鋼桶涂料涂裝技術百問(7)

上海徐工涂料技術有限公司 徐國興

——第七講——

六十一、近些年來，有些制桶廠采用粉末涂料作為鋼桶外涂料，它有什么優點

粉末涂料及其涂裝技術是近二十年來迅速發展起來的一種新材料、新技術、新工藝，它具有省能源、省資源、低污染、高效率等特點；涂層的防腐性能好、機械強度高。為此世界各國都很重視發展粉末涂料。

綜合來說，它與傳統涂料相比，有以下優點：

1、粉末涂料不含有機溶劑，避免了有機溶劑可能帶來的火災、中毒和運輸中的不安全因素。雖然粉末涂料本身也存在粉塵爆炸的危險性，但只要在施工中將粉塵濃度控制在適當的范圍內，這種危險是完全可以避免的。

2、不存在普通涂料中的有機溶劑對大氣和環境的污染問題，有利于環境保護。

3、粉末涂料是百分之百的固體體系，可以采用閉路循環系統，噴溢的粉末涂料可以回收再利用。一套性能優良的粉末涂料噴涂裝置，粉末涂料的回收率可以達到99%以上，一般的裝置也可達到95%左右。這在普通涂料施工中是不可能達到的。

4、粉末涂料所采用的樹脂，其分子量比溶劑型涂料所采用的樹脂大，因此涂膜的性能和耐久性比溶劑型涂料有很大的改進。

5、粉末涂料在涂裝時，涂膜厚度可以控制，一次涂裝最厚的厚度可以達到500微米，相當于溶劑型涂料數道甚至幾十道涂裝的厚度，所以，當客戶需要厚涂膜外涂料的鋼桶時，可以減少施工次數。當然，為了降低成本，也可將粉末涂料在鋼桶上的涂膜厚度控制到與普通涂料差不多的厚度。

6、在施工時，不需要如同溶劑型涂料那樣調整涂料的粘度，操作方便；也不容易產生溶劑型涂料施工中經常發生的流掛現象。

7、有利于施工人員的身體健康和環境衛生。附著于施工人員身上的粉末可用壓縮空氣吹掉，或用一般的肥皂水洗掉。

8、溶劑型涂料中的溶劑是石油中提煉出來的，并且，溶劑型涂料在成膜干燥過程中，其中的溶劑是揮發掉的。而粉末涂料不含溶劑，所以對于節約石油資源非常有利。

六十二、什么叫粉末涂裝法，粉末涂裝法有多少種類？哪種方法比較適合鋼桶行業？

應用熱融流平的原理，使霧化的粉末涂料均勻地被預熱后的工件所粘住，然后再經烘烤而熔融、流平，濕潤、反應固化而成膜。這種涂裝方法叫做粉末涂裝法。

粉末涂裝法有以下幾種：

1、空氣噴涂法，是將工件預熱到粉末涂料的熔融溫度以上，再將粉末涂料噴涂到工件表面，最后再烘烤流平固化成膜的方法。

2、火焰噴涂法，是將粉末涂料用壓縮空氣送至火焰噴槍，粉末涂料在經過噴槍時受熱熔融，然后噴涂到已經經過預熱的工件表面成膜固化的方法。

3、流化床浸涂法，是將預熱到粉末涂料熔融溫度以上的工件浸入到充滿飛揚的粉末涂料顆粒的流化裝置中，粉末涂料顆粒附著到熱工件表面后再烘烤流平固化的方法。

4、靜電流化床浸涂法，實際上是使流化床浸涂法中飛揚的粉末涂料顆粒帶上靜電，從而使得涂層更均勻的流化床浸涂法。

5、真空吸引法，適用于涂裝各種口徑較小的管道內壁（如自來水管）。其基本原理是使已經預熱的管道內部處于負壓狀態，利用負壓使粉末涂料吸進管道內部，然后再烘烤流平固化。

6、靜電粉末噴涂法，是將帶有靜電的粉末涂料顆粒通過噴槍噴涂，使其較長時間吸附在接地的工件表面，再加熱工件使其流平固化的方法。

在鋼桶行業比較適用并且已經獲得較大成功的方法是靜電粉末噴涂法。

六十三、聽說流化床粉末涂裝法在鋼桶行業也有應用，能否介紹一下它的涂裝工藝

流化床粉末涂裝是涂料技術的較為成熟的涂裝方法，流化床主要有粉槽和氣室上下兩部分，中間用多孔隔板隔開。將粉末涂料裝于粉槽中，同時在氣室內引入壓縮空氣，壓縮空氣通過透氣隔板使粉槽內的涂料粉末處于流化狀態，它宛如輕輕沸騰的液體。當預熱溫度高于粉末涂料的熔化溫度的工件處于“沸騰”狀態的粉末之中時，粉末就很容易地粘著在工件表面，即使工件表面凹凸不平，粉末涂料也能自由鉆入并黏附其上。最后，粘著粉末涂料的工件經烘道熔融塑化再冷卻就結成一層均勻而連續的涂膜。

流化床涂裝工藝如下：

(1)將鋼桶表面進行除油除銹，最好再經磷化處理；

(2)將鋼桶進行預熱，溫度應高于粉末涂料的熔化溫度20℃左右；

(3)將鋼桶浸入流化床。為了獲得均勻而連續的涂層，鋼桶最好能不斷轉動。

(4)經烘道烘烤，烘烤的時間和溫度視粉末涂料的不同而不同。

六十四、靜電粉末涂裝的工作原理及其特點是什么

在“四十八問”中曾談到靜電噴涂油漆，但這里講的靜電粉末涂裝，與之是兩個概念。靜電粉末噴涂是將靜電感應現象應用在涂料施工上的一種方法。

為了使粉末涂料霧化帶電，并能均勻地附著在鋼桶上，要求將鋼桶通過掛件或托盤接地，粉末涂料則從送粉系統進入負高壓
(電壓高至10萬伏)的噴槍口并帶上負電荷，在靜電場的作用下，粉末被靜電引力吸附到鋼桶表面。因為噴涂的同時轉動噴槍或轉動工件，所以粉末涂料能均勻地分布在鋼桶表面。然后進入烘道加熱熔融流平，形成致密的涂層，達到對鋼桶的保護和裝飾的目的。

靜電噴涂比一般噴涂具有更多的優點，在靜電噴涂時粉末涂料彈回力小，所以能減少涂料的逸散損失；并且靜電粉末噴涂的涂層均勻。它與流化床粉末噴涂相比，鋼桶可以不經預熱而直接噴涂，可減少烘烤設備及工序。

六十五、粉末粒度大小對靜電噴涂有何影響？

一般說來，粉末粒度越細，帶電效果越好，易于靜電吸附，并能獲得薄涂層。但是，粉末粒度太細，貯存時易凝結成塊狀，噴涂時影響涂層外觀。實踐證明，適宜于靜電噴涂用的粉末粒度在75微米以下，相當于通過200目標準篩。

粉末粒度大小對噴涂影響對比如下；

涂層外觀 均勻、光澤流平性好 易產生桔皮、光澤較差。

六十六、粉末粒度分布對靜電噴涂有何影響

粉末粒度的分布是決定粉末性能的基本因素，它對噴涂工藝性能、涂層外觀和涂層厚度等都有很大影響。
所謂粒度分布就是指粉末大小粒子組成的狀況。一般粉末涂料的粒度應在20~80微米之間，其中30～50微米占總量的60~70%，或者按工件要求的涂層厚度來決定，如薄涂層粒度應在20一60微米，厚涂層粒度控制在40~70微米。

六十七、PVF涂料在烘烤過程中產生大量煙霧，能否去除？或者能否用粉末涂料作內涂料代替？

PVF涂料在烘烤過程中產生的煙霧，是其中的增塑劑在塑化過程中的汽化造成的。這是這種塑化型涂料的特殊現象，目前還沒有有效的方法使其不產生煙霧。只能加強通風，并將吸出的煙霧通往并分散在水中使其沉淀，再將其分離排放或回收。

關于粉末涂料替代 PVF涂料，只能是粉末涂料的某些種類可以。如聚乙烯粉末涂料就完全可以替代PVF涂料，只是在鋼桶上的應用還有待解決低壓聚乙烯粉末涂料涂膜的硬脆問題以及高壓聚乙烯粉末涂料靜電噴涂施工中的帶電不足現象（高壓聚乙烯因為較軟，磨細有困難，所以粉末顆粒相對較粗，造成不能帶較多的電荷）。

其實，市場上已有供應的 PVEP涂料，其性能與 PVF涂料基本接近，而且它的耐極性化學品性能優于 PVF涂料，再加上價格要比PVF涂料低，烘烤溫度也低，烘烤過程又無煙霧，施工方法又與普通溶劑型涂料相同。所以應該說可以作為鋼桶內涂料的又一新品。

六十八、料的干燥方法有哪幾種，各有什么特點

涂料的干燥方法可分為自然干燥、烘干和照射固化等三種。

(1)自然干燥

將已涂裝完畢的工件，放置在空氣流通的場所，進行自然通風干燥。干燥時間受施工溫度、濕度影響。

室外大面積施工時受到風、霜、雨、雪的侵襲而影響施工質量。

自然干燥適用于結膜干燥快的揮發性涂料。干燥較慢的油性漆或醇酸樹脂漆，在室外施工因受烘干設備條件的限制，也常采用此法。

(2)加熱干燥(烘干)

涂裝后將工件置于烘干爐中加熱烘烤，涂層的干燥時間可大大縮短。且可減少涂裝過程中的運輸線路和場地，涂層的機械性能也有所提高。加熱干燥，按溫度可分為低溫(100以下)，中溫(100~150℃)和高溫(150℃以上)三種。低溫適用于891涂料、醇酸樹脂漆等漆膜的干燥。中溫和高溫加熱干燥適用于熱固性氨基醇酸樹脂涂料和丙烯酸樹脂涂料等。金屬制品用烘漆的烘干條件一
股為100~180~C下2Q~50分鐘，環氧樹脂系，有機硅樹脂系、含氟樹脂系涂料，多數需要在200~300~C高溫下烘千。

(3)照射固化

它是指靠照射紫外線和電子束等特殊能量源使漆膜固化的漆膜干燥法，即光固化法和電子束固化法。光固化法是用特定波長的光照射含有光敏劑的光固化涂料的漆膜后，光敏劑就分解，產生活性的游離基團，隨即引發聚合反應，在極短的時間內使漆膜硬化。光固化的特點是固化時間極短(數十秒至數分鐘)，在常溫下固化，所以適用于不能加熱的木材、塑料等涂裝，但僅適用于光固化專用涂料，且不能使不透明漆膜固化。

電子束固化法是用電子束作為能量線，照射漆膜后，在1~2秒鐘的極短時間內就干燥固化。其固化機理是靠高能量的電子束照射，使漆膜的分子內產生活性基團，從而發生聚合反應、高分子化而固化干燥。不是任何涂料都能采用此法固化，現在主要用于不飽和聚酯樹脂的無溶劑涂料，以及環氧、聚酯或多異氰酸酯的丙烯酸酯無溶劑涂料等。

電子束固化的特點是：

在常溫下固化，不需加熱，能固化到深部，因而可用于不透明漆膜的固化；其缺點是也有照射盲點，不適用于管子內部和汽車車身內表面的漆膜固化，而且照射裝置的價格高，安全管理嚴格。它適用于木質平板材、塑料、金屬平板材或卷材、紙，布和皮革等涂裝的固化。

我們鋼桶行業常用的漆種，其干燥方法一般均為自然干燥和烘烤干燥，所涉及到的漆種為揮發性漆、氧化聚合型漆和烘烤型漆，所以下面就這三種性質漆的干燥特點以及鋼桶行業常用油漆的干燥進行介紹。

六十九、揮發性漆的干燥有何特點

揮發性漆的干燥是揮發型干燥。只靠涂料中液體(溶劑或分散相)的蒸發而得到干硬涂膜的干燥過程，稱為揮發型干燥，也叫物理性干燥。揮發性漆的主要成膜物質——聚合物，在制成涂料時已有足夠大的分子量，而且是線型高分子。在干燥的過程中，這些聚合物不發生反應，而是在失去液體后成膜。溶液型涂料中的聚合物分子隨著溶劑的揮發，逐漸凝集，相連，最后緊密堆積而形成一層均勻、完整的連續涂膜；對于乳液型涂料，則當連續相逐漸揮發時，聚合物液滴越來越緊密地堆積起來，相互接觸，互相合并，液滴界面消失，從而得到一個連續均一的涂膜。

我們鋼桶行業常用的依靠單純揮發干燥的油漆有硝基漆、熱塑性丙烯酸漆、過氯乙烯漆等。

七十、氧化聚合型漆的干燥有何特點

氧化聚合型漆的干燥是一個復雜的化學反應過程，多種反應相互交錯一起。總的說來，氧化聚合型漆干燥的特點，是利用空氣中氧的反應性和催干劑的促進吸氧及加速氧化聚合的作用，涂料中的主要成膜物質吸氧后，進行反應，產生游離基，
引導發生聚合和交聯反應，最終形成網狀結構而成膜。

我們鋼桶行業常用的氧化聚合型漆有醇酸漆、酚醛漆等。