粉末涂装缩孔的控制

　　笔者结合自己几年中的工作经验，将粉末涂料涂装中容易出现的缺陷之一（缩孔）的形成过程及如何控制作以简要汇总，以飨读者。

　　1粉末涂料静电涂装工艺
       1.1粉末涂料涂装方法
       粉末涂料的涂装方法较多，有静电喷涂法、流化床涂装法、静电流化床涂装法与粉末电泳涂装法等，一般静电喷涂法应用最多，其具有工件不需预热亦可涂装，粉末利用率高达95%，涂膜较薄（50~100m）且均匀无流挂等优点。

　　1.2粉末涂料静电涂装工艺流程。

　　各种材料及制品的表面，由于加工、贮存、运输过程中通常都容易生成或附着异物，如氧化、油污、加工碎屑、尘土等，它们会影响涂膜的附着性能及保护性其中：流变学常数9.3X10 3；f流动前后峰之比（即平均波光弯曲系数）D粉末粒子平均粒径；n熔融粘度；8-表面张力；n涂层厚度，与D有定的函数关系。根据上式可以认为影响涂膜流动性的主要因素为表面张力、熔融粘度及粉末粒子的平均粒径。

　　1994-2015请ecfronicPublishing缩孔现象不仅与涂料的生产、贮存/有关而且与涂料涂表面技术能，故需作以适当的表面预处理方可涂装（比如钢铁件的除油、除锈、磷化、钝化等）通过预处理可以有如下作用：（1）增强涂膜对被涂物表面的吸附力；（2）提高涂膜对被涂物的保护性能；（3）为涂膜的平整性创造良好的条件，提高涂膜的装饰性能等。

　　1.2.2静电涂装
       静电涂装所需设备为高频高压静电发生器，供粉桶、喷粉柜、粉末回收装置及静电喷粉枪等，其工艺参数为：喷涂电压30~60kV，喷涂距离10~20cm，供粉气压0.1~0.15MPa涂膜厚度50~100/%i. 1.2.3加热交联固化热固性粉末涂料由于其成膜物质如环氧树脂、聚酯树脂或丙烯酸树脂，其本身为线型结构的预聚物，必须经过加热使其树脂与固化剂之间发生交联固化反应才能生成不溶不熔的、三维网状结构的完整膜体，加热固化方式有热风循环设备，远红外线辐射及远红外线辐射对流，紫外光、电子固化等。

　　2缩孔的危害性及形成机理
       2.1静电涂装涂膜的外观缺陷
       在粉末涂料施工应用中，经常会遇到一些涂膜外观上的质量问题，如缩孔、麻点、针孔、失光、严重桔皮等，它们不仅直接影响装饰性，还会影响其他性能。文中介绍的缩孔便有使涂膜外观平整性不连续，严重影响装饰效果，同时由于缩孔部位相对而言是表面能量较高的活性部位，导致此处的防护能力显著下降（包括其抗光、催化降解、老化等的能力下降）。所以，涂装工施工中予以控制。

　　2.2缩孔的形成过程探讨
       2.2.1涂膜的形成过程粉末涂料从涂覆到工件，到最后固化成膜可以大致分为：（）从单独的粉末颗粒聚结成为一层连续的不平整的膜；（2）从连续的不平整的表面流淌成为较光滑与平整的表面；（3）熔融的涂液交联固化成为不熔的坚硬涂膜，反映了粉末涂料从开始熔融到交联反应的过程。

　　要使粉末涂料达到更好的流平效果，在节能的前提下，熔融的涂料在可以流动的最高粘度范围内流动时间t就必须相对大，阴影面积S愈大才行。根据流变学理论，该段时间遵循Orchard关2.2.2缩孔的形成涂膜缩孔的形成与其自身的流平性关系甚大，通过大量的实践，不难发现在电子显微镜下观察涂膜的缩孔，可以看到绝大多数的缩孔都是由很少部分未被充分润湿的颗粒与周围不相容的树脂所形成的旋涡状结构，如。

　　C.Patton先生对此现象的解释为：涂料在熔融流平时，在局部地方形成了表面张力梯度，即缩孔部分为低表面张力的物质，由于低表面张力物质总是呈伸展扩张趋势，使得它从中心向四周扩散，而四周紧近相触的高表面张力部分又呈收缩趋势，在二者相互作用下，永久性缩孔就得以形成。

　　3缩孔的控制
       3.1控制粉末涂料
       从缩孔的形成过程分析可以看出，导致涂膜发生装工艺密切相关。

　　粉末涂料的控制主要包括原材料的选择，涂料的生产及贮存等方面。对树脂一般要求对其玻璃化温度、环氧值、熔点、软化点、酸值、分子量分布等进行控制。在各项指标中，以分子量分布情况对缩孔影响较大，在配方没计中所采用的树脂或其它高分子聚合物的分子量分布范围应窄，若分布太宽，则可能会有一些低分子的化合物或过高分子量的物质，甚至为胶凝物。

　　当低分子量的化合物与颜填料混合时，虽然能混容良好，但在高混烘烤时，会挥发出来，随着固化的进行，树脂熔融物无法再流平而出现缩孔等；而遇高分子胶凝物与颜填料混合时，它们之间难以达到真正的溶混，导致其在涂装时表面张力不能平衡，也产生缩孔，签于此，配方设计中应选择性能优良的流平剂（如宁波南海化工的GLP系列、日本的LA系列等）、偶联剂予以消除或减缓影响；花粉末涂料的生产过程中，应特别关注熔融混炼挤出工序，选择最佳挤出温馒，提高熔融混炼挤出设备的精废，以确保颜料填料粒子完全被分散润湿完裹完全；此外由于一般粉末涂料用树脂的玻璃化温度（Tg）在50~55C所以为防结块或吸潮，应将粉末涂料以小包装贮存于30C以下的干燥库房内，同时要求贮存期不能太长（一般为6 ~8个月）3.2加强工件预处理工件经过预处理，不仅可以去除附着在上面的氧化皮、油污、尘垢，而且可以形成一层致密连续的转化膜，因此在预处理时应要求整个表面的张力一致，同时工件的界面能以最低为佳，其次，工件经预处理后烘干时，应防止表面的二次污染。

　　3.3防止粉末涂装时的污染
       在涂装作业时，灰尘呈游离态存在于干粉中，完全没有被基料包裹（相对而言，灰尘的表面张力较树脂为低）同时还会因其表面均带有一定的电荷，在涂装时将会产生相斥或相吸的的运动，所以灰尘会在涂膜中综合反映为缩孔等缺陷。同时，要注意防止涂装作业周围其它气氛的干忧，生产中更换涂料时，也要完全清楚前后2种粉末涂料的相容性，即各自的表面张力情况。此外，涂装作业用压缩空气，应干燥无油污。总之，涂料污染对缩孔有直接关系。

　　3.4改善烘干固化工艺
       在批量生产中，一般采用通道式加热固化炉，将工件入炉口改为桥式烘道或将加热段炉温相对提高，“实践证明，此举可以适当改善涂层的流平性能，从而对预防缩孔有好处，工件升温快慢对涂层流平性的影响见。

　　随着工件开始升温速度的加快。粉末涂料的最低熔融粘度越小，就越有利于涂膜的流平性，其树脂的包容能力也就越强。

　　4结束语
       影响涂膜缩孔的原因很多，除从上述方面可以控制外，涂装工件者还应结合实情，综合分析，控制缺陷的发生，生产出高质量的涂膜。