(xué)和表面化學(xué)基礎(chǔ)上的。粉末涂料一般以粉末狀態(tài)存在,必須熔融后才能附著在工業(yè)鋁型材基體上,流平后固化成膜。對(duì)于熱塑性粉末涂料,只需要熔融流平;對(duì)熱固性粉末涂料而言,熔融流平后,還必須經(jīng)過(guò)交聯(lián)固化成膜過(guò)程。
  (1)玻璃化轉(zhuǎn)變過(guò)程。當(dāng)從室溫加熱時(shí),粉末涂料要經(jīng)過(guò)玻璃化轉(zhuǎn)變過(guò)程,使樹(shù)脂從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變成高彈態(tài),A點(diǎn)溫度是玻璃化溫度。
  (2)熔融過(guò)程。溫度繼續(xù)升高時(shí),樹(shù)脂便開(kāi)始熔融,并從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變成粘流態(tài),B點(diǎn)溫度是樹(shù)脂熔融溫度。在這一過(guò)程中,粉末涂料中的樹(shù)脂在熔融時(shí)要吸收熱量,形成了吸熱峰B。
  (3)固化過(guò)程。再繼續(xù)升溫時(shí),樹(shù)脂和固化劑就從C點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),放出反應(yīng)熱,溫度升高,在C和D點(diǎn)之間形成放熱峰,然后溫度開(kāi)始回落,這種反應(yīng)一直進(jìn)行到D點(diǎn),交聯(lián)固化才告結(jié)束。GB/T5237.4-2000是針對(duì)用于建筑行業(yè)的熱固性飽和聚酯粉末涂料的,這種樹(shù)脂,當(dāng)采用TGIC(異氰脲酸三縮水甘油酐)作固化劑時(shí),聚酯樹(shù)脂中的羥基與TGIC中的縮水甘油基(環(huán)氧基)發(fā)生開(kāi)環(huán)加成反應(yīng)完成固化膜過(guò)程。
  (4)分解過(guò)程。如果還繼續(xù)升溫,涂膜就從E點(diǎn)開(kāi)始分解,并吸收熱量。

                                                                                      鋁型材工作臺(tái)

  工業(yè)鋁型材表面粉末噴涂處理,這里應(yīng)著重說(shuō)明幾點(diǎn):

 1)玻璃化溫度是影響粉末涂料儲(chǔ)存穩(wěn)定性的重要因素。在儲(chǔ)存期間,如果溫度高于玻璃化溫度,則粉末涂料就容易結(jié)團(tuán)。因此粉末涂料最好在低于玻璃化溫度20℃以下的條件下儲(chǔ)存和使用。粉末涂料的玻璃化溫度和儲(chǔ)存穩(wěn)定性決定于粉末涂料用樹(shù)脂的軟化點(diǎn)、相對(duì)分子量、樹(shù)脂的結(jié)構(gòu),同時(shí)也與固化劑的熔點(diǎn)、吸濕性以及顏料和填料的用量,助劑的狀態(tài)和用量有關(guān)。TGIC固化用聚酯樹(shù)脂的玻璃化溫度大多在53-67℃之間,固化劑比例6%-10%,其儲(chǔ)存溫度最好不要超過(guò)35℃.
  2)粉末涂料用樹(shù)脂的熔融溫度和粉末涂料開(kāi)始固化反應(yīng)溫度間的溫差大小是影響粉末涂料熔融流平性的生要參數(shù)。如果這個(gè)溫差大,粉末涂料在交聯(lián)固化反應(yīng)開(kāi)始以前,有足夠的時(shí)間充分熔融流平,則涂膜外觀的平整性就好。常用聚酯樹(shù)脂的軟化范圍為100-120℃,粉末涂料的開(kāi)始固化反應(yīng)溫度在145℃左右。
  3)熱固性粉末涂料的熔融和交聯(lián)固化特性曲線如圖所示,當(dāng)粉末涂料未進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)時(shí),熔融體的黏度隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而一直下降;當(dāng)固化反應(yīng)開(kāi)始時(shí),隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng),熔融體的黏度下降速度減緩;當(dāng)并聯(lián)固化反應(yīng)到一定時(shí)間后,熔融體的黏度反而逐步上升,同時(shí)樹(shù)脂和固化劑的固化反應(yīng)率也上升。粉末涂料從開(kāi)始熔融至部分交聯(lián)、但樹(shù)脂還可以流動(dòng)的最高黏度區(qū)間的時(shí)間越長(zhǎng),其面積S越大,則越有利于粉末涂料涂膜的流平性。
  由上式可知,涂層流平所需時(shí)間與粉末粒子直徑、熔融黏度、涂面平均波長(zhǎng)彎曲系數(shù)的4次方成正比,而與表面張力、粉末粒子平均涂著層數(shù)(即膜厚)成正比。這就是說(shuō),格里到流平性好的涂層,粉末涂料的粒徑要小、樹(shù)脂的熔融黏度要低、而表面張力要高、涂層厚度要厚。當(dāng)然,在不產(chǎn)生流痕的前提下,流平時(shí)間長(zhǎng)一些好。常用TGIC固化聚酯粉末涂料的粒子直徑為15-90μm,平均直徑為30-35μm,國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求 0.078mm(180目)篩余物≤0.5%;荷蘭UCB公司生產(chǎn)的不同牌號(hào)的TGIC固化用聚酯樹(shù)脂的黏度在5000-12000Pa?s之間,而PrimidXL552固化用聚酯樹(shù)脂的黏度在3000-5700Pa?s之間;聚酯樹(shù)脂的表面張力按資料介紹為43μN(yùn)/cm。
  (4)工業(yè)鋁型材表面粉末噴涂固化時(shí)的加熱速度是影響熱固性粉末涂料流平性的另一個(gè)重要因素。由此可見(jiàn),隨升溫速度的加快,粉末涂料的最低熔融黏度降低;而熔融黏度越低,則越有利于涂膜的流平性。隨升溫速度的加快,開(kāi)始反應(yīng)溫度提高,相應(yīng)的熔融溫度也低,有利于涂膜的流平性。生產(chǎn)中,人們常利用此特性,通過(guò)提高固化溫度來(lái)縮短固化時(shí)間。