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选择涂装工艺及涂料的要点

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:其涂装工艺要求选用流平性、触变性较好,粘度及固化速度适中的各种类型涂料。辊涂设备由表面预处理装置、辊涂机、烘干装置、收卷装置组成。另外,采用托辊直线传送机构的辊涂机可用于单面或双面涂装硬片制品。但其涂装制品大小受蘸涂槽深度和横截面积的限制。

选择涂装工艺及涂料的要点

1.各种涂装工艺

塑料制品可采用滚筒涂、刷涂、辊涂、喷涂、浸涂、蘸涂、帘幕涂、淋涂、表面装饰等工艺,它们各有不同的特点及用途。

(1)滚筒涂 将制品和涂料置于可旋转滚筒内,随着滚筒的旋转,涂料就涂覆于底材表面,经涂覆一定时间后捞出制品,沥干多余涂料,铺开干燥即可成膜。此工艺及设备简单,适用于对涂层要求不是很高的大批量、小尺寸、简单形状的制品,如玩具、日用杂品等外形圆滑、形状规则的圆形、椭圆形制品,不宜涂装片状、扁平形、多棱角、中空等复杂形状制品。其涂装工艺条件如下:

1)涂料应选粘度稍低(一般控制涂-4杯,16~20s,随制品形状调节)、挥发性不高的涂料,如采用底/面漆涂装体系,其底漆可用双组分聚氨酯或单组分湿气固化聚氨酯。

2)装料量。制品装筒量约占桶容量的50%~60%;涂料采用少量多次加料方式为宜,防止料少涂装不匀,或涂料多使制品粘连。

3)其他参数。滚筒转速一般为20~40r/min,最好采用无级变速机构,可随意调至最佳转速,保证制品间互相均匀滑动和转动,涂装均匀;涂装时间一般为几分钟,视涂装状态而定。

(2)刷涂 刷涂是最常用的涂装方法,它对操作技艺及工具有一定的要求,应防止发生流挂、涂刷不匀、残留刷痕、涂装面不平等多种弊端,一般适用于小批量、形状较规整的大型制品。其涂装工艺要求选用流平性、触变性较好,粘度及固化速度适中的各种类型涂料。

(3)浸涂 浸涂是将制品装入金属框中,整体浸置于涂料槽中充分浸匀后提出,经沥干、干燥后成膜的一种方法。其大批量生产时可建成连续生产线,由输送带吊挂制品按顺序进行浸涂、沥干、干燥等工序。该工艺适用于涂装形状较规整,且不会存积涂料的制品。其涂装工艺条件如下:

1)涂料应具有适当的粘度(涂-4杯,20~60s)、流平性和触变性的料,保证涂层厚度,不流挂,使流平性与防止流挂调节在最佳平衡状态,且能达到预定的涂层厚度(一般涂层10~30μm)。另外,涂料槽中的涂料必须不断地搅拌,防止沉淀,同时要随时加入消泡剂及溶剂,防止涂料内含气泡和流动性降低。

2)其他参数。涂装时间按涂料品种、涂层厚度、环境条件(如温度,湿度)等因素而确定;生产场地必须通风,防火,以保护环境和生产安全。

(4)辊涂 辊涂可分为同向辊涂及逆向辊涂两种形式,如图18-6和图18-7所示。

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图18-6 同向辊涂机涂饰

1—橡胶辊筒 2—薄膜或软片 3—涂饰后制品 4—供料涂漆辊 5—刮刀 6—涂料槽

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图18-7 逆向辊涂机涂饰

1—刮刀 2—涂饰后制品 3—薄膜或软片 4—涂料槽 A—橡胶辊筒 B—涂漆辊 C—供料辊 D—修整辊

这两种方法都是将粘在辊筒上的一定厚度的湿涂料部分或全部涂覆于薄膜或人造革等软片制品上,然后干燥成膜。辊涂设备由表面预处理装置、辊涂机、烘干装置、收卷装置组成。另外,采用托辊直线传送机构的辊涂机可用于单面或双面涂装硬片制品。该工艺适用于各类涂料,但两种辊涂方法的工艺要求不同。

图18-6所示的同向辊涂,其涂漆辊与被涂软片的速度方向相同,涂料在挤压状态涂布。涂层薄,干膜厚度为10~20μm,适用于低粘度的涂料。

图18-7所示的逆向辊涂,其涂漆辊与被涂软片的速度方向相反,没有辊筒的压力,涂布量大,湿膜的厚度可达50~100μm。可涂布高粘度涂料。辊涂的软片线速度可达100m/min以上,涂料的利用率高。可调节辊距和增减辊筒的转速比来控制涂层厚度。辊涂聚氯乙烯泡沫人造革时,各辊筒转速rArBrCrD=1︰1.43︰2.2︰0.71。

此外,涂料槽也必须连续搅拌,且应控制粘度和消泡。

(5)蘸涂 蘸涂是最容易涂覆任何底材的一种传统涂覆方法,涂装时只要将制品浸入涂料容器中,浸蘸涂料后即从容器中取出,经一定时间干燥即可成膜,也可用输送带组成连续生产线。

1)这种工艺的特点如下:

①涂层含固量可达90%以上,高于空气喷涂(对复杂件为35%)、自动喷涂、静电喷涂(60%)及浸涂。

②成膜均匀。与其他方法相比,可很方便地涂覆制品各个角落和沟槽,且制品涂覆区域和未涂覆区域之间分界线清楚,便于进行局部涂覆。

③在同一条生产线上可同时涂覆外形差别很大的工件,在连续生产时也允许任意变更生产顺序。但其涂装制品大小受蘸涂槽深度和横截面积的限制。

④制品涂后表面会出现泪滴、流痕、淌流和料滴等涂料滴落现象,故需仔细选择制品吊挂方式、涂料粘度、工作温度及从涂槽取出制品的速度等操作条件。

2)蘸涂工艺条件如下:

①涂料。涂料粘度一般为20~100MPa·s(涂-2杯,18~35s)。粘度高不易发生淌流,泪滴或流痕,但漆膜厚;粘度低,则反之。

涂料应选用由不同挥发速度溶剂组成的混合溶剂,且应加入防止沉淀和搅拌起泡的添加剂和消泡剂,可得到外观光滑、涂层均匀的制品。

②蘸涂后取出制品速度应慢一些,且应从溶剂挥发气氛较浓的区域取出,缓慢向气氛较淡的区域拉出。一般起点速度为15~30cm/min。同时,应设计合理的吊挂方式,使制品内各部位不沉积余料,余料都能回流到涂料槽内。

③蘸涂槽应按涂料品种选用耐蚀材料制作,一般为敞开式结构,溶剂挥发量大,涂料液面容易结皮,搅碎后成细粒,易夹带于涂层中而影响质量,因此施工过程中应适当地不断搅拌(不宜太强,以免产生泡沫),监控粘度及时调节溶剂,防止产生结皮。

④敞开式涂装方式污染涂料的机会多,故要防止外界杂质污染涂料,循环系统中应设置过滤装置。另外,必须注意安全生产,注意防火,注意防止溶剂挥发污染环境。

(6)淋涂及帘幕涂 它们都是指将流动的涂料淋在制品上进行涂装的一种方法。淋涂用喷嘴喷淋涂料,而帘幕涂用帘涂机头将涂料自上而下呈帘幕状流下进行涂装。它们一般为大批量流水线施工,设备由淋漆室、滴漆室、干燥室和输送带等组成,工艺特点如下:

1)涂层含固量高,可达90%~95%(质量分数),宜涂厚膜(>30μm),不宜涂薄膜及有金属泽色的膜,其涂层均匀,装饰性好,适用于涂平面制品。

2)生产效率高,对涂装操作技能要求不高,自动化程度高,省力,传送速度可达50~100m/min,且在同一条生产线上可涂装各种形状及不规则形状的制品。

3)涂料用量比醮涂少15%,安全性和卫生性也随之提高,涂料被污染机会少,易搅拌,涂料清洁性好,但溶剂消耗量大。

4)需选用流动性、触变性、粘度稳定性流平性较好的涂料,且需加入消泡剂和抗氧化剂,防止涂料连续喷淋过程中发生氧化,导致涂料过早固化变稠或生成软凝胶粒子夹带于涂层中。

(7)液体涂料喷涂 液体涂料喷涂是一种广泛应用的涂装工艺,其形式很多,按涂料雾化的能源可分为空气雾化法、无空气雾化法、气助无空气雾化法、静电喷涂法等。

1)空气雾化法是用压缩空气将涂料雾化后涂覆制品表面的一种方法,按不同供料方式可分为虹吸式和压力式两种形式;按雾化方式可分为内混合式和外混合式。

虹吸式是利用当压缩空气从喷枪口射出时,对安在喷枪上的虹吸杯产生负压将涂料虹吸入喷枪进行雾化喷射的;压力式则是用压缩空气对储涂料罐加压,用压力将涂料输入喷枪内,然后由压缩空气使涂料雾化喷射的,该工艺用作雾化和供料的压缩空气压力可分别按需调节,互不影响,可用于喷涂高粘度涂料,生产能力大。

内混合式喷枪的涂料和空气在喷枪内混合后以湍流形式喷涂制品,而外混合式喷枪的涂料流喷出后被湍急的空气打散成液滴涂覆于制品上,该方法生产效率高,但涂料雾化不柔和。

空气喷涂法在工业中应用很广,可适用于涂装大、小制品,效率高,设备投资小,操作简便,但涂料利用率低(50%~60%),溶剂消耗量大,空气污染严重。

其喷涂工艺条件如下:

①可用于喷涂各种涂料,粘度按用途、制品尺寸形状、涂料涂装特性和设备性能选择,一般在30~600MPa·s范围内,且用快干型漆为宜。

②负压吸料压力为0.35~0.6MPa,湍流雾化时压缩空气速度为1000~8000cm3/s,控制流量及压力使涂料保持适当的雾化程度,液滴保持在10~150μm为佳(溅涂涂料或纹饰涂料可大一些)。一般可通过试喷观察涂层过干或过湿现象来鉴别雾化程度,如果喷涂面呈现过干状态,则过雾化了;如果呈现有麻点及粗糙表面,则过湿未充分雾化。

③喷涂雾化程度及效率除了与涂料涂装特性、空气流速及压力等参数有关外,还可采用选择不同尺寸及喷射特性的喷嘴,调节喷嘴与表面的距离和喷射角等参数进行调整,对热稳定性好的涂料也可采用加热涂料的方法来调节粘度,以减少溶剂用量,提高涂层质量。

2)无空气雾化法,又称高压无气喷涂,是指将涂料用10~25MPa的高压输入喷枪中,以100m/s的高速喷出,冲击空气后即雾化,喷涂于制品上,残液回至涂料罐中再循环使用的一种喷涂方法。这种工艺与空气喷涂相比,喷雾较柔和,涂料粒子的喷射速度低,喷到制品上后回溅、飞溅少,所以涂料利用率高,宜用高粘度涂料喷涂大面积厚膜制品,但其制品外观质量及喷涂效率不及空气喷涂法高,且要配置高压动力系统。

为了提高无空气喷涂的效率,常选用较高粘度涂料、较低的供液压力(泵送压力)和较小尺寸的喷嘴,一般喷涂效率可达40%~70%。对非反应性涂料(如双组分氨基涂料或聚酯涂料)也可采用涂料加热方法以降低粘度,有利于雾化,可提高效率。另外,还可采用在喷枪头部通入少量低压空气来促使涂料雾化更细,有利于提高效率,这种工艺称为气助无空气雾化法。

3)静电喷涂法。静电喷涂法是以经表面导电处理的塑料制品为正极,以喷枪为负极,则涂料经喷嘴喷出后呈带负电荷的液滴,在喷枪与制品组成的高静电场中,受制品正极的吸引会迅速地喷向制品表面,形成涂层。

静电喷涂法采用专用的设备,由高电压发生器、静电喷枪、输漆桶、喷涂室和干燥室等装置组成连续生产线。

涂料雾化的方式除可采用空气喷涂或高压无空气法外,目前常采用内混式喷枪,其结构有旋杯式和旋风式两种。旋杯式喷枪在枪内设置高速旋转的有锐边的金属杯,利用离心力将涂料打破成微滴喷出,涂层细腻、平整、光洁、耗料少,但喷雾图形有中心孔,易产生着色不均匀。旋风式喷枪则利用空气通过风管产生旋风使涂料成雾化状,涂层均匀,图形无中心孔,可喷涂复杂工件,但易形成桔皮,耗料多(比旋杯式多10%,质量分数),清洗不便。

静电喷涂法涂料利用率高(>80%),用旋转式喷枪可选用高粘度涂料(>400MPa·s),生产能力大,喷涂效率高,雾化程度易调节(调节转速等),更适合批量喷涂密集堆放的制品。另外,溶剂用量及挥发量比空气喷涂法少,生产安全性及环保性也较好。静电喷涂工艺条件如下:

①表面处理及导电处理。静电喷涂前,制品首先应经洗涤去静电处理。由于塑料是绝缘体,其表面会聚积静电,故常采用电晕放电式去静电机产生的负离子去中和制品表面的正电荷,达到去静电、除尘、净化表面的目的。

随后应进行导电处理,使表面具有导电性。在静电场中可用作电极的功能,故需采用醇溶性导电剂进行表面导电处理,处理方法可用浸涂、淋涂、喷涂三种形式,应按适用范围选取。

浸涂法适用于涂装表面不平、吸收导电剂性能差、不宜挂涂和内表面也需涂装的制品;喷涂法适用于形状简单、表面状态不规则(如发泡制品)、密度小、易残积液体的制品;淋涂法适用于易吸收导电剂(常用水溶性导电剂)、不宜采用浸涂、喷涂的制品。

导电处理时要保持足够的涂层(涂覆量),控制吸水率及空气湿度,处理后制品表面电阻应达到108Ω/cm左右。

②涂料。静电喷涂用涂料对粘度及电阻有严格要求:

在粘度方面,由于静电旋转式喷枪施工电压高(150kV),转速高(旋杯式为3000r/min,旋风式为800~1000r/min),雾化能力强,雾状涂料粒细、易分散、粘度小,所以允许使用高粘度涂料(如粘度可大于400MPa·s)。其溶剂含量少,挥发量小。溶剂应采用高沸点、溶解力强、施工粘度比空气喷涂小1~2s(涂-4杯)的品种。对高含固量涂料也可采用涂料加热方法(一般设备中设有加热系统)来降低粘度,以免使用过多的溶剂。

在导电性方面,要求涂料必须有适当的导电性,它直接影响静电雾化状态及涂装效率。导电性差,电阻高,则涂粒不带电,雾化及附着性差。但电阻过低,在高静电压下会产生漏电现象,所以涂料应有导电性,且适应范围要大,电阻一般应控制在(27~70)×106Ω为宜。树脂中三聚氰胺导电性好,醇酸树脂其次,环氧树脂最差。涂料导电性可用专用的静电稀释剂调整,如甲醇异丙醇乙醇、苯甲醇、甲乙酮、环己酮、乙酸丁酯、乙二醇乙醚石油醚甲苯二甲苯等,但要控制其挥发速度。

在干燥特性方面,为了使涂料有足够的流平时间,干燥速度不能太快,一般从喷涂后输送到干燥室需经历5min左右的流平时间,然后进入干燥室在电热板或远红外加热装置下烘干。一般烘干温度为40~55℃,最高75℃左右就可得到密实、光亮、美观的漆膜。另外,也需按季节变化要求的实际干燥速度和烘干温度来调节涂料配方中的溶剂用量,同时要权衡对喷涂效率的影响,溶剂过多会降低喷涂效率。(www.xing528.com)

③工艺参数。静电喷涂操作时需控制的工艺参数有以下一些:

●工作电压。一般情况下,电压高喷涂效率高,但设备绝缘性能要求费用也高,一般电压为80~100kV,且要求工作时电压下降不大,工作电压稳定。

●喷枪与喷涂面之间的相对距离。喷枪与喷涂面间的距离不能太近,否则有发生火花放电的危险;但也不能太远,否则会形成大扇面,吸附力小,喷涂效果差。一般情况下,工作电压为80kV时,两者距离以25~30cm为宜;工作电压为100kV时,两者应距30~40cm。同时,还需按工件的形状调节喷枪喷射角及布置位置,当用两支喷枪时,两者相距应大于1m,若两枪不在同一水平线上则间距应更大,否则两枪喷出的雾粒因同性相斥会导致雾粒乱飞,乱溅,形成桔皮漆膜,降低喷涂效率。

●喷枪转速及口径。喷枪必须保持适当的转速,否则雾粒粗,产生桔皮及漆泡,现在的旋转式喷枪采用空气涡轮原理的结构,转速可达1500~20000r/min(最高的可达60000r/min),产生的离心力可使雾化的涂料在0.035~0.2MPa低压下以1000~2500cm3/s流量的气流喷涂于制品上。

旋杯式喷枪的喷杯口径与雾化面积、喷涂效率有直接关系,口径大,涂料雾面直径大,但中心孔也大,分散性大,喷涂效果下降。因此常采用在制品背面(面对喷枪)装上用漆包线绕制的带负高压的“电网”,使飞溅的涂粒弹回到制品表面上,可节省涂料,改善环境和喷涂效果。另外,也可在喷枪杯附近安装带负高压的极针(如直径为2~3mm的铜棒),引导涂粒定向喷射。

静电喷涂时,制品的棱边、夹角处电能集中,对涂料吸附力强,易导致涂层过厚,因此一般采用旋转喷涂法,即制品以一定角度和3~4r/min的速度旋转喷涂,以免涂料堆积。

●喷涂环境。喷涂工艺有手工喷涂或自动喷涂。手工喷涂空气压力一般为0.2~0.3MPa,喷涂时应保持室内环境条件,一般环境温度为20℃左右,相对湿度以50%~60%为宜,如湿度低,溶剂对底材侵蚀性大,则应在涂料中加入适量助溶剂或稀释剂;如湿度过高,则无法进行喷涂作业。

●喷涂室抽风量。抽风量不宜太大,否则会直接影响喷涂效果,一般室内正面空气流动速度为35cm/s。

总之,任何一种喷涂方法都必须确切控制各项工艺参数、否则会直接影响施工效果。

静电喷涂过程工序多,涂料涂层、制品被污染可能性大,因此各工序都必须保持干净的操作和工作环境。另外,喷涂过程中会产生大量有害挥发物,故必须严格执行防火、防爆、安全生产、劳动保护环境保护等的管理规定。

(8)塑料粉末涂料的涂装方法 塑料粉末即为塑料粉碎后的微颗粒料,它仍然可保持塑料的原有特点,如力学性能。热性能、电性能与化学性能等,同时还增加或增强了可塑性、可熔性、可溶性、导热性、流平性、固体流态化、燃烧完全性等性能,因此扩大了塑料的应用范围,如用作涂料、服装和鞋帽热熔合衬铺料、滚塑料、粘合剂配料等。塑料粉末涂料应用很广,可用作金属、塑料等制品的保护装饰层。

塑料粉末涂料涂装工艺过程与液体涂料相似,首先要进行制品表面处理,然后再涂装。其涂装方法有多种,目前最常用方法有静电喷涂法、超声速粉末火焰喷涂法、流化床(或静电流化床)涂覆法,其次还有静电振荡涂装法、粉末热熔射喷涂法、低容量静电云雾室喷涂法、粉末电泳涂装法、粉末喷涂法和散布法等。

1)静电喷涂法。与液体涂料静电喷涂法相似,其工艺流程如图18-8所示。

铁件、铝件、塑料件在粉末喷涂前都需经表面处理,如铁件经喷砂、酸洗除锈处理,铝件经除油、纯化处理,塑料件按需选择各种表面处理方法处理后才可进行喷涂。

粉末涂料经筛分、净化、烘干后由压缩空气输入喷枪;静电场直流电压为30~120kV,直流电流>120μA;喷枪接负极,工件接正极,两极产生电晕放电,致使粉料成为带负电荷微粒喷向制品表面,吸附到一定厚度料层后即送至烘房熔融固化成膜。

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图18-8 粉末涂料静电喷涂工艺流程示意图

粉末静电喷涂技术的最大特点是实现了工件室温涂覆,工件不需预热;其粉末损失少,涂料利用率高达95%以上;涂膜较薄(50~100μm),而且均匀,无流挂现象,在工件尖锐边缘与粗糙表面均能形成连续平滑的涂膜,便于实现工业化流水作业。它与流化床热熔覆相比,具有明显的优点。它的出现大大推动了涂装技术的发展。

2)超声速粉末火焰喷涂法是先进的热塑性塑料粉末涂料的涂装工艺(我国南通三达防腐工程公司于20世纪90年代初从国外引进),设备由空气压缩机、喷枪及控制系统、冷冻干燥过滤器、粉末流化系统、氧气燃气输送系统及表面喷砂系统组成。

喷涂时流化状态的粉末涂料用火焰喷枪熔涂于制品表面,形成附着力很强的涂层。涂层厚度一般为0.3~0.5mm,最厚可达1.0mm。塑料涂层不分解,如采用EAA粉料的涂层具有极强附着力,有优异的伸长率、耐蚀性、耐磨性和低温抗冲击性及较好的抗紫外线性

该设备及工艺不受施工环境(温度、湿度)变化的影响,可现场施工,主要用于涂覆金属及混凝土等材料的大型制品,如大型容器、管道、化工储槽等设备的防腐层,且涂层不黏附海洋生物,故可作海水管道、船坞、码头用防腐层。如果局部涂层损坏,还可进行修补。EAA涂层的正常使用寿命可达20年以上。

2.涂层的质量要求

涂装工艺方法很多,但每一种工艺,每次涂布一层涂料后都需经干燥、打磨等工序,经检验合格后才可进行下道工序加工。在整个涂装工作中,从涂料、表面处理、涂装和涂层等各环节都必须严格控制质量,任何环节不注意都可能产生问题,故应按ISO9000质量保证体系进行质量管理

涂层质量应按具体制品要求设计,本节主要介绍几项通用质量要求。

(1)外观质量 外观质量包括色彩、丰满度、光泽度及均匀性等,要求无流挂、膜白花、表面裂纹、不平滑、桔皮纹、缩孔、针孔、露底、起泡、剥落、褪色等缺陷。

(2)涂层厚度及均匀性 涂层厚度包括湿膜厚度及干膜厚度两项指标。湿膜厚度是在施工过程需随时控制的厚度,对形状单一、大批量的制品可用湿膜厚度计检测,要求湿膜厚度必须达到设计要求,发现问题及时纠正。

对于形状复杂或尺寸较小的制品,一般采用控制涂料用量的办法来间接控制厚度,即按涂料供应商提供的达到一定膜厚时需用的涂料量数据,按单件制品表面积计算出一定批量制品涂膜达到规定厚度时涂料理论用量来控制湿膜厚度。但实际用量要比理论计算量大,一般实际消耗量为理论值的1.5~2倍,最终用量及膜厚应经一定批量试涂后才能确定。控制湿膜厚度指标很重要,它既影响涂膜的厚度,又影响涂料的用量和成本。

干膜厚度是保证涂层功能的主要参数之一,不同用途涂层有不同的保护及装饰要求,不同使用环境条件下也有不同的厚度要求,如保护性涂层应有足够层次及厚度,以消除涂层中孔隙、针孔、裂纹,防止水及化学介质浸蚀;而装饰性涂层则可薄一些,但在制品边缘和接缝处也应厚一些。不同用途涂层的参考厚度见表18-12。

18-12 不同用途涂层的参考厚度

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干膜厚度可用X射线测厚仪等无损检测方法检测。

厚度均匀性是对涂装工艺最基本的质量要求之一,但不同制品、不同行业对均一性的要求不同,很难制订统一的标准,一般根据不同测试点的测定值分布状态而认定。如对装饰要求较高的汽车车身而言,有的企业要求各测试点干膜厚度90%以上不低于设计值。

(3)附着力 附着力是评定涂层质量的重要指标,其最直观和通用的评价涂层附着力的方法是标准的涂层附着力测定方法。

1)划圈法。按国标(GB 1720—1979《漆膜附着力测定法》)规定,采用附着测定仪进行。划圈法附着力分为七个等级,1级为最好。该法对于塑性底材和柔韧的漆膜不大适用。

2)划格法。我国采用十字划格法(GB/T 9286—1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》)较多。一般用保险刀片切出六条垂直交叉的方格线(长为10~20mm,间距为1mm),必须穿透整个漆膜。然后用手触动切割好的方格,观察漆膜是否脱落,按标准评级。现在划格法往往与胶带剥离法综合使用,可以得到更为满意的结果。胶带剥离法主要依据美国ASTMD 3359-2008标准方法。采用25mm宽的半透明胶带(聚酯或乙酸纤维)均匀粘贴在整个划格上,然后以最小的角度剥离,观察漆膜表面被剥离的面积,按标准计算而进行分级。划格法简便易行,既可用于性能检测,也可用于施工现场的质量监督。目前使用最为普遍。

3)拉开法。国家标准(GB/T 5210—2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》)规定,在一定的速度下,施加在试样粘接面上以垂直均匀的拉力,测定涂层之间或涂层与底材之间的附着力。拉开法是目前测定涂层附着力和评价涂料性能的较为综合和科学的方法。拉开法规定的破坏形式有附着破坏、内聚破坏、粘结剂破坏、粘接失败四种,分别冠以A、B、C、D四种方式。对于破坏形式的判断除了目视法之外,在某些场合目视不能做出准确判断可借助于仪器分析的方法,具体可采用:电子显微镜法;Auger电子分光法(AES);光电子分光法(ESCA);衰减全反射红外光谱法(IR,FT-IR)。

其中,应用较多的是电子显微镜和IR光谱法。

通常,经过破坏时拉力大小和观察及检测表面状态的分析可以得出附着力大小及影响因素,进而得出是否必须进行表面处理以及选择何种表面处理的方法的初步结论。

①附着力低,涂层完全剥离,可能存在弱界面层(Weak Boundary Lay,WBL),必须进行表面处理。

②剥离后的底材中不存在涂层材料,涂层材料中也观察不到底材的存在,说明两者完全不能很好地渗透,不仅是表面处理问题,还有溶剂体系的问题。

③剥离后的涂层上观察到存在塑料底材中的添加剂或底材本身,说明除存在WBL外底材自身的强度不够,与涂层强度不匹配。

④底材上残存有涂层材料说明两者之间附着力尚可,如果附着力低,应从涂料自身的强度及成膜条件方面加以考虑。

(4)光泽度 光泽度是评定涂层视觉效果的指标,一般通过测角光度计和光泽计测量,从镜面反射光的比例来确定光泽强弱,而镜面反射程度与光的入射角有关,入射角大反射比例大,如接近擦地角时,镜面反射大大增大,所以按ASTMD 523、ASTMD 2457标准规定在测定光泽度时入射角可分60°、45°和20°三档标准。

测量时,如果制品反射出大部分入射光,则为光亮面;如果呈高度漫反射或大部分入射光被吸收时,则为消光表面。实际上,光亮反射、漫反射、吸光反应三者是混合在一起的,哪一种现象为主,就评其为哪一种反射。国际上有人建议用六个等级来评定光泽性,即辉光亮、光亮、有反差、图像清晰、图像不发晕和表面均匀等。测量的光泽强弱与人对表面光泽度感觉的关系见表18-13。

18-13 测量的光泽强弱与人对表面光泽度感觉的关系

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由于反射光强弱与入射角有关,所以高光泽面时最好在20°~85°下测定(在这个范围最易观察表面明亮部位和亮度),低光泽面应在85°以上测定(入射角大反射也大)。

此外,还有一些测评方法,如用接近擦地角测定表面光亮度;测各点反射程度差异的表面反差法;评定反射镜像清晰度、表面均匀性、纹理、无瑕疵等各类表面光泽表示法等。

影响光泽度的因素很多、如模具型面的表面粗糙度、表面处理方法、制品及涂料树脂物性、色彩、涂料组分、颜料品种等,通过调节这些因素即可调节制品的光泽度。常用方法举例如下:

①调节制品表面粗糙度。调节模具成型面表面粗糙度及表面处理方法可得到不同光泽度的制品表面。如果制品经抛光处理或用高光泽型面成型,则可获得高光泽度表面;如果用喷砂等粗化表面的方法进行表面处理,则可制作消光表面。

②调整颜料与色泽。不同颜色的颜料、颜料浓度、粒度、粒度分布状态都能直接影响光泽度。反射率低的色彩(如淡灰色、浅黑色),光泽度低;反之(如白色、黄色、深黑色),则光泽度高。颜料浓度高、粒度大、分散性差、析出表面,则光泽度下降,浓度超过临界值表面会呈现色彩时断时续的状态。

③涂覆上光漆。一般溶剂型涂料光泽性较好,胶态分散液涂料光泽性较低,乳浊液涂料光泽性最差,因此常采用涂覆透明上光漆等方法来提高光度。

④选用助剂。不同品种的助剂可调节制品的光泽度,如采用分散剂,则涂料组分分布均匀,涂层均匀平整,反射光强,光泽度较好。又如使用无定形二氧化硅、粉状硬脂酸锌、(镁、铝等)硬脂酸金属盐(金属皂)类粒子作填料,因其不溶于溶剂,呈微小粒子均匀分布于制品表面,因而可提高表面的光漫反射性,用作消光剂制作亚光或消光制品。

(5)耐擦伤与耐划伤性。有关耐划伤性的测试方法及标准在前节已详述,本节主要简述用不锋利的物体在压力作用下摩擦制品表面时,其耐摩擦的能力,即耐擦伤性。耐擦伤性(耐磨性)可用MH-1型磨耗仪测试(如在500g压力下,摩擦150次以上,涂层磨耗10μm厚以下时,则可评为耐磨性良好)。另外,也有采用棉球在涂膜上反复摩擦的方法来检测耐磨性的,如摩擦1000次以上后,涂层未被磨净,则评为耐磨性较好。

有关涂层的使用性能,如耐蚀性、耐热性、抗静电性等,则需按相关标准规定进行专项检测。

3.涂装方法的选择

如前所述,涂装方法有很多,每种方法各有特点和适用场合,需以制品材料的物性、尺寸形状、涂层要求、生产批量、涂料品种、加工成本、环保安全等诸多条件为依据进行选择。对每种涂装制品,只能按其不同要求综合分析权衡后再来选择适合的涂装方法,不宜形成通用的选择标准。

例如小型玩具、日杂品等大批量制品,其涂装要求不高,通常选用转筒涂装法即可。而汽车保险杠或制品尺寸较大、表面积较大、形状平坦的制品,对涂层性能及外观质量要求较高,则常选用静电喷涂生产线加工。几种常用涂装方法的特点及适用性见表18-14,读者在选择涂装方法时可参考。

18-14 几种常用涂饰方法特点及适用性

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