粉末涂料的固化過程,既要有一定的溫度,又要有一定的時間。粉末涂料受熱達到一定溫度后就會軟化,隨著溫度的上升,粉末開始熔融流動。由于不同的粉末涂料有不同的粘度,所以,熔融后的粉末涂料涂膜質(zhì)量也有很大不同。當(dāng)粉末涂料繼續(xù)升溫受熱時,粉末涂料中的樹脂與固化劑及各種添加劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)這一反應(yīng)終止時就生成了堅硬的涂膜,這種涂膜具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能,抗劃傷、耐沖擊,具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性能,并且,美觀、堅固、耐久。
粉末涂料被涂著在工件表面上,必須經(jīng)過一定溫度和時間的烘烤,才能使粉末熔融、流平、交聯(lián)固化成均勻的涂層,固化時間要求嚴格,必須在涂膜溫度達到規(guī)定溫度后開始計時。不同類型的粉末有各自不同的固化溫度及時間,因此要求用粉廠家嚴格按照粉末生產(chǎn)廠家規(guī)定的條件固化。施工中烘烤溫度過低,粉末涂料固化溫度不足,固化時間太短則涂膜固化不完全,涂膜性能降低,特別是機械性能變差;固化時間過長,會引起熱老化使涂膜產(chǎn)生色差,造成涂層表面粗糙、光亮度差。如果烘烤溫度過高或烘烤時間過長,也會造成涂膜變色。這就是為什么粉末涂料固化一定要有特定的溫度和時間的原因。前面談到的如果固化溫度不夠或固化時間不足,都會造成粉末涂層嚴重的缺陷,因為它實際上沒有達到完全固化程度。
另外,在烘箱或烘道內(nèi)工件彼此之間應(yīng)留有足夠距離和空隙,保證熱空氣暢通對流,同時避免工件相互接觸使涂膜破壞。
粉末涂料涂層的固化溫度一般為180℃~220℃,固化時間也應(yīng)視工件的復(fù)雜程度、材質(zhì)、壁厚及工件受季節(jié)的影響本身所持有的溫度等因素來確定,普通薄壁工件粉末涂層固化時間通常為20min。然而,粉末涂料的品種不同、所選取的固化劑不同,其固化溫度與時間也會有所不同。目前,國內(nèi)生產(chǎn)的各種熱固型粉末涂料,其固化溫度已經(jīng)低至130℃左右,固化時間也少于10min。隨著技術(shù)的進步和節(jié)能的要求,未來的固化條件會不斷加寬。
幾種熱固性粉末涂料的固化溫度和時間參考表
下面是應(yīng)用爐溫跟蹤儀對客戶的固化爐,在進行粉末涂料涂裝過程中,檢查出的各種情況,及我們的解決方法和注意事項列舉如下:
(1)長春某散熱器廠的爐溫曲線圖
從圖爐溫曲線可以看出散熱器在爐內(nèi)運行了32分鐘,散熱器上部第17分鐘達到180℃,而下部第22分鐘達到180℃。第30分鐘散熱器離開180℃溫度線,以散熱器中間位置線(藍色)為準,恒溫保持的時間是10分鐘。
結(jié)論:此爐溫曲線雖然滿足散熱器涂膜的固化要求,但是散熱器進爐后17分鐘才達到180℃,耗時過長了。我們建議提高進爐口的溫度,使散熱器表面盡快達到180℃,并提高鏈速從而縮短散熱器在爐內(nèi)時間。
(2)山東某散熱器廠的爐溫曲線圖
從圖爐溫曲線圖中可以看出,散熱器從進爐到出爐起止時間16分鐘,散熱器從室溫進爐后第7分半鐘達到180℃,第11分鐘到達高溫頂峰220℃,第15分鐘脫離180℃溫度線,在180℃以上區(qū)域共運行了7.5分鐘。
結(jié)論,此固化爐爐溫度設(shè)定比較高,基本上沒有恒溫區(qū),我們建議降低爐溫,同時放慢鏈速。
(3)天津某散熱器廠的爐溫曲線圖
從圖爐溫曲線可以看出,散熱器在爐內(nèi)并沒有達到180℃,溫度最高點也只有120℃,而且很快開始下降,下降到90℃時出爐,散熱器在爐內(nèi)運行時間從第9分鐘進爐到第50分鐘出爐,在爐內(nèi)運行了41分鐘,沒有達到固化溫度,粉末涂層沒有形成固化膜。
結(jié)論:我們建議提高溫度,提高鏈速。
(4)北京某散熱器廠的爐溫曲線圖
從圖爐溫曲線可以看出,散熱器在爐內(nèi)從第4分鐘到第17分鐘共運行了13分鐘,約第11分鐘才達到180℃。只有6分鐘的固化時間,顯然是達不到固化條件的。從爐內(nèi)空氣溫度曲線可以看出,爐內(nèi)的爐溫并不低,而是固化爐鏈速過快。使散熱器沒有達到固化時間。
結(jié)論:我們建議放慢固化爐的鏈速。
(5)標(biāo)準的散熱器的爐溫曲線圖
從圖標(biāo)準的爐溫曲線可以看到,散熱器在爐內(nèi)約第6.5分鐘時達到180℃。第17分鐘出爐,第10分鐘達到溫度最高點210℃。散熱器在爐內(nèi)共運行了約20分鐘左右,其中從180℃到210℃又回到180℃的時間有10min左右的時間,因此可以說達到了固化條件。
此爐溫曲線的特點是:爐內(nèi)上下溫差小、升溫迅速、恒溫區(qū)內(nèi)比較平穩(wěn)、時間、鏈速控制合理。
采用爐溫跟蹤儀能對工件在爐內(nèi)的運行情況進行描述,為控制好爐溫和工件的運行速度,提供最直觀的解決方案,使其達到最理想的節(jié)能效果和理想的固化條件。
其實,對于任何一種鋼制、鋁制的其它產(chǎn)品,固化爐的控制是一樣的,都必須按照粉末涂料的固化條件進行固化爐的調(diào)整。涂裝涂層質(zhì)量除與所選粉末涂料本身的質(zhì)量直接有關(guān)外,涂裝過程中烘烤固化是粉末涂料涂裝生產(chǎn)中重要的施工工藝之一。