粉末涂料应用与常见问题.ppt

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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能有很大的改进。

2、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、换品种比一般涂料麻烦。,粉末涂料涂装和溶剂型

3、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，提供涂膜不同的颜色和效果，例如金属

4、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；优异的热稳定性，耐光性，超强的耐候性,三、粉末涂料种

5、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75%平光光泽4075%消光光泽40%b、砂纹粉末涂料 按其 砂纹表

6、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

7、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 流动性 Specific Gravity 比重 Charging Characteristi

8、cs 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,Powder Coating QC Testing粉末涂料的测试,The Powder Coatings must

9、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 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 bee

10、n 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 TR

11、IBO: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

12、Red/Green红绿 Da Yellow/Blue黄蓝 Db Chroma(color strength)彩度 Dc Hue Angle(shade)灰度 DhAn overall color difference is calculated:DE将所有的颜色差别计算表示为：DEDE=(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),Vis

13、ual 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 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

14、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 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

15、 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 Part 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,Con

16、ical 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ASTM

17、3359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,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

18、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

19、 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

20、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 perf

21、orm 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 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 kno

22、wn,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

23、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

24、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

25、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

26、-过度固化 光泽低Differences in colour between parts-Film thickness differences-Us of 2 different products(from 2 suppliers)喷涂的工件之间的颜色不同-膜厚不同-使用不同的涂料（从两个供应商）,Top 5 Problems with Application使用中的五个主要问题,Poor Adhesion Chipping-Understoved-Poor cleaning or pretreatment附着力不好 碎片剥落-固化不完全-工件清理或前处理不好Poor attraction t

27、o work piece-Bad earth-Gun HT not adjusted-Voltage not switched on吸附不良-接地不好-喷枪设置不好,Top 5 Problems with Application使用中的五个主要问题,Contamination in coating Bits-Poor booth/gun cleaning-Contamination from plant oil and grease from conveyor-Poor metal cleaning。污染 砂粒-喷房和喷枪清理不好-车间的污染 传送链上的油脂-工件清理不好,Top Problems after application使用后的主要问题,Corrosion on parts cutAfter powder coating工件在喷涂粉末涂料后在切口处腐蚀,Top Problems after application三、使用后的主要问题,Dirt RetentionPoor maintenance耐污性差维持性能不好,Water-spot blistering水泡Poor pre-treatment前处理不佳,