粉末涂料中使用的原材料大部分是帶顏色的,這些原材料質(zhì)量的穩(wěn)定性將影響最終涂裝產(chǎn)品顏色的穩(wěn)定性,其中顏料的影響最大。
從目前粉末涂料中使用的顏料產(chǎn)品中,國產(chǎn)顏料占的比例大,但是由于多方面的原因,同一種產(chǎn)品在不同廠家之間,一個(gè)廠家同一種產(chǎn)品不同批次之間顏料產(chǎn)品的顏色差別較大,如果在生產(chǎn)中不及時(shí)進(jìn)行調(diào)色工作,對產(chǎn)品涂膜顏色帶來很大的影響。用不同產(chǎn)地和型號的金紅石鈦白粉,分別用羥烷基酰胺(HAA)和TGIC固化聚酯粉末涂料涂膜色差的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。其結(jié)果表明,不同廠家的鈦白粉在白色同一種粉末涂料中的涂膜色差有的差別不大,有的差別較大;對于同一種鈦白粉在HAA固化和TGIC固化聚酯粉末涂料中的涂膜色差也有明顯的差別,說明固化劑品種對涂膜色差也有影響。
表1 不同規(guī)格鈦白粉對白色HAA和TGIC固化聚酯粉末涂料涂膜色差的影響
編號 1 2 3 4 5 6 7
產(chǎn)地 鎮(zhèn)江 日本石原 重慶 美國杜邦 美國杜邦 進(jìn)口 甘肅
型號 R940 R930 R244 R902 R706 R822 R215
聚酯/HAA色差△E 2.34 2.56 2.74 2.97 4.17 4.39 3.60
聚酯/TGIC色差△E 1.23 1.14 1.50 2.83 2.50 2.51 1.60
另外,在配方中用量較多的樹脂和填料(特別是天然產(chǎn)品)的顏色變化,雖然沒有像顏料影響大,但是有的品種對涂膜色差帶來明顯的影響。在表2中列出了不同廠家沉淀硫酸鋇、碳酸鈣和高嶺土對綠色TGIC固化聚酯粉末涂料中對涂膜色差的影響
表2 不同品種和規(guī)格的填料對TGIC固化聚酯粉末涂料涂膜色差的影響
編號 1 2 3 4 5 6 7 8
產(chǎn)地 山西南豐 河北辛集 湖南軍峰 河北辛集 常州 福建 河南鞏義 江蘇
品名 沉淀硫酸鋇 沉淀硫酸鋇 沉淀硫酸鋇 重質(zhì)碳酸鈣 輕質(zhì)碳酸鈣 高嶺土 高嶺土 高嶺土
色差△E 12.76 12.86 12.65 12.27 12.64 14.05 12.43 —
光澤 87.0 90.8 89.0 78.0 63.5 66.4 69.3 32.4
從表2的結(jié)果表明,沉淀硫酸鋇之間的色差很小,碳酸鈣之間的色差也不大,但是高嶺土之間的色差很大,高嶺土與沉淀硫酸鋇和碳酸鈣比較時(shí)涂膜色差也很大,說明不同填料之間的色差是不能忽視的。
為了避免原材料對色差的影響,采購原材料時(shí)對用量多的顏料,例如鈦白粉等盡量一次多采購?fù)慌蔚漠a(chǎn)品;對于用量少,但經(jīng)常用的顏料盡量一次多采購,這樣可以減少生產(chǎn)中調(diào)色次數(shù),有利于涂膜顏色的穩(wěn)定性。
如果對樹脂和填料的生產(chǎn)廠家進(jìn)行重新選擇,或者原來廠家產(chǎn)品不同批次之間的顏色有明顯色差時(shí),及時(shí)把原材料對涂膜色差的影響也要做一些必要的試驗(yàn)和檢測,對配方進(jìn)行必要的調(diào)整。
3 粉末涂料制造工藝的影響
在粉末涂料制造過程中,對粉末涂料涂膜顏色有影響的因素中,一是設(shè)備的清機(jī)問題;二是原材料混合工藝的控制;三是熔融擠出混合工藝的控制等問題。
3.1 設(shè)備的清機(jī)問題
在粉末涂料制造中,主要設(shè)備包括①高速混合機(jī);②熔融擠出混合機(jī)和冷卻破碎設(shè)備;③微細(xì)粉碎和分級過篩設(shè)備。當(dāng)粉末涂料的顏色品種不同時(shí),一定要對這些設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真清機(jī),特別是顏色的差別大的品種之間更要徹底清機(jī),防止前一品種的顏色污染后一品種的顏色。對有條件的單位,最好按深、中、淺三種顏色對生產(chǎn)設(shè)備分類后安排生產(chǎn),這樣可以避免清機(jī)不徹底而帶來的涂膜色差問題。
3.2 原材料預(yù)混合工藝的影響
在粉末涂料制造過程中,高速混合機(jī)是常用的原材料預(yù)混合設(shè)備。高速混合機(jī)的混合時(shí)間,對顏料的分散有明顯的影響,這種影響使混合時(shí)間不同的粉末涂料,涂膜顏色也有明顯的差別,特別是分散性差的顏料,例如炭黑、酞箐藍(lán)、酞箐綠等顏料就更明顯。因此,在制造粉末涂料時(shí),對同一種產(chǎn)品,一定要固定混合時(shí)間進(jìn)行混合。因?yàn)椴煌萘康幕旌显O(shè)備的混合效果也有差別,所以對同一種產(chǎn)品,盡量固定生產(chǎn)設(shè)備,而且必須固定混合時(shí)間進(jìn)行生產(chǎn)。
3.3 熔融擠出混合工藝的影響
在粉末涂料制造中,熔融擠出混合工藝是對配方中的物料混合分散起到關(guān)鍵性作用的工藝,同樣對顏料的分散起到?jīng)Q定性的作用。試驗(yàn)結(jié)果表明,擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和加料速度都對涂膜光澤、顏色、紋理都有影響,其中螺桿轉(zhuǎn)速的影響更大。因此,對于涂膜顏色要求嚴(yán)的產(chǎn)品,一定要在同樣的工藝條件下進(jìn)行生產(chǎn),這樣可以盡量避免批次之間產(chǎn)品的色差。如果有條件,固定一條生產(chǎn)線生產(chǎn)同一種產(chǎn)品是比較好的。
4 粉末涂料涂裝工藝的影響
當(dāng)粉末涂裝產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí),涂裝廠家往往首先想到的是粉末涂料的質(zhì)量問題問題,這也是正常的現(xiàn)象。實(shí)際上,粉末涂料和涂裝都對粉末涂裝產(chǎn)品質(zhì)量有影響,其中粉末涂料對涂裝產(chǎn)品質(zhì)量的影響占百分之五十;粉末涂裝工藝對涂裝產(chǎn)品質(zhì)量的影響也占百分之五十,其中前處理占百分之二十五,粉末噴涂和烘烤固化情況占百分之二十五。因此,粉末涂裝工藝對涂膜色差也有不可忽視的重要影響,具體來說涂裝設(shè)備的清機(jī)程度、粉末噴涂效果、烘烤溫度和時(shí)間的控制對涂膜色差的穩(wěn)定性都有一定的影響。
4.1 涂裝設(shè)備的清機(jī)
在粉末涂裝中,根據(jù)用戶要求,要經(jīng)常更換涂裝產(chǎn)品的顏色,那么相應(yīng)地對粉末涂料品種或顏色也進(jìn)行更換。當(dāng)更換粉末涂料產(chǎn)品的顏色色差較大,噴粉系統(tǒng)清掃不干凈,那么舊粉就污染新粉,對涂裝工件的涂膜顏色產(chǎn)生干擾,影響涂膜色差。因此,更換涂料顏色品種時(shí),一定要清掃干凈噴粉室、噴槍、輸粉管、供粉槽等噴粉系統(tǒng),防止舊粉對新粉的污染,避免對涂裝產(chǎn)品質(zhì)量的影響。如果有條件,對于顏色反差較大的產(chǎn)品,最好在不同噴粉室或不同涂裝線上進(jìn)行涂裝,這樣有利于清掃設(shè)備,有利于提高生產(chǎn)效率,有利于保證涂裝產(chǎn)品質(zhì)量,能夠滿足涂膜色差的要求。
4.2 粉末噴涂工藝的影響
粉末噴涂工藝是保證粉末涂裝涂膜厚度的關(guān)鍵工序,如果涂膜厚度沒有達(dá)到一定的厚度,就難以達(dá)到足夠的涂膜遮蓋力,那么容易帶來涂裝產(chǎn)品的顏色色差問題。因此,在粉末涂裝中,一方面必須保證上粉量使涂膜有足夠遮蓋力的涂膜厚度;另一方面各部位的涂膜厚度均勻,特別是不同配件之間的涂膜厚度,這樣才能保證裝配好涂裝產(chǎn)品的色差要求。
4.3 烘烤溫度的影響
粉末涂裝的烘烤溫度對涂膜的色差有很明顯的影響。因?yàn)榉勰┩苛嫌糜袡C(jī)顏料和部分無機(jī)顏料的耐熱溫度有一定的限制,尤其是戶內(nèi)用粉末涂料成分中,有些樹脂、固化劑和助劑的耐熱溫度也不高,所以當(dāng)烘烤溫度超過這個(gè)溫度范圍時(shí),很難達(dá)到涂膜色差要求。因此,一定要控制烘烤溫度,必須保證在粉末涂料配方設(shè)計(jì)的范圍內(nèi),如果超過這個(gè)溫度限制,涂膜的顏色也容易超出規(guī)定色差范圍。
4.4 烘烤時(shí)間的影響
粉末涂料的烘烤時(shí)間對粉末涂料涂膜色差也有明顯的影響。因?yàn)榉勰┩苛吓浞街惺褂玫臉渲?、固化劑、有機(jī)顏料和助劑的耐熱性有一定的限制。耐熱性不僅包括耐熱溫度,還包括該溫度下的保持時(shí)間。如果粉末涂料的烘烤固化時(shí)間過長,由于空氣的氧化作用或粉末涂料成分中某些成分的熱分解使粉末涂料中的部分成分發(fā)生化學(xué)變化,最終使涂膜泛黃或者由于某些副反應(yīng)使涂膜變色,甚至涂膜機(jī)械性能下降,同時(shí)產(chǎn)生與標(biāo)準(zhǔn)色板的色差問題。因此,控制好烘烤時(shí)間也是跟控制烘烤溫度一樣很重要的問題。
5 結(jié)語
粉末涂料的涂膜產(chǎn)生色差的原因是多方面的,首先是在粉末涂料配方設(shè)計(jì)時(shí)原材料的選擇,特別是顏料品種的選擇合不合理,同時(shí)涂膜在正常厚度下有沒有足夠的遮蓋力?其次是粉末涂料制造過程中,原材料的預(yù)混合工藝和熔融擠出混合工藝是否嚴(yán)格控制?再則是粉末涂裝過程中,是否嚴(yán)格控制涂膜厚度、烘烤溫度和時(shí)間也是很重要的因素?還有在粉末涂料制造和涂裝過程中是否把設(shè)備認(rèn)真清機(jī)也是不可忽視的問題。因此,必須做好上述事情才能保證涂裝產(chǎn)品涂膜的色差。
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