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粉末噴涂工藝介紹

熱固性粉末涂料作為高性能、低公害,少污染,省能源的新型涂料而崛起,已成為取代傳統的溶劑型涂料的主要產品之一。我國隨著輕工,家用電器,電子儀表,汽車及防腐等行業的發展和環境保護、節省能源、資源的需要,對熱固性粉末涂料的產量、質量、品種等要求與日俱增。

我國的熱固性粉末涂料,由六十年代初發展起來的環氧樹脂粉末涂料,發展到目前的環氧/聚酯粉末涂料、純聚酯樹脂粉末涂料、聚氨酯粉末涂料和丙烯酸粉末涂料等。固化條件由原來的180℃,30分鐘降低到180℃,1015分鐘,甚至更低的140℃,1015分鐘的熱固性粉末涂料。同時由于粉末涂料質量的提高,使得粉末涂料在單位面積噴粉量減少,在金屬表面的沉積效應提高,粉末利用率大大提高,因此,回收和再循環的額外投資大為降低。 
   我國的樹脂生產企業,對發展熱固性粉末涂料也作了應有的貢獻,新型和專用樹脂陸續投放市場。特別是八十年代后期飽和羧基聚酯樹脂的問世,使混合型聚酯/環氧粉末涂料來取代部份環氧樹脂粉末涂料得到了實現,此后熱固性粉末涂料得到了迅速的發展,其主要原因是因為具有較高的裝飾性,特別適用于家用電器、儀器儀表等產品。

我國目前粉末涂料生產企業都設立了客戶應用技術服務中心,建議各用戶在使用各廠粉末涂料初期應咨詢工件預處理及施工應用方面的問題,因各生產廠的產品性能和固化條件有所不同,以保證產品應有的特性。下面我們討論有關粉末涂料的施工,工件預處理及施工工藝應用方面的問題。 
  

使用熱固性粉末涂料的優點

1,熱固性粉末涂料噴涂工藝,節省工序,縮短加工周期,一般只需一次噴涂厚度在 30500微米之間。 
    2,粉末涂料可回收,過篩后可循環使用。 
    3,粉末涂料帶電性好,在金屬表面的沉積效應高,到回收系統的量大大減少。 
    4,熱固性粉末涂料固化后的涂膜機械強度高,被涂覆工件在運輸和裝配時可大大減少受損傷之可能,成膜涂層還可進行機械加工。 
    5,使用手工噴槍涂裝,非熟練操作人員亦易于掌握。配用自動噴涂設備生產流水線,即可實現涂層自動成膜控制。 
    6,與使用油漆相比,粉末涂料屬非易燃易爆品,亦無揮發性物質,故無須通風設備。 
    7,噴涂區與固化區之間無需隔離,故可節省空間。 
    8,施工現場,特別是自動化涂敷車間比普通油漆車間占地面積要小,節省空間。 
    9,與多數油漆施工設備比較,粉末噴涂設備設計更為合理,節省能源。 
   10,粉末涂料具有良好的邊緣復蓋率,不會出現流掛和露底現象。 
   11,維修簡易,回收系統清潔用的基本設備只需真空吸塵機。 
   12,因屬固體粉末,因而易于貯存,運輸和管理。 

粉末涂料的制造 
   將樹脂、顏料,填料,固化劑、流平劑、光亮劑和特殊添加助劑等加入混合器中,按規定時間、轉速,進行攪拌和充分混合,使各組份原料分布均勻混合,然后進行熱熔、擠出,在一定的溫度和時間下,使配方組份達到初聚合(即B階段)以及充分潤色,再通過冷卻壓成薄片,直至送入AC磨進行粉碎,按照一定的粒度分布要求進行粉碎、分級、過篩和包裝成為產品。 
      為了避免混色,生產過程的各道工序中,清潔最為重要,兩種色澤或其它任何雜物都不能相容。清洗工作相當費時,雖然經過精心安排生產計劃可以減少清洗工作量,但不能完全避免,清洗時的停機工時,一直是生產成本中的主要項目,停機清洗工時對于生產批量的大小都是相等的,因此生產批量有一個最少量的限制。 
      注意:不同廠生產的粉末涂料不能混用,否則將影響涂層的外觀質量。因此,調換粉末涂料必須將原設備中的其它粉末清洗干凈,特別是供粉器,噴粉室、噴槍、輸粉管和回收系統,以保證產品的最終涂層外觀質量優良。 

工件預處理 

為了得到高質量的粉末涂料涂層,工件表面應清潔、干燥和無油污。如工件預處理不當,涂層在施工后看不出什么毛病,但在不太長的時間內會開裂,起泡或剝落。 
    工件表面油污,是由于防銹和加工成型時的潤滑油沾污的,只要洗去污物或擦去鐵銹即可。但在壓鑄工藝中鑄模潤滑劑或沖壓工藝中壓延模具潤滑劑,由于不容易發現,且難以清除,將成為一個麻煩的問題。鋁制件的擠壓成型部位一般帶有氧化鉛薄膜,也應清除干凈。 良好的預處理工藝,可增強涂層的附著力和防腐性,使涂層在數年之后仍能保持性能優良的涂膜。 
 以下列舉幾種工件表面予處理的方法,供參考。 
   1.溶劑清洗法: 
   本法為簡易清洗方法,但往往造成操作不注意,用過多時巳很臟的抹布和溶劑仍舊使用,雖然仍可擦去油污、臟物,但也同時帶回同樣多的油污、臟物,采用這種方法應經常更換抹布和溶劑,這一條應作為經常性的操作規程來控制(清洗用溶劑應是非易燃、易爆品,對身體健康影響不大的溶劑) 
   2.氯化烴脫脂法: 
   用三氯乙烷進行氣化脫脂是常用的除油污的方法,但它不能清除積垢,故必須在清洗后再以干凈抹布重擦洗一次,若使用壓力噴射清洗器,則可解決這個問題。 
   3.堿清洗法: 
   有多種堿清洗劑可用于清洗油污及積垢,工件以熱堿水溶液洗時,可采用浸泡方式或噴射方式,但在進入下一道預處理工序前必須完全清水漂洗干凈,最好漂洗二道。 
   堿液主要為氫氧化鈉,加入適量的碳酸鈉,硅酸鈉、氯化鈉,磷酸鈉等配制而成。 
   4.酸清洗法: 
   使用硫酸或鹽酸可除銹斑及輕度積垢,在進入下一道工序前應徹底漂洗干凈。 
   5.超聲波清洗法: 
   各種清洗方法均可同時進行超聲波振動攪拌,以幫助去除積垢。 
   6.噴丸處理法: 
   本工藝方法可除去銹斑及研磨積垢,但使用不當時將會破壞工件的表面,使之凹凸不平,對粉末噴涂不利。例如:涂層準備施工厚度為50微米,則噴丸處理后表面不平度不得大于2530微米。噴丸處理后的工件表面極易氧化,因此應去除表面積塵后立即噴涂。 

7磷化處理法:   

工件徹底清洗后應立即進行磷化,這種方法有鍍槽和噴淋二種,磷化溫度也從原來的8090℃降至3540℃,目前巳有室溫磷化處理液以及把清洗和磷化工序合為一體的多功能快速磷化液。 
   對于大型復雜的工件,一般使用壓力槍式清洗和噴淋磷化。 磷酸鋅鍍層重量為1.52克/米2時的防腐蝕性能為最好,鍍層晶粒應細小,否則將會影響涂層的柔軟性和附著力。 磷酸鐵鍍層的重量為O.5O.7克/米2時,具有良好的柔軟性和附著力。 
   幾種金屬材料前處理的選擇 
1 鋼、鐵:去油污、噴砂處理或磷酸鹽處理。 
2 鋁合金(標準):去油污、鉻酸鹽處理。 
3 鋁(壓鑄):鉻酸鹽處理。 
4,  鎂合金:去油污、鉻酸鹽處理。 
5  鎂合金(壓鑄):鉻酸鹽處理。 
6 鍍鋅、銅、銅鋅合金:去油污、鉻酸鹽或磷酸鹽處理。 
7 電鍍鋅鐵板、電鍍鋅鋼板:去油污、磷酸鹽或鉻酸鹽處理。 

 熱固性粉末涂料的施工工藝 

熱固性粉末涂料是采用高電壓、小電流的靜電噴涂工藝來進行施工的,噴涂時可使用手動噴槍或多支噴槍組成的自動涂裝流水線。對于摩擦帶電原理工作的摩擦噴粉槍并非對所有類型的粉末涂料都有效,使用這類噴槍時應注意粉末涂料類型的選擇。 
  粉末涂料在干凈、干燥的壓縮空氣下從供粉器送入輸粉管,再被氣流送到高壓靜電噴粉槍,由噴粉槍出口處的電暈放電使粉末涂料顆粒帶上靜電負電荷,帶電粉末涂料借助氣流被吸附在接地的工件上。帶靜電荷的粉末吸附在工件上后的吸附力很大,有一定的粘著力,一般的氣流或輕微震動均不能使粉末脫落。 
我國的噴涂設備廠與粉末涂料制造廠經過多年的密切合作,已把實際所需要的噴射速度,氣壓,電壓等參數規范化。 
  在噴涂后的工件進入烘道或烘箱之前,被噴工件應進行仔細的檢查,稀薄處及損傷處應補噴或修補完整。無法修補時可將工件的粉末用壓縮空氣除去后重新噴涂。這與普通的油漆相比,此工藝可在施工早期糾正施工過程中的缺陷,因此,粉末涂料涂裝的廢品率是極低的。 
  將噴涂好的工件直接送入烘道或烘箱(無明火),粉末涂料在工藝所要求的溫度下進行熔化、流平、固化成涂膜。一般的固化條件為工件溫度在180℃下烘烤1015分鐘(當然必須考慮工件由室溫升至該溫度的時間,也就是工件的大小和熱容量的高低)。只要嚴格按照粉末涂料的固化工藝條件,一般可保證在絕大多數情況下獲得高性能的涂膜,對于高質量的粉末涂料允許一定限度的過烘烤而不影響其涂層的性能。    
  對于固化的烘道、烘箱的電器設備要定期檢查,及時修理,以保證所需之條件固定不變。 
    

注意事項 :

為了保證優質涂層,施工中應嚴格執行: 

1.粉末涂料的保存應在陰涼,干燥條件密封儲存,嚴格按批量順序使用。 

2.工件噴涂前應徹底清除所有表面的油污、污染物,正確進行工件予處理。 

3.壓縮空氣應無油、無水和干燥,經常檢查油水分離器的工作狀況。 

4.工件夾持件結構設計應合理,與接地傳送部份保持良好的連接。工夾具應定 期清洗,以保持良好的接地。 
  5.正確選用最后涂層所需的粉末涂料。 
  6.烘箱的溫控系統性能要穩定,應能確保固化涂層所需之條件。 
  7.供粉器、回收系統和噴柜應無污染,無混用其它粉料,否則將影響最后涂層的外觀。 
  8.經常檢查予處理,固化爐的性能,檢查所用粉末的物理性能。 
  9.回收粉末必須過篩,并按規定比例新粉混合使用。 
  10.在粉末涂料噴涂現場附近應避免出現硅微塵或油漆微塵,以免影響外觀質量。

 

熱固性粉末涂料施工時的故障排除指南 

一,粉末涂料不吸向工件:

原因:

  措施:

無高壓

清洗噴搶,調整電壓或更換噴搶。

工件夾具或傳送鏈接地不良

清理所有接地點。

氣壓過高

調整壓縮空氣。氣壓

噴槍距工件過遠

調整噴搶位置。

夾具設計不周,使局部另件受屏蔽

重新設計夾具。

噴涂室抽風量過大

減少抽風量。

工件表面有絕緣層

熱噴涂或去除絕緣層。

粉末涂料質最差 

更換粉末涂料。


 二,工件上粉量不足 

原因:

措施:

噴槍出粉置不足

調整氣壓,清理或調整供粉系統。

供粉管道受阻

疏通管道或更換。

噴涂時問過短

降低傳送帶速度、增加輸粉量。

工件外形與噴涂室不適應

重新設計和按裝噴涂室。

夾具或掛勾上固化的粉末過厚

清理夾具和掛鉤。

噴槍距工件過遠

調整噴槍位置。

靜電高壓過低

調整高壓靜電電壓。 

 

三,工件上粉量過多 

原因:

措施:

1,噴槍出粉量過大

減少輸粉量、調整氣壓。

2,噴粉槍距工件過近

調整噴槍位置。

3,工件停留時間過長

加快輸送帶速度。

4,噴槍數量過多

減少噴槍教量。

5,靜電電壓過高

調整靜電電壓。

                    

四,熱固性粉末涂料固化后涂膜光澤不足或褪色

原因:

措施:

1,烘烤時間過長 

提高輸送帶速度或縮短固化時間。

2,固化溫度過高

調整固化烘道溫度。

3,受其它粉末涂料污染

清洗設備,用新的粉末涂料。

4,外部污染氣體逸進固化烘道內

清除外部氣部氣源或隔斷。

5,工件預處理不當(有銹、油或磷化不好)

檢查表面處理工序,重新予處理。

6,工件表面粗糙

重新處理,打磨、刮膩子, 或采用厚涂層。 

  

五,固化后的涂膜過亮

原因:

措施:

固化烘道內溫度過低或固化時間太短

檢查、調整烘道溫度。

 

六,固化的涂膜上有異物

原因:

措施:

1,噴槍,噴涂室或回收系統清潔不良

檢查氣源,粉末過篩或換新粉。

2,涂裝車間衛生不良

清潔車間環境衛生。

3,工件預處理不當(有銹、磷化不當)

重新預處理。

 

七,固化厲的涂膜有縮孔、針孔

原因:

措施:

1,表面處理不當,除油污不干凈

檢查工件表面處理工序并糾正。

2,壓縮空氣源有水和油 

及時排放油水分離器里的水。

3,磷化處理不當 

控制磷化膜的附著力。

4,受其它粉末的污染

清潔整個噴涂系統,使用新粉末。

5,附近有硅塵源等

清除污染源,更換粉末涂料。

6,工件本身有嚴重缺陷 

檢查、更換或刮導電膩子。

 

,固化的涂膜附著力和機械強度不足

原因:

措施:

1、固化溫度不足  

檢查、調整烘道實際溫度。

2、固化時間過短

延長固化時間(注意工件大小)。

3、工件表面處理不當

檢查原因,并于糾正。

4、固化后的涂膜太厚

減少上粉量。

5、嚴重固化過度(老化)

嚴格控制固化工藝(溫度、時間)。

6、工件不適宜粉末涂料噴涂

重新考慮涂裝材料和工藝。

          
  熱固性粉末涂料噴涂施工的安全與防護 
  熱固性粉末涂料噴涂施工時,只要嚴格按操作規程使用,其安全性能是良好的。

1,若長期直接接觸粉末涂料噴涂施工工藝,則對眼睛、皮膚及呼吸器官有刺激作用。 

2,若粉末涂料攝入人體內是有礙于人體健康的。

3,當粉末涂料噴涂時,粉末濃度達到一定值時,能被明火或電火花引爆。 

 

各種熱固性粉末涂料的可爆極限和燃點 

粉末涂料品種

最低可爆極限(kgm3

燃點(℃)

聚酰胺粉末涂料

20-30

500

環氧樹脂粉末涂料

55-58

450520

鋁顏料環氧樹脂粉末涂料

36

505

聚酯粉末涂料

67

470

丙烯酸粉末涂料

56

435

 

熱固性粉末涂料噴涂施工時應經常注意的事項: 

1,嚴禁吸煙,不得有明火。 
2.粉末涂料噴涂室內只許放置噴槍及必需的電纜,所有其它電器一律置于噴

涂室外(防塵防爆電器除外) 

3,檢查抽風裝置是否工作正常。

4.檢查夾具及所有電器的接地是否良好。 
5.操作人員需良好的接地,不得穿戴絕緣手套或絕緣鞋。 

6.粉末涂料噴涂室在工作時,操作人員切勿進入噴涂室,在粉塵環境中工

的人員均應穿戴合適的口罩及防護物。 
7.噴涂區5米內應保持地面清潔,盡量不要掃地,用潮濕拖把或吸塵器清掃。 

8.粉末涂料噴涂施工完畢后,應該用熱水和肥皂洗手、洗臉。 

熱固性粉末涂料噴涂施工車間每日必需做的幾件事:

1檢查回收裝置是否正常運轉。 

2高壓靜電發生器是否按規定指標能夠正常工作。 
3.供粉器工作是否正常,有否堵塞。 
4.壓縮空氣是否清潔,并排放油水分離器的排放閥,放出污水和油污。 
5.檢查設備及工作區是否清潔。 

6.安全門及存放消防器材的通道是否暢通。 
7.檢查電器的接地是否良好;高壓電纜是否完整無損。 
8.檢查烘道或烘爐的每個控溫區的溫度是否正常。 
9.檢查傳送鏈速度是否正常(無級變速傳動裝置易變動參數) 


    
  應急措施 
  1,粉末涂料泄漏:立即切斷電源,并用吸塵器吸凈。 
  2,高壓靜電噴粉槍噴火:立即切斷氣源和高壓靜電發生器電源。 
  3,發生火警:立即切斷全部電源,用滅火機或水霧滅火(泡沫滅火機,1211滅火器或水霧等均可) 
  4,眼睛沾染:用清水沖洗或專用清洗液清洗后送醫院治療。  
  5,吸入粉末:傷者移至新鮮空氣處,松開衣扣,重者呼吸困難應立即送醫院治療。 
  6,咽入粉末:立即送入醫院治療,切勿自行誘發嘔吐。 

 以上所述對粉末涂料噴涂車間來講是必需執

 

重庆时时到底怎样