粉末涂料典型案例分析及处理

摘要：介绍了粉末涂料在使用过程中产生的不良现象，分析了此现象产生的原因，并给出了解决此问题所采取的工艺措施。关键词：粉末涂料；分析；措施粉末涂料以其完全不含溶剂、全部转化成涂膜、涂装效率高、保护和装饰综合性能好的特点适应了涂料工业对节约资源和能源、减轻环境污染及提高工效等方面的要求，受到全世界的广泛关注，从而获得飞速发展。然而在生产使用过程中，不可避免地或多或少出现一些不良现象，本文对我公司粉末涂料曾出现的一典型生产事故的分析和处理情况进行探讨，以便供同行们参考。1生产现象2000年8月，我公司为经阁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200kg，另一批A9016SF75粉末2000kg。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。2．1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。2．2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。图片如未显示请点击查看图l粉末粒径分布曲线图2.3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，其检测标准如表1所示。图片如未显示请点击查看表1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。2．4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。其主要操作工艺参数见表2。其操作工艺指标按照惯例进行，况且在同等的操作工艺条件下比较，有一批正常而另一批却有问题，这一现象无法解释，因而喷涂工艺指标也不是引起上述现象的原因。图片如未显示请点击查看表2主要的喷涂工艺参数3事故原因及处理3．1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：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。3．2处理措施粉末涂料制造过程中，微细粉碎空气分级磨(ACM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，主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2～4℃，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。(3)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；(4)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。图片如未显示请点击查看3ACM磨(ACM-30)工艺控制参数4结语影响喷涂产品质量的因素很多，有时诸多因素还会交织在一起，要求我们既要从粉末涂料自身质量考虑，也要考虑粉末涂料喷涂生产工艺控制，在生产实践中不断探索、总结，解决生产中出现的各种疑难问题。同时我们要注重粉末涂料生产过程中的各个环节，建立完善的产品质量管理制度，提高产品质量，选取合适的喷涂工艺条件，生产出理想的喷涂产品。