热固性垂纹粉末涂料喷涂工艺论文

摘要：本文主要介绍了一般垂纹粉末涂料，重点讨论了喷涂过程中可能出现的问题和解决的方案。

关键词：粉末涂料；配方；垂纹；喷涂

Abstract:Thispaperdescribedhammerpowdercoatings,andaspraying

processofhammerpowdercoatingsaswellastheoperationhints.

Keyword:powdercoatings;formula;hammer;spraying

1、引言

热固性垂纹粉末涂料注[1]也叫美术型粉末涂料，由于涂膜能形成犹如锤击金属表面后产生的花纹，此类型的粉末涂料不仅具有一般热固性粉末涂料的诸多优点，而且花纹美观大方、涂膜平滑、装饰性强，还可以弥补和遮盖工件表面粗糙、不平整等缺陷，垂纹粉末涂料具有色泽柔和，涂膜柔韧、坚硬、耐久等特点，因此广泛应用于仪器仪表、配电柜、防盗门、家电家具、灯饰、医疗器械等领域的金属表面涂装。

2、垂纹粉末涂料的组成和特性

垂纹粉末涂料是利用烘烤固化的粉末涂料的熔融粘度、表面张力和固化速度等的变化，引起涂膜表面的收缩等原理而配制。生产垂纹粉末涂料通常可以有以下几种方法。

2.1加入填料

加入填料生产垂纹粉末涂料的原理：增加填料用量，或使用高吸油量填料，以阻碍树脂熔融时的正常流动，使得树脂不能完全包容或者刚好能包容颜填料颗粒，没有多余的树脂去填充颜填料颗粒间的空隙，从而形成了以颜填料颗粒为骨架的立体结构。采用此种方法需要注意的是：不同的填料的吸油量不同，一般要达到相同的体积浓度，密度小、粒径小的要比表面积大和吸油量大的颜填料用量少。这种方法生产的垂纹的优点在于它的成本较底，但若填料量控制不当，会使粉末涂料的施工性能、涂膜的机械性能、耐化学性能受到影响。

一般要用此种方法生产高效率和稳定性好的产品，可以在生产工艺上作一些调整。参考配方如下：

化学组成

质量分数/%

环氧树脂25

聚酯树脂25

助剂5

颜填料45

2.2加入不相容物质

加入不相容物质生产垂纹粉末涂料是指：在粉末涂料中加入一些不相容的聚合物，其熔点高于粉末涂料树脂基料的熔融温度，含有不相容物质的粉末涂料预混合在熔融挤出时与其它树脂固化剂不相容，固化成膜时构成基料的树脂包覆在聚合物的颗粒上，从而形成纹理。此种方法应该注意的是需要严格控制不相容物质的种类及添加量，否则会使涂膜的机械性能受到影响。此种方法生产的垂纹粉末涂料耐化学性、耐腐蚀性较好。参考配方如下：

化学组成

质量分数/%

环氧树脂31

聚酯树脂31

不相容聚合物3

助剂5

颜填料30

2.3加入流变助剂

加入流变助剂生产垂纹粉末涂料：在粉末涂料熔融挤出高剪切力的情况下使体系具有正常粘度，而在熔融固化阶段，在体系中具有很高的粘度而无法流动，从而形成垂纹。采用此种方法需要注意的是：在生产垂纹时因流变助剂用量很小，一般占到总量的1-2%，所以在预分散是一定要分散均匀。此种方法比加入填料法的优点在于保持成本变化不大的情况下，涂料的装饰效果相似，涂膜的防护能力有所提高，易上粉，喷涂面积大，填料量的下降是的易挤出生产。参考配方如下：

化学组成

质量分数/%

环氧树脂31

聚酯树脂31

流变助剂1.5

助剂5

颜填料31.5

2.4加入垂纹剂

一般现在粉末涂料制造商常用的即是加入垂纹剂。加入垂纹剂生产垂纹粉末涂料的原理是：粉末涂料在熔融流平时，由于垂纹剂的表面张力小于正常的粉末涂料涂膜的表面张力，分散于涂膜各点的垂纹剂改变涂膜的局部张力，使的表面张力高的基料来包裹表面张力底的垂纹剂，最终涂膜表面呈现分布均匀的垂纹状。采用此种方法生产的垂纹粉末涂料的装饰性和防护性都好，不仅机械性能优异，而且纹理重现稳定、手感滑爽、挤出容易、效果稳定，主要的缺点即是材料的成本较高。参考配方如下：

化学组成

质量分数/%

环氧树脂32

聚酯树脂32

垂纹剂（由其物性可先加、或后加）0.5-1.5

助剂5

颜填料28

上述四种垂纹粉末涂料的生产方法是将树脂、颜填料、助剂和辅助材料，通过预混合、熔融挤出、压片、冷却破碎、粉碎过筛、包装至成品，垂纹剂可以先挤或者后混入成品粉中生产出粉末涂料。另外，可以根据实际情况，将上述四种垂纹粉末涂料的制法有机的结合，生产出物美价廉的产品。

3、垂纹粉末涂料喷涂工艺

垂纹粉末涂料由于其特殊的成膜和生产工艺，在涂装时要注意特的特殊操作性，需要对它的涂装设备和施工工艺进行适当的调整，符合垂纹粉末涂料涂膜固化成膜的要求。

3.1工艺流程

对于待涂装工件进行表面预处理干燥填刮腻子打磨干燥喷涂

3.2表面预处理

对进行喷涂的工件的表面应经过除油、除锈、磷化或化学氧化、阳极氧化等处理，工件表面应清洁、干燥，不能有油污、锈蚀、酸、碱、盐及水分等，保证获得良好结合力，耐腐蚀性良好的涂膜。常用处理方法有以下：

（1）铁系材质结构：除油、除锈后，经磷化、钝化处理

（2）铝系材质结构：碱性除油及除去氧化膜后，进行硫酸阳极氧化、铬酸阳极化或化学氧化。

3.3填刮腻子

在喷涂垂纹粉末涂料前，需要填刮腻子以补平工件表面的夹缝、焊缝、气孔、凹馅或损伤等些缺陷，较为理想的腻子应该是具有施工简便、附着力强、硬度高，干燥快、不收缩开裂、易打磨等特点。

3.4涂装参数

影响垂纹粉末涂料涂膜质量及形成垂纹效果的因素很多，主要有喷涂环境、固化条件、涂膜厚度。

3.4.1喷涂环境及参数

垂纹粉末涂料所使用的的原材料的特殊性，虽然它对不相容物质不是很敏感，但是如果喷涂环境、设备清理不干净，以及空气中各种杂质较多，若污染在涂膜上，会导致其表面难以形成纹理状，所以喷涂环境要干净。

垂纹粉末涂料在喷涂时，静电电压一般控制60-80kv，电压太底，粉末不易附在工件上，电压太高，涂覆在工件上粉末会出现反弹，影响整体的立体感花纹，同时，输粉气压不宜太大，一般控制在4.9-15*104pa，气压太高会导致涂膜厚薄不均匀，从而导致花纹大小不明显。

喷枪喷嘴与工件的距离也会影响成膜后的均匀性，为了得到满意的垂纹效果，创出清晰、均匀的表面，因此此垂纹的喷涂距离要比一般普通的喷涂的远一些，一般控制在20-30cm的范围内。

喷涂时为了保证涂装后的涂膜涂层均匀、清晰，要求喷涂过程中喷枪的走向要与工件表面平行，移动速度要均匀，约为40-60cm/s。

3.4.2固化条件

垂纹粉末涂料与一般粉末涂料的固化温度差不多，必须经过规定的温度和时间烘烤，才能使粉末涂料完全交联固化。而规定的烘烤温度是指被涂装工件表面实际应达到的温度，粉末在此温度下维持一定的时间固化成膜。有些客户厂家在涂装施工过程中，往往在工件的表面实际温度未达到规定的固化条件的情况下，实施了烘烤固化，从而造成了粉末涂膜固化不完全，机械性能明显下降等缺陷。因此，我们可按其固化条件采取相应的措施，如提高烘烤炉的炉内温度，延长固化时间等。有条件的厂家可以有炉温跟踪仪对烤炉进行温度检测，以便更好的掌握涂膜的固化条件。

3.4.3涂膜厚度

粉末流平的时间长短，涂膜厚度直接影响粉末成膜后的花纹大小，通常垂纹粉末涂料的膜厚控制在70-100um，涂膜厚，粉末熔融流平时间长，花纹变平、模糊壮；涂膜薄，粉末熔融流平时间短，花纹变碎、清晰，但不能太薄，太薄时，工件表面会出现露底等现象，也不能太厚，太厚时，工件表面会出现麻点、凹坑等静电击穿现象。因此，在垂纹粉末涂料施工过程中，涂膜的厚度一定要保持均匀，以防止上述质量缺陷的产生。

4、喷涂注意事项及常见问题

4.1注意事项

（1）在粉末涂料施工过程中，应力求喷涂到金属工件表面均匀、涂层厚薄均匀且适宜，太厚会造成垂纹界限模糊不清，太薄则容易出现露底、缩孔等毛病。

（2）建议喷涂次序由高到低，先喷涂次要面，再喷涂主要面，最好能一次喷涂完成，有些死角需要局部补漆，如此会使原有的部分垂纹消失。

（3）欲达到最佳的喷涂效果，施工前，采用筛网略大的过筛，经流化床系统供粉装置，调整出粉空气气压、雾化气压、喷嘴与工件的距离，喷枪的移动速度等各项工艺参数，调整到最佳效果。

（4）使用和应用垂纹粉末涂料使，要防止他们对非美术型涂料的污染，如果由条件，最好由两套设备分别使用，没有条件的话，再使用了美术型粉末涂料后，必须彻底清洗设备，才可以适用于普通的粉末涂料施工。

（5）静电喷涂时，对工件的热喷涂要比冷喷涂纹理形成的效果好，是由于再热喷涂是粉末涂料一接触工件就快速熔融，涂层立即开始对流（如果含有金属颜料，则颜料漂浮），使它有足够的时间旋转到最佳的反光角度。如果采用冷喷涂，因为工件的热容量大（特别是比较厚的材质），有室温升至固化温度需要较长时间，也就是再较长一段时间内树脂处于高粘度下，内部的阻力阻碍了纹理的形成，如果涂层的胶化时间较短，再升温过程中逐渐胶化，到达固化温度时，涂层已形成凝胶，就无法形成纹理。

4.2常见问题

（1）流挂：喷涂时涂膜太厚所造成，另一原因可能是升温速度太慢，造成粉末涂料胶化时间段时间太长。解决的方法是控制涂膜厚度，加快升温速度。当然，也由可能是粉末涂料本身熔融粘度太低，从而造成了流挂。

（2）垂纹不均匀：喷涂过程中喷枪的移动速度不均匀，涂膜厚薄不一，因此，在喷涂过程中应严格控制手动程序，才能获得均匀美丽的垂纹。

（3）垂纹界限不清晰：是由于在喷涂过程中表面涂的太厚。

（4）露低、缩孔：工件表面前处理不好，使其表面附着底表面张力的物质（如油或斑点），或者使压缩空气中有油或水，解决的方法使严格控制喷涂前的工件的质量控制。当然，此粉末涂料喷涂喷薄时，会出现严重的露底现象。

（5）其它：如涂膜冲击强度和附着力差，可能时固化温度过低、时间过短，涂层过厚，或者时磷化膜不好或太厚，前处理不充分造成的等等。

5、结语

垂纹粉末涂料生产工序简便、质量性能稳定、装饰性能优越，已广泛应用于一般金属表面的涂装。垂纹粉末涂料有它自身的特殊性，适合与各种体系中，而且随着粉末涂料的发展而发展。进一步研究垂纹粉末涂料将显得非常有价值。

垂纹粉末涂料施工简便，容易出现花纹且分布均匀，是一种理想的高装饰粉末涂料，已经得到了广泛的应用。

参考文献：

1.张华东等，助剂在粉末涂料中应用注意事项，上海涂料，2003.2

2.陈振发等，粉末涂料涂装工艺学上海科学技术文献出版社2000

3.南仁植粉末涂料与涂装技术化学工业出版社2000

4.张华东粉末涂料与表面张力中国涂料，2003.4，43-46

[1]注：本文之垂纹概念为锤击式花纹之意，为统称。与目前市场称法可能有所区别，垂纹应包括橘纹、皱纹、美术等，随着加入颜料粉的种类不同可称之为古铜垂纹、黑底银花、双色垂纹、高装饰花纹等等。