氟碳粉末喷涂在铝型材中的应用(一)
半岛·BOB官方网站粉末涂料工业自20世纪90年代以来,由于中国工业的巨大发展,粉末涂料工业的发展也进入快车道。粉末涂料的研究、开发、生产工艺、涂装设备、施工应用均取得了突破性进展,粉末涂料的产量也大幅度增加。粉末涂料由于具有低污染、高环保、高利用率和颜色多样、美观大方等优点被广泛应用于建筑铝型材中;氟碳喷涂作为铝型材中的高端产品,具有优异的耐侯性、耐腐蚀性及高装饰性,能更好的保护产品,越来越被更多的人们使用;但一直以液体氟碳喷涂为主,氟碳粉末喷涂虽然开发应用已有30多年,但由于表面平整度差和涂层厚度太厚的缺点一直没有被大量使用,随着近几年的快速发展和技术的不断改进,特别是超细粉末涂料技术的突破和在氟碳粉末涂料上的应用,彻底改变了粉末氟碳涂料涂层厚和平整度差的状况,得到了表面非常平整和很薄的涂层,在提高质量的同时,大大降低了涂装成本,其优异性能已超越了液体氟碳喷涂,具有替代液体氟碳喷涂之势。
一、氟碳粉末的成份
热塑性氟碳粉末涂料发展到现在主要有三大类产品:PVDF、ETFE、ECTEE。PVDF氟碳粉末涂料在应用时需要和专用丙烯酸树脂以7:3混合复配,PVDF树脂在世界上共有两家主要生产商:法国的Arkema公司和比利时的Solvav公司,世界年产量超过2万吨。ETFE粉末树脂的生产商主要有美国杜邦、Dvrleon、日本大金、旭硝子,世界年产量超万吨。Solvay公司是世界上惟一生产ECTEE的公司,年产量3000多吨,主要用于化工重防腐、半导体工业、化工、食品及医药工业的生产设备。
我公司现在采用的为加拿大辉旭公司生产的氟丽帆,氟丽帆是利用超细粉体流化技术制备的超细氟碳粉末涂料产品,主要成份为PVDF 树脂,含量达70%,配以同样类型的无机陶瓷颜料和添加剂,经过特殊的工艺制备而成,其涂层具有优越的耐候性能、抗腐蚀性能和优异的机械性能,能够保证建筑物长久美丽如新。
二、氟碳粉末喷涂的优点
氟碳粉末涂料具有优异的综合理化性能,可抵抗盐酸、氟硼酸、硫酸以及氢氧化钠等介质腐蚀,涂层黏着牢固、坚韧、无针孔,表面光洁不沾垢,具有优良的耐腐蚀性能;对一些无机溶液(包括水和盐溶液)具有优良的稳定性,同时氟碳粉末涂料对气体还具有低的渗透性能。氟碳粉末喷涂可以使用普通粉末喷涂生产设备,工艺简单、生产周期短,具有高效和经济的优势;而且在生产过程中粉末可以再回收使用,不仅降低了生产成本,而且具有节能、环保的优点;采用超细粉末的氟丽帆产品,粉末涂料粒径从30-50微米降低至10-20微米,从而得到薄而平整的涂层,流平不亚于液体氟碳喷涂;由于没有溶剂,涂层表面硬度高,抗刮伤性能更好。
实验证明,同样的粉末涂料,粗粉涂层70微米的耐盐雾测试性能,没有40微米的超细粉末涂层性能好,原因是70微米的粗粉涂层的最低处膜厚小于25微米,而40微米的超细粉末涂层的最低处高于30微米,腐蚀总是从涂层的最薄地方开始。
三、 液体氟碳喷涂与粉末氟碳喷涂的比较
(1)液体PVDF氟碳涂料与粉末PVDF氟碳涂料性能、组成及涂装过程的比较:
(2)液体PVDF氟碳喷涂与粉末PVDF氟喷涂生产成本的比较:
二者使用同样的原材料,涂层具有同样的组成和同样的性能,都满足AAMA2605标准。但粉末涂料无残留溶剂,具有硬度高的优点,且没有大量的涂料浪费和溶剂挥发,总体成本大大低于液体涂料。综上所述,氟碳粉末喷涂铝型材具有成本低、环保、生产稳定、效率高和质量优等全面优势,因此也大大降低了公司铝型材产品的出厂价格。
四、铝型材氟碳粉末喷涂工艺
铝型材氟碳粉末喷涂与普通粉末喷涂在工艺上基本一致,主要区别在于温度、时间和粉层膜厚的控制,主要包括前处理工艺和喷涂工艺两大部分。
在铝型材喷涂前,为去除铝型材表面的油污、灰尘、铝屑等各种异物及自然氧化膜,并在铝型材表面形成一层铬化膜,提供适用于喷涂的良好基底,保证涂层具有良好的附着力和耐蚀性过程,统称为前处理,前处理主要工艺流程如下:
检料--扎料--水洗--除油--水洗--水洗--铬化--水洗--水洗--滴水--烘干--下料
前处理工艺的要求:
1、有质量问题的型材不能扎料,要求型材开口位朝下,便于滴液。型材两端离扎料的距离要对称,要保证扎完料后梁的重心不偏移,便于操作;
2、除油是为除去铝型材外层油污、灰尘、铝屑及自然氧化层,保持型材表面的原有光泽,为铬化打好基础,如果铝型材表面沾有油污,将严重影响粉末喷涂型材的表面质量,涂层由于油污的原因不能与铝型材表面紧密结合,引起涂层附着力不够,甚至涂层起泡、开裂、脱落等。
3、铬化的目的是为了在铝型材表面形成一层铬化膜,铬化膜的主要作用为增加铝型材喷涂时粉末吸附能力,增加涂层和金属表面结合力和防氧化能力,有利于延长涂层的使用年限,铬化后的型材表面应有一层金黄色的铬化膜。铝材铬化预处理必须要满足AAMA 2605的所有标准,否则不能最长久地保证产品质量。
喷涂是为了在铝型材表面形成一层粉末涂层,保护铝型材,氟碳粉末喷涂主要工艺流程如下:
挂料--喷粉--固化--检验--下料--包装--入库
氟碳粉末喷涂工艺的要求:
1、自动静电粉末喷枪喷涂工艺技术参数: 喷房供气气压:≤0.7MPa、粉泵气压:0.5-0.6 MPa、流化气压:0.2-0.25 MPa;喷粉枪的施加电压通常控制在60-90Kv、电流:30-50μA;喷粉枪和工件之间的距离一般以150-250mm为宜、链速:2.5-5m/min;喷粉枪的升降速度一般控制在10-15次/min;喷粉枪的喷粉量以100-300g/min为宜。
2、涂装环境温度和湿度对涂膜厚度的影响也不可忽略,一般情况下,当温度在20-30℃,湿度在60-80%时,着粉率最好。
3、型材喷好进入固化炉前,需观察上粉率,以保证达到30μm-50μm的涂层厚度,装饰面决不允许露底。
4、固化:进炉口的设定温度必须高于炉中设定温度5-15℃,固化炉炉温应设定在235℃-250℃范围内,固化时间:10-18min。(注意:不同壁厚基材和不同颜色的温度和时间控制有所区别。)
7、固化好的型材出炉后,通过冷却至下料处时,需戴上干净的手套进行操作,做到轻拿轻放,以免磕碰,划伤喷好的型材。
五、氟碳粉末喷涂铝型材的试验报告
氟碳粉末喷涂铝型材产品的涂层性能达到或超过GB/T 23443-2009(建筑装饰用铝单板)中关于氟碳粉末表面处理的各项要求,同样达到或超过美国建筑协会对金属建筑物的最高标准AAMA 2605(98)的各项要求。
氟碳粉末喷涂型材国家检验报告
六、应用氟碳粉末喷涂型材主要工程
氟碳粉末喷涂型材具有经济、优异性能等诸多优点,随着人们对氟碳粉末认识的加深,现在采用氟碳粉末喷涂型材的建筑项目越来越多。
七、氟碳粉末喷涂铝型材施工安装及清洁维护
由于铝型材需要经过运输及多道工序加工制作成成品门窗,在加工制作及运输过程中容易造成划伤,且铝型材通常用于户外高层建筑墙面、门窗、屏蔽门等人易接触的地方,而氟碳粉末喷涂铝型材的表面硬度可以达到2H,完全可以满足,比液体氟碳的F级要好很多,大大减少了型材表面的划伤;但制作安装、运输中仍是要小心,通常用泡沫、珍珠棉等进行保护。安装后,可用柔性溶剂(纯类溶剂)清洁安装过程中表面留下的灰尘、汗渍、污迹等。
长时间使用后,铝型材表面会变得脏污,我们可以使用以下几类溶剂对氟碳粉末喷涂铝型材表面的清洁维护。
A类: 清洗剂清洗:用常规的墙面清洗剂兑到水中,浓度为5%,用清洁的软布或海绵擦洗,可以除掉型材表面的大部分污染物。
B类: 醇类溶剂溶剂清洗:可以采用乙醇、异丙醇、甲醇(有毒),这些溶剂不会对PVDF漆膜造成损坏,通常用来除去一些油溶性的污染物,如油脂,油漆,涂画等,必须保持足够通风和消除一切火源。
E类: 酮类、酯类、油漆稀释剂:如甲基异丁基酮(MIBK)、丁酮、乙酮、脱漆水(局部擦拭)等,这些溶剂在使用时要格外小心,必须先在局部表面作测试,然后决定如何使用。(注意脱漆水,市面上有很多,有些脱漆水可以将PVDF漆膜溶解,所以使用时一定要先测试,确保不损伤漆膜前提下使用。)
八、总结
从性能、经济、环保等方面比较可以看出,作为粉末涂料中高档涂料代表之一,氟碳粉末喷涂有着极大的市场发展潜力。随着半岛·BOB官方网站国民经济稳步增长和人民生活水平的不断提高,以及人们对氟碳粉末喷涂铝型材的认识,相信以后会有越来越多的项目采用氟碳喷涂铝型材。(完)
(技术部黎志勇)