文/王凤铎 刘迪 恒桂英 孟涛 吴琪
辽宁忠旺集团有限公司
摘要：论述了粉末喷涂的原理，介绍了粉末涂料的组成和基本要求，在此基础上表面涂膜质量问题进行分析，并从现场措施和喷涂工艺两方面提出保证铝型材表面涂膜质量的建议。
关键词：粉末喷涂；铝型材；涂膜；质量
Abstract:The principle of powder spraying was discussed,the composition and basic requirements of powder spraying were introduced.On this basis,the quality of powder spraying aluminum profile surface coating film was analyzed,and suggestions were put forward to ensure the quality of aluminum profile surface coating film from the aspects of on-site measures and spraying process.
Keywords:Powder Spraying;Aluminum Profile;Coating Film;Quality
0 粉末喷涂原理
铝加工行业粉末喷涂技术是近年来迅速发展起来的一项表面处理技术，原材料采用饱和聚酯树脂，经静电喷涂成功实现铝型材表面处理。粉末喷涂技术绿色环保，可以满足不同的耐候性能要求。粉末喷涂技术的原理主要为通过静电将干燥粉末吸附在需要喷涂的铝型材表面，经过200℃以上的高温固化为一层厚约60μｍ的坚固光亮涂膜。
1 粉末涂料概述
1.1 粉末涂料组成
粉末涂料的品种有很多，拥有不同的配方，主要的组成部分包括树脂、固化剂、消光剂、流平剂、颜料填料等。树脂是粉末涂料的基本原料，并且是决定粉末涂料类型与特性的重要因素。与树脂起固化交联反应的化学物质称为固化剂。流平剂用于减小或改变涂膜的表面张力和界面张力，能够促进固化过程中表面张力的均化，消除涂膜表面有缺陷的助剂。消光剂是一种助剂，可以改善物体表面的粗糙性，达到物体表面平整光滑的目的。颜料填料用于调节粉末涂料的颜色。通过以上各组成部分进行不同比例的配比，能够得到稳定性能良好的粉末涂料。
1.2 粉末涂料基本要求
（1）具有较好的电性能。粉末涂料的电阻率会影响粉末的带电率及上粉率，一般要求粉末涂料有合适的体积电阻和表面电阻，这样在高压静电下粉末能够均匀地吸附在铝型材表面，经高温固化能够获得膜厚均匀的涂膜。
（2）具有良好的涂膜性能。涂膜高温固化后进行目视检查，要求漆膜平整、均匀，无针孔，无缩孔，无流挂，无明显刷痕，涂膜厚度要达到相关标准的要求，涂膜颜色与标准色差异不明显，表面光泽度符合分类要求。
（3）具有合适的粉末粒子形状及合理的粒度分布。最为优质的粉末粒子形状为球状。因为球状涂着效率高，流动性良好，在喷涂过程中容易雾化，不易堵塞。合适的粒度分布能够避免喷涂过程中出现堆粉现象。
（4） 具有存储稳定性。存储稳定性要求粉末涂料不发生粘结，后期成膜后指标不变。对此，要求存放场地干燥，通风条件好。粉末涂料底层需要用托盘垫起，不能直接放在地面上，防止受潮结块造成粉末涂料有效期缩短、失效。
（5） 有足够的时间进行熔融流平。粉末涂料进行熔融时，需要熔融温度与交联固化反应温度之间保持较大的温差，这样才能保证粉末涂料拥有足够的时间进行熔融。在熔融状态下粉末涂料实现流平，最终形成平整光滑的外观表面。若熔融时间过短，为充分流平，会引气涂膜粗糙、涂膜厚度不均，并且产生色差，影响产品质量。
（6） 保证粉末涂料的经济性。大批量生产时，需要对每一批次粉末涂料的色泽进行检验，确保固化后颜色在规定范围内。所选择的粉末涂料遮盖力较好时，可以选择较薄的涂膜喷涂。若粉末涂料的密度较低，则在进行喷涂时需要增大喷涂面积。由此，在选择粉末涂料时，需要选择流动性好、遮盖力较强的粉末涂料，提高粉末涂料喷涂产品的质量。
2 铝型材表面涂膜质量问题
喷涂是涂装工艺中较为重要的一项操作，在前期表面预处理的基础上对物体表面进行合理、科学、技术化的静电喷涂，达到图纸技术要求。喷涂工艺对铝型材表面涂膜质量有重要影响，以下对铝型材表面涂膜质量问题进行分析。
（1） 在生产过程中更换不同粉末时，对残留粉末清理不到位，或者使用受潮的粉末，会导致喷涂的铝型材表面不平整、不光滑，同时也不干燥。
（2） 铝型材表面有瑕疵，或者表面较为粗糙，甚至有较大的麻坑和杂点。
（3） 进行喷涂时，环境清洁度不高，空气中有微小颗粒进入粉末，进而到达涂膜表面，由此影响涂膜质量。在使用回收粉末时，配比不当，没有进行均匀混合等，也会引起问题。
（4） 在进行喷涂操作时，没有对喷粉系统进行彻底打扫。如果固化温度太高，时间较长，超过粉末涂料的耐热温度，也会影响涂膜的最终质量。
（5） 厚度差别较大的物体放在相同的固化炉中进行喷涂，采用相同的温度和时间，可能会导致铝合金型材表面出现一定色差。
（6） 固化炉没有达到粉末喷涂的固化温度，没有按照规定的固化时间进行，也都会造成质量问题。
3 保证涂膜质量的建议
3.1 现场措施
在现场，保证铝合金型材表面的平整和光滑，保持粉末喷涂环境清洁，对固化温度进行控制。
（1） 对铝型材表面进行清理，尽量做到表面光滑、平整、干净。如果铝型材的表面有凹凸不平的情况，那么需要进行打磨，打磨以后进行后期处理。
（2） 生产前关注周围空气情况，并检查压缩空气的质量，及时清理压缩空气滤杯中的杂质。同时仔细检查喷粉系统，确保喷粉系统清扫干净。
（3） 严格按照工艺参数对固化炉温度进行设置，每间隔10min记录一次温度变化情况。发现温度变化较大，应及时调整工艺参数，防止温度过高或过低影响涂膜质量。
3.2 喷涂工艺
粉末喷涂直接影响铝型材表面涂膜的质量，除了要保证粉末涂料的正确选择和处理外，还需要保证喷涂工艺的正确操作。在进行粉末喷涂过程中，如果使用手动喷枪，那么要注意保持手动喷枪和地面垂直。如果手动喷枪出现倾斜，会使涂膜出现薄厚不均的现象，严重影响涂膜的质量。粉末喷涂使用自动喷枪，可以采用垂直或水平方式进行，两种方式产生的运动曲线轨迹有差别，需要注意。
在保证铝型材表面涂膜质量的同时，建议采用环保粉末喷涂，包括采用无重金属离子产生的铝型材预处理槽液进行预处理，选择固化时挥发物较少的粉末涂料，改进粉末喷涂工序减少空气污染和水污染。
4 结束语
粉末喷涂涉及较多技术和操作，整个过程较为复杂。笔者对粉末喷涂铝型材表面涂膜质量进行分析，提出相关建议，供相关技术人员参考，有助于提高铝型材表面涂膜的质量。
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本文转载自《装备机械》2023年2月
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