聚酯铝型材专用粉末涂料典型案例分析及处理

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  • 来源:正荣实业

1、生产现象

2000年8月,某粉末涂料公司为某某集团生产纯聚酯铝型材专用粉末涂料,一天同时发出两批货,第一批次A7056SF75粉末200 kg,另一批A9016SF75粉末2 000 kg。客户反映:批次A7056SF75粉末涂料产品正常使用,无异样;批次A9016SF75部分产品有质量问题,使用过程中具体表现为:

(1)控制台带电显示仪表以往有5格,可这次只有2格,粉末出现不带电现象。

(②)喷涂时喷枪偶尔有吐粉现象。

(③)生产试验样板机械性能(冲击、划格等)能通过检测,但外观流平性较原来差。

2、案例分析

根据上述涂装工艺中出现的现象,从理论上分析,估计其原因应该是粉末涂料受潮。但是为什么在完全相同的操作条件下,同一批次产品,出现产品部分有问题而部分没问题?带着疑问我们从粉末涂料的生产和使用两方面来分析查找原因。

1.粉末配方体系

为什么粉末涂料会不带电呢?影响粉末颗粒接受电荷和保持电荷的主要因素是粉末的介电常数?,粉末的介电常数越低,颗粒带电越容易,但丧失电荷也越容易,这反映在粉末在工件上的吸咐力不牢,略受振动就掉粉。对于静电喷涂的粉末涂料,应尽可能的用高介电常数的,它将使粉末的吸附力大大提高。A9016SF75是铝型材喷涂大众化的成熟产品,生产批次无数,本批次也是沿袭前面的生产配方,原材料选用和配方均未作改变,生产样板的常规性能检测,如冲击、划格、光泽、膜厚、色差等,均达到企业生产标准,因此,配方不是引起上述现象的原因。

2.粉末粒径

粉末涂料的粒径是其质量好坏的一个重要指标,适合静电喷涂的粉末涂料,其颗粒度最好在1~90μm之间(即>170目)。粒度小于10μm的粉末称超细粉末,超细粉的含量不能太多。有报道,粉末涂料的带电性与粉末颗粒粒径的平方成正比,粉末颗粒粒径越小,其带电量越低。上述生产中我们发现其带电性比往常差,刚开始怀疑是否超细粉太多而引起粉末涂料的带电性下降,为此我们采用欧美克激光粒度分布仪A9016SF75的细度进行抽检,结果见图1。

从图1结果可知:


A9016SF75的粒径完全符合铝型材静电喷涂的要求,粒径不是引起上述喷涂不正常的原因。前面的生产配方,原材料选用和配方均未作改变,生产样板的常规性能检测,如冲击、划格、光泽、膜厚、色差等,均达到企业生产标准,因此,配方不是引起上述现象的原因。

3.粉末涂料的流化性

流动性好的粉末在使用过程中,易于流化,显得很松,如流水般的效果,从供粉桶至喷枪,粉末传送轻便,且粉末从喷嘴出来雾化好,一没有结团或吐粉现象。流化性效果不好的粉末涂料会产生堵枪、吐粉现象。通常粉末涂料的流动性采用Selier流度测试法,其检测标准如下图所示。


图1所示粉末涂料的流度系数与流化性能关系我们采用流化仪对Ag016SF75进行检测,其流度系数只有85左右,流化效果肯定差,因而出现吐粉、堵枪现象。以往我公司粉末涂料产品的流度系数通常在140左右,流化效果好,粉末易喷涂。引起流化效果差的主要原因是粉末太细或受潮,通过对粉末粒径的检测,排除了是由于超细粉太多所引起的问题,估计应该是因为粉末涂料受潮所造成的现象。

4.喷涂工艺条件

考虑到可能是粉末受潮而带电性差,我们对生产厂家喷涂工艺条件进行仔细考察,尤其是与粉末的带电性、吐粉有关的一些工艺参数,如操作电压、供粉系统压缩空气气压、喷粉房相对湿度、使用压缩空气的油水分离器分离效果等,均未发现任何异常现象。我们采用流化仪对Ag016SF75进行检测,其流度系数只有85左右,流化效果肯定差,因而出现吐粉、堵枪现象。以往我公司粉末涂料产品的流度系数通常在140左右,流化效果好,粉末易喷涂。引起流化效果差的主要原因是粉末太细或受潮,通过对粉末粒径的检测,排除了是由于超细粉太多所引起的问题,估计应该是因为粉末涂料受潮所造成的现象。

3、事故原因及处理

1.原因

通过以上分析,确定引起上述现象是粉末涂料的质量问题而不是使用问题,因此我们对生产粉末涂料的每一环节进行了仔细检查、分析,终于查到了问题的根本所在:

1.在ACM磨细微粉碎过程中,由于物料的碰撞产生大量热量,同时又处在气温较高的夏天,受环境温度条件所限而不能及时散热,用温度计检测有近45℃左右,而操作师傅动作熟练,没让其及时冷却散热,直接迅速包装存放起来,粉末涂料的导热性较差,内部热量无法散发出去,加速了粉末涂料各组分分子的热运动,导致粉末涂料的结团,同时塑料包装袋中较高温度的空气冷凝到室温时,也有水分析出,二者共同作用的结果,致使粉末涂料受潮结块,导致在使用过程中出现了上述现象。

2.处理措施

粉末涂料制造过程中,微细粉碎空气分级磨(AC磨)是粉末涂料产品质量好坏的关键设备之一,它决定了粉末涂料的粒径和粒度分布,从而影响粉末涂料的涂装性能。ACM磨本身没有专用的冷却系统,要通过引进大量风来冷却物料,而夏季生产环境温度普遍偏高,为此,我们采取了如下措施进行处理

(1)物料充分冷却。进入ACM粉碎系统之前,在压片冷却和破碎工艺中,需充分冷却。根据生产经验,一般碎片经过ACM磨粉碎后,物料温度会上升24℃,只有充分冷却,粉碎后的产品温度才不会太高;(2)控制环境温度。主要采取如下降温措施

A.条件好的生产厂家在生产车间安装中央空调,使生产环境温度低于32℃

B.采用ACM磨人风口通冷空气方法局部冷却降温使粉末涂料产品的温度不超过35℃,即安装一个大型的冷风柜甚至空调,让其通风口与ACM磨的人风口连接,对ACM磨系统进行冷却,这样,即使在炎热的夏季,物料的温度也难以上升,粉末涂料不会结块受潮

(2)调节加料速度,减少粉碎过程中产生的热量;或者加大通风量,把粉碎过程产生的热量带走

(3)配方中也适当考虑提高粉末涂料的稳定性,选择玻璃化温度高的树脂,提高耐结块温度;还可以在配方中内加疏松剂或者外加粉末涂料流动改性剂等5)生产工艺条件的控制见表3。


总结:在这个案例中,我们吸取教训, 粉末不够细腻,会导致各种问题的发生,正荣粉末自主研发绑定技术,解决了这一困难,强金属效果超过进口产品,成为了领先行业标准的绑定金属粉制造商

正荣粉末解决了施工方便,不堵枪,不积粉,新粉与落地粉参加比例要求低,对涂装设备和喷涂工人要求低,随意喷涂颜色都一致,优异的批次间稳定性,适合同一项目多家涂装厂施工。

还研发出了超耐老化的粉末,8~10年耐候不变色,硬度高,耐磨,附着力强,遮盖力强的特点,有经过国家检测局的SGS检测报告

相对于不绑定或者绑定差,生产效率和喷涂面积可提高30%,单涂即可呈现媲美油漆以及电泳强金属的效果,综合使用成本远低于油漆和电泳。

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