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关 键 词：透气型粉末涂料,热浸镀锌件,脱气剂,气泡,针孔 作 者：晁兵 内 容： 1前言 从上世纪60年代至今，粉末涂料就以其环保、节能和高效的优势广泛应用于家电、铝型材、钢结构、汽车、仪器仪表、交通设施、灯饰照明、五金工具、金属家具和建筑钢筋的涂装中，取得了良好的装饰和防护效果。但对底材存在孔隙的铸件或由特殊前处理(如电镀或热镀)以及前处理工艺不当(如磷化)等造成缺陷的金属构件进行粉末涂装后，涂层表面常出现明显的气泡、缩孔、针孔或颗粒状物等涂层缺陷，从而破坏了涂层表面的装饰美观，缩短了金属构件的安全使用寿命。为解决上述问题而提出的多种涂装解决方案，如加强工艺调控、工件高温预热、固化设施缓和升温、改变前处理方式等，尽管都取得不错的改善效果，但生产成本显著上升。为此，一种可以掩盖底材缺陷的透气型粉末涂料应运而生。 最早的透气型粉末涂料由国内老虎粉末涂料制造有限公司(太仓)从奥地利引进。由于添加了特殊的脱气剂，涂料在熔融、胶凝成膜过程中，涂装底材内的气体很容易逸出。因此，固化后的粉末涂层平整光洁，消除了涂层缺陷。但涂料的高价格限制了其进一步的推广应用。 透气型粉末涂料是由常规粉末涂料的原材料(即树脂、固化剂、流平剂、颜填料和相关助剂)与脱气剂组成，生产制造及涂装工艺与常规粉末涂料无异。目前，常用的脱气助剂是苯偶姻或其改性产品。苯偶姻又称二苯乙醇酮(俗称安息香)，是白色或淡黄色无气味晶体，熔点l33～137℃，在粉末涂料配方中的用量为成膜物的0．3％～0．5％。其缺点是高温下容易变色。安息香广泛应用于一般的粉末涂料中，但其脱气作用微弱，不能高效排除熔融涂层中含有的大量气体。因此，无法保证铸件类加工件涂层表面的装饰效果。近年来，一些厂家不断推出脱气剂新产品，如国产的SA500、YPZ和44t0型产品，进口的如PW．188、MPP230、MPP620等。本文对上述脱气剂的脱气效果进行了试验，以期筛选出较好的脱气剂。 2试验部分 2．1脱气剂的种类 试验采用的脱气剂品种见表l。 表1试验用不同品种脱气剂 Table l Variety of degassing agents for testing
2．2试验配方 本试验采用常规纯聚酯粉末涂料的组成配方：
为测评各种脱气剂的脱气效果，在上述配方的基础上，添加不同用量的各种脱气剂，试验配方见表2。 表2试验配方 Table 2 Test formulas
2．3生产及涂装工艺 将配方中的各种原料按配比称量，投入高速混料釜中，混合5 min，破碎1 min，然后用JD70往复阻尼单螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺是前温85～90℃、后温l25～130℃、主机38 Hz、喂料25 Hz。然后压片磨粉，粉末粒度D50控制在28～329m。单个样品生产后，对混料釜、挤出机、磨机进行清机处理，然后生产另一样品。 采用热浸镀锌钢管作为涂装工件。从普通粉末涂装后严重起泡的同一批热浸镀锌钢管中取5根，通过表面清洁、磷化，晾干后上线。依次使用5个样粉喷涂，涂层厚度80～100μm，进入烘道(前温200℃、后温220℃)加热25 min，冷却至室温后检测。 3结果与讨论 5种样品外观测试结果见表3。 表3不同配方涂层的外观 Table 3 Coating appearance of various formulas
从表3可以看出，安息香、YPZ与SA500都未能解决热浸镀锌件涂装存在的起泡与气孔问题，而MPP230与MPP620则明显改善了同类热浸镀锌件涂装存在的问题。 安息香可以改善涂膜的表面张力，调节涂膜表面流平度，在粉末涂料熔融固化的过程中消耗了气泡中的氧气，使气泡的直径减小从而导致气泡内部拉普拉斯压力的增加，使得氮气在聚合物中的溶解速度加快，最终使气泡的尺寸继续快速减小；SA500、YPZ等合成蜡主要通过降低系统的熔融黏度，以及改进树脂粘合剂对底材的湿润和颜料的分散性能，来调节涂膜的表面效果。这两类助剂在普通粉末涂料中使用取得了良好效果，但在含有大量孔隙的铸件、镀件的粉末涂料涂装中难以有效帮助气体排出或消融。 MPP230、MPP620聚乙烯蜡在热熔时不仅可以造成涂层体系黏度及表面张力急剧下降，进而发生蜡基向涂层表面迁移。在蜡基向表面迁移过程中，吸附在多孔底材上的气体或涂膜本身的水汽大量脱出，起到了脱气、除针孔的作用，最终解决了安息香、合成蜡等所不能解决的问题，实际应用中改善效果显著，其防腐隐患是涂层仍存有少量的针孔。上述聚乙烯蜡粉为美国微粉公司(MPI)的产品，由乙烯单体直接聚合或者通过聚乙烯裂解制成，分子量1000～5000，熔点100～120℃，支链结构多，具有优异的抗摩擦、抗划伤、防粘连及保光性，耐磨性比较好，适用范围广，其硬度和耐高温性能较合成蜡类高。 笔者所在公司从2004年开始将透气型粉末涂料应用于高速公路热浸镀锌护栏的涂装中(见图l)，3年来已取得良好的使用效果。该类粉末与普通粉末的涂．装性能一致，但从基本上解决了普通粉末涂料涂装存在的涂层气泡等缺陷问题，受到广大客户的欢迎。
图1透气型粉末涂料应用于高速公路热浸镀锌喷塑护栏照片 Figure l Photo of gas-permeable powder coating applied tofreeway’S hot-dip galvanized plastic sprayed guardrail 4结论 用于铸件、镀锌件涂装的透气型粉末涂料，采用常规的安息香、替代的合成蜡等助剂时，涂层难以实现有效的脱气效果；而市售的MPP230、MPP620系列的聚乙烯蜡粉则具有突出的脱气效果，添加此类助剂的粉末涂料可有效用于各类铸件、镀锌件的涂装加工，但也难以彻底排除防护隐患，要想从根本上实现对金属构件的有效涂装防护，还须严格控制整个涂装过程质量。
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