林玉金

（佛山三水鳳鋁鋁業(yè)有限公司 廣東佛山 528137）

1 概述

粉末噴涂鋁合金型材生產(chǎn)過(guò)程中，涂層的固化工藝控制是一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)，直接影響粉末涂層產(chǎn)品的綜合性能。粉末涂層在烘烤爐中特定溫度和時(shí)間內(nèi)固化，熔融流平交聯(lián)固化成膜；如果烘烤溫度達(dá)不到規(guī)定溫度或者烘烤時(shí)間達(dá)不到規(guī)定時(shí)間，涂膜的交聯(lián)固化不完全，影響涂膜的物理力學(xué)性能和耐化學(xué)藥品等性能；反過(guò)來(lái)烘烤溫度過(guò)高或烘烤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使涂膜變色或老化而影響涂膜的各種性能。因此，為了保證固化條件，需要制定嚴(yán)格的工藝，并按要求操作。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為了保證烘烤爐固化條件的穩(wěn)定性，會(huì)選擇和配備指示及控制準(zhǔn)確、靈敏、穩(wěn)定和可靠的溫度控制儀器和設(shè)備。企業(yè)在采購(gòu)新的原輔材料過(guò)程中，一般會(huì)對(duì)新涂料品種進(jìn)行相關(guān)工藝及性能的探測(cè)，以求生產(chǎn)和質(zhì)量的穩(wěn)定。本文在研究固化工藝與涂層性能的關(guān)系所使用的烘烤設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室用烘箱，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，車間都是大型烘烤爐，爐溫均勻性控制不及實(shí)驗(yàn)室，所以我們力求找到一個(gè)合適的溫度區(qū)間，確保產(chǎn)品性能的穩(wěn)定。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

驗(yàn)證不同溫度、不同時(shí)間條件下粉末涂層的固化效果，找出能確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定適合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的固化工藝范圍。

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

在烘箱里（經(jīng)爐溫跟蹤儀測(cè)試溫度曲線穩(wěn)定），設(shè)定不同溫度和不同的時(shí)間對(duì)現(xiàn)場(chǎng)噴涂板（標(biāo)準(zhǔn)試板70mm×120mm）進(jìn)行烘烤固化后，放置48小時(shí)進(jìn)行涂層性能的檢測(cè)，包括：膜厚、附著力、彎曲、杯突、正沖擊、反向沖擊、耐溶劑光澤度、色差。本次試驗(yàn)所選粉末涂料為某一廠家白色系9010，主要是為了便于觀察固化后涂層表面顏色的變化。

2.3 固化條件

于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取樣，不同工藝條件每組測(cè)試試樣8塊，按表1固化工藝，在烘箱中進(jìn)行固化。

3 固化后涂層性能檢測(cè)結(jié)果

對(duì)不同固化工藝條件下所制得的帶涂層試板，按照GB 5237.4標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2。

4 數(shù)據(jù)分析

從表2涂層性能檢測(cè)來(lái)看，不同固化條件所得試板，其涂層的附著力，彎曲試驗(yàn)和杯突試驗(yàn)均合格，無(wú)法分析。我們從壓痕、沖擊、耐溶劑和光澤色差幾個(gè)測(cè)試指標(biāo)著手分析。

（1）試板按壓痕硬度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，記錄壓痕的長(zhǎng)度，按照粉末涂層抗壓痕性大于80的要求，壓痕長(zhǎng)度需小于1.25mm才能合格，但涂層過(guò)軟或過(guò)硬都對(duì)綜合性能不利，壓痕長(zhǎng)度一般控制在1.1mm～1.2mm的范圍比較合適。不同固化工藝下，壓痕試驗(yàn)的數(shù)據(jù)比對(duì)見表3，表3中黃色底框顯示的壓痕長(zhǎng)度均符合理想的涂層性能要求。

表1 試驗(yàn)固化工藝

表2 不同固化條件下涂層性能

（2） 不同固化工藝條件下烘烤所得涂層試板，按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行反向沖擊試驗(yàn)，沖擊試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)見表4，表4中A、B、C、D分別表示開裂級(jí)別，A表示涂層完好，無(wú)開裂脫落；B表示輕微開裂，無(wú)脫落；C表示明顯開裂，D表示開裂脫落。從表4看，經(jīng)沖擊試驗(yàn)后，涂層完好達(dá)到A狀態(tài)的為黃色底框顯示的工藝狀態(tài)下獲得的涂層。

（3） 試板按耐溶劑標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法進(jìn)行檢測(cè)，考慮溶劑測(cè)試后用指甲劃痕的評(píng)定方法受指甲硬度的影響可能會(huì)干擾測(cè)試結(jié)果的評(píng)定，因此測(cè)試完成后，實(shí)驗(yàn)室用壓痕硬度測(cè)量的方法，通過(guò)測(cè)量壓痕的長(zhǎng)度，來(lái)判斷涂層軟化程度，即壓痕長(zhǎng)度越長(zhǎng)，說(shuō)明涂層越軟。從表5中測(cè)試數(shù)據(jù)看，經(jīng)耐溶劑測(cè)試后，180℃溫度下不同固化時(shí)間時(shí)，涂層基本都偏軟，220℃溫度下固化時(shí)間10min以上涂層都偏硬。黃色底框顯示的固化條件下，涂層的耐溶劑性較好。

表3 壓痕試驗(yàn)比對(duì)

表4 沖擊試驗(yàn)比對(duì)

表5 溶劑試驗(yàn)

表6 光澤度比對(duì)

表7 色差比對(duì)

（4）將不同固化工藝條件下獲得的樣板，以粉末涂料供應(yīng)商提供的9010標(biāo)準(zhǔn)色板為校對(duì)板進(jìn)行比對(duì)，測(cè)試光澤度和色差，所測(cè)結(jié)果分別見表6和表7。標(biāo)準(zhǔn)板的光澤值為69，經(jīng)過(guò)不同固化工藝獲得的涂層表面光澤度見表6，按照標(biāo)準(zhǔn)要求允許偏差為±7個(gè)光澤值。黃色底框中的光澤值符合光澤要求。

不同固化條件下獲得的涂層樣板與標(biāo)準(zhǔn)板之間比對(duì)測(cè)試色差，色差值見表7，按照標(biāo)準(zhǔn)要求色差值控制在1.5以內(nèi)為合適，從測(cè)試的色差情況看，除了220℃、25min工藝條件固化的樣板色差超出1.5，其他所有樣板的色差都在要求范圍內(nèi)，但黃色底框顯示的固化工藝條件下獲得的樣板色差與標(biāo)準(zhǔn)板偏離更小，而且190℃～210℃溫度下，不同固化時(shí)間條件下色差相對(duì)穩(wěn)定在較小范圍。

綜上所陳述的結(jié)果，分布在黃色底框中的固化工藝條件是各項(xiàng)所測(cè)試性能可優(yōu)選的工藝，對(duì)于涂層的整體性能，我們需綜合考慮附著力、壓痕硬度、彎曲試驗(yàn)、杯突試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)各項(xiàng)性能，按照黃色底框的分布趨勢(shì)，不難看出綜合性能比較好的噴涂固化優(yōu)選工藝分布區(qū)間在：溫度200℃～210℃，時(shí)間10～25min。在這個(gè)條件下，所獲得的性能較為穩(wěn)定。