彭華領(lǐng)，胡小萍，李新義，程宗群

（佛山市三水鳳鋁鋁業(yè)有限公司，佛山 528000）

0 前言

與傳統(tǒng)的液體涂料不同，粉末涂料是一種不含溶劑的固體粉末狀涂料，具有無溶劑、無污染、膜層機械強度高等優(yōu)點。在“雙碳雙控”、“漆轉(zhuǎn)粉”的行業(yè)背景下，粉末噴涂產(chǎn)品更是優(yōu)勢明顯。隨著汽車、軌道交通、工程幕墻的輕量化，鋁型材制品迅猛發(fā)展，原有的白色、灰色、棕色等單一顏色的鋁型材噴涂產(chǎn)品已經(jīng)難以滿足市場需求。復(fù)合粉、金屬粉類粉末噴涂產(chǎn)品，具有顏色艷麗多彩、表面觸感細膩、金屬質(zhì)感飽滿等優(yōu)點，而深受客戶喜愛，保持著很高的市場熱度。

相比單一組分的素色粉末而言，復(fù)合粉、金屬粉是由不同比重、不同顏色的雙組分或多組分粉末顆粒以及金屬鋁粉混合綁定而成。在鋁型材涂裝生產(chǎn)過程中，該類粉末的操作難度大，顏色不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生色差問題，并且在同行噴涂廠家也普遍存在，成為限制復(fù)合粉、金屬粉發(fā)展的最大障礙。

需要充分結(jié)合復(fù)合粉、金屬粉的吸附特性，詳細分析在生產(chǎn)操作過程中產(chǎn)生色差的主要、次要原因，并給出針對性的解決方案，徹底解決復(fù)合粉、金屬粉噴涂生產(chǎn)中的色差問題，供同行參考借鑒。

1 現(xiàn)場色差樣板

如圖1（a）所示，復(fù)合粉色差主要體現(xiàn)為芝麻點黑白不均勻，邊緣黑；如圖1（b）所示灰色光面金屬粉色差體現(xiàn)為金屬多、顏色發(fā)白，金屬少、顏色發(fā)黑。鋁合金加工行業(yè)對色差值大小的限制規(guī)定參考《鋁合金建筑型材第4 部分粉末噴涂型材（GB 5237.4—2017）》，型材與色板及同批型材之間的色差值△Eab規(guī)定不大于1.5[1]。

圖1 色差樣板

2 原因分析

2.1 回收粉使用

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，對鋁合金工件進行靜電粉末噴涂的上粉率約在50%～70%之間，即有30%～50%的粉末涂料形成粉塵或沉降在噴粉室地面，因此需對噴涂一體化設(shè)備內(nèi)沉降在回收平臺和漂浮的粉末進行回收再利用[2]。

圖2為兩種回收粉的處理方式示意圖，一種為噴粉過程中回收粉不添加，單獨接出來，即回收粉0比例添加，如圖2（a）所示；另一種為回收粉正常添加使用，如圖2（b）所示。

圖2 兩種回收粉的處理方式示意圖

2.1.1 回收粉0比例添加

第二把噴槍單獨接出來的回收粉用在第一把噴槍，該添加方法有利于控制顏色的穩(wěn)定性，但對噴槍設(shè)備及操作參數(shù)調(diào)控要求較高。

雖然第二個粉桶全部使用的是新粉，但第二把槍如果金屬吸附效果差，易造成底層粉末難以覆蓋，表層粉末金屬少，顏色偏黑；且大量的回收粉接出，回收粉堆積難以及時使用（生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)單獨接出的回收占比在40%以上，有時超過55%），此外對于一些槍距近的型號，金屬易在型材邊緣過多富集，即邊緣效應(yīng)嚴重。

2.1.2 正?；厥?/p>

該方法要求操作人員，在上線批量生產(chǎn)前，要打板確認顏色與標準色板間的黑白走向，初步確認回收粉的添加比例?；厥辗垭S季節(jié)變化受到空氣水分和污染物質(zhì)的影響，以及一些參雜的固態(tài)雜質(zhì)會使得涂層外觀變差[3]。

一般情況下，回收粉金屬少偏黑，新粉金屬多偏白，同行廠家對回收粉的控制比例一般為0.2∶1～0.5∶1 之間。但個別顏色的復(fù)合粉，回收粉黑點少，顏色偏白，這主要是因為黑色組分與白色組分粒子的比重差異大。在旋風(fēng)回收過程中，比重小的組分被抽走，留下比重大的組分，當然這與粉末廠家綁定效果有極大的關(guān)系，這點必須嚴加管控。

圖3為新設(shè)計的隔離粉桶示意圖，在粉桶中間焊接隔離擋板，噴槍的前半部分（如20 把槍的前面10 把）連接隔離粉桶的前半部分，回收粉在前半部分正?；厥帐褂茫?0 把噴槍連接隔離粉桶的后半部分，該處全部添加新粉，該設(shè)計確?；厥辗劭梢哉Ｊ褂?，新粉將回收粉覆蓋[4]。

圖3 隔離粉桶示意圖

該粉桶要求槍架上的噴槍按順序排列，粉泵能夠依次對應(yīng)噴槍，噴槍控制系統(tǒng)能夠便捷控制前后部分。

2.2 流化

控粉中心粉桶中的粉末流化同樣要注意控制。添加粉末后，若未及時將粉末攪拌均勻，會造成流化不充分，很多粉末在流化桶的邊緣堆積不動，如圖4（a）所示，導(dǎo)致進入噴槍生產(chǎn)的粉末金屬含量存在很大不同。

圖4 粉末流化狀態(tài)

必須要確保粉桶中粉末容量不低于一半，添加粉末后要及時攪拌，中途多觀察流化狀態(tài)，確保流化均勻，如圖4（b）所示。尤其是添加回收粉后，因為回收粉粒度分布兩級分化，即太粗和太細粉占重要比例，若流化不均勻極易造成涂層色差[5]。當然，粉桶粉末不建議呈類似沸騰狀態(tài)，因為那樣會引起金屬（或比重小的組分）飄在粉桶上方，被抽風(fēng)直接吸走，造成金屬少易產(chǎn)生色差。

2.3 批次色差

不同批次粉末本身存在金屬含量的差異，尤其對高金屬含量（一般為4%以上）的粉末，上立式噴涂線生產(chǎn)前，必須要先在臥式噴涂線打樣板確認顏色，若差異過大，要及時調(diào)整。

2.4 操作參數(shù)

噴槍本身有關(guān)參數(shù)（如噴槍的位置和方向、噴射壓力、霧化能力等）直接決定了涂裝效果，使噴槍工藝參數(shù)最優(yōu)化可獲得更好的噴涂效果和產(chǎn)品質(zhì)量[6]。復(fù)合粉、金屬粉對于靜電、粉壓、霧化壓力、鏈速、掛料間距等操作較為敏感，必須結(jié)合生產(chǎn)線噴槍金屬上粉效果以及型材尺寸、裝飾面要求加以調(diào)整。

3 控制措施

粉末涂料在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)工藝會發(fā)生變化，原材料批次尤其是顏料批次之間的色澤會發(fā)生變化，粉末廠家雖會進行配方數(shù)據(jù)調(diào)整，但也會略有彩度和色相差異[7]。此外，由于臥式線打板使用的是回收粉，會造成與上線生產(chǎn)存在可預(yù)見的顏色偏差。因此，對于復(fù)合粉、敏感金屬粉顏色的色差控制，主要在以下幾個方面：

（1）每批次新粉必須先在臥式噴涂線打板確認顏色。根據(jù)顏色的黑白走向，調(diào)整批量上線生產(chǎn)時的操作參數(shù)，或退回粉末廠家重新調(diào)整。

（2）嚴格控制粉桶中回收粉的添加比例?；厥辗鄣奶砑邮窃斐缮畹闹饕蛩?，生產(chǎn)中必須嚴格控制。

（3）生產(chǎn)時，粉桶中粉末容量不低于一半，并確保充分均勻的流化效果。

（4）鏈速控制在2.5～3.5 m/min，高壓靜電電壓控制在60～70 kV，出粉量控制在60%～80%，霧化氣壓控制在15%～30%為宜。具體要結(jié)合坯料裝飾面要求、型材壁厚等因素而定。

（5）適當增大槍距（退槍），建議槍距在20～30 cm 為宜。減少靜電吸附特性高的粉末顆粒在邊緣富集，尤其是黑色粉粒邊緣聚集過多造成黑邊。

（6）調(diào)整掛料方式，適當增大工件間距。掛料方式建議由“3+3+3”型調(diào)整為“2+2+2”型、“2+1+2”型，對于尺寸大，裝飾面要求高的型號可由“2+2+2”型調(diào)整為“2+1+2”型、“1+1+1”型，調(diào)整后的掛料方式如圖5所示。

圖5 調(diào)整后三種掛料方式示意圖

4 結(jié)論

（1）立式粉末噴涂生產(chǎn)中回收粉添加比例、噴槍靜電、槍距為復(fù)合粉、高金屬含量粉末色差產(chǎn)生的主要原因，粉末流化、掛料間距等為色差產(chǎn)生的次要原因，需在生產(chǎn)操作中加以管控。

（2）采用隔離式粉桶，將回收粉、新粉分開添加使用，能夠大幅度提高回收粉的使用量并大大減少成品色差，改善生產(chǎn)顏色的穩(wěn)定性。