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            湖州土林噴涂

            淺談影響鋁型材用粉末涂料噴涂面積的因素

            點擊次數:54?? 更新時間2017-05-16?? ??【關閉分????享:
            0、引言
            隨著鋁型材企業節能減排意識和粉末成本意識的提高,鋁型材公司對粉耗的關注度越來越高,對于不同的鋁型材制定出來不同的評判方法,有的公司以每噸型材需要噴涂粉的重量進行評判,而有的公司是以平均每千克粉末噴涂平方數來評判。本文主要討論影響每千克粉末噴涂的平方數的主要因素,且主要是指平均每千克粉末的噴涂鋁型材的全面積(全面積是指型材的裝飾面積和非裝飾面積之和)。根據實際生產情況,噴涂工藝可以認為不變,從粉末靜電噴涂的工作原理及某鋁型材廠實際噴涂數據分析得出影響每千克粉末噴涂的全面積(下面簡稱噴涂面積)大小的因素主要有4 個方面:一是粉末涂料自身(配方、粉末粒度分布和流動性)因素;二是粉末涂料外觀品種的影響;三是噴涂訂單大小的結構;四是噴涂鋁型材工件的形狀結構。
            1、粉末涂料配方、粒度分布、流動性的影響
            在其他外在條件(如施工工藝、型材結構等)相同的情況下,影響噴涂全面積的主要因素是粉末涂料的上粉率。根據粉末靜電噴涂原理可知,靜電噴涂的主要吸附力是粉末顆粒受到的電場力。粉末上粉率的高低,主要取決于粉末顆粒帶電的多少。根據庫侖定律,在一定時間里,粉末涂料顆粒的帶電量有如下關系:
            式中:Qs—粉末顆粒的帶電量;ε—粉末介電常數;d—粉末顆粒的粒徑;E—外加的電場強度。
            因此,提高粉末顆粒的帶電能力,可以提高粉末涂料的上粉率,上粉率提高,噴涂全面積在其他條件相同的情況下就會相應提高。
            由式(1)可知影響粉末帶電能力的有ε 介電常數、d 粉末粒徑、E 電場強度。
            在粉末涂料組成成分中對介電常數影響最大的就是配方中的基料。對用于戶外鋁型材的粉末涂料基料基本上都是選擇聚酯樹脂, 介電常數基本接近,所以對粉末涂料介電常數有影響的主要是基料的含量,一般基料含量越高越容易帶電, 那么上粉率就越高。通常通過測試粉末涂料的灰分(指粉末涂料在馬弗爐中經過800 ℃煅燒后殘留物的百分含量)來表征基料的含量,一般灰分越小,粉末涂料中無機物越少,即填料與無機顏料越少,所以灰分基本上是顏料和填料占粉末涂料質量的百分數。那么顏料和填料的占比越低,相應地基料含量就越高。介電常數就越大,粉末的上粉率就越高,相對的噴涂面積也就越大。由于各個粉末廠商要對成本加以控制,在粉末涂料中添加了不同含量的填料,所以不同粉末廠的灰分是有一定差別的,實驗分別選取6 家粉末供應商的產品進行了灰分測試,對比分析結果見表1。
            其次, 介電常數還與粉末的吸水性(含水量)有關,輕微吸濕使粉末帶電量降低,上粉率降低。
            再者,粉末的粒徑分布對上粉率影響較大,對于超細粉(粒徑<10 μm 的粉末),由于粒徑較小、帶電量少或不易帶電,也容易被引風抽走。而且超細粉容易吸潮,一方面使介電常數變小,使粉末整體帶電性降低,另一方面過潮的粉末容易結團,使文丘里管堵塞、噴槍堵塞,嚴重時可導致無法噴涂。對于太粗的粉末,由于重力作用不容易靜電吸附上去,可能容易落地導致噴不上去。所以粉末粒徑分布對上粉率影響較大,一般根據涂膜厚度要求,粉末粒度分布控制在一定的范圍上粉效果好, 在此范圍內D50 越小的粉末涂料上粉率越好。
            另外,粉末涂料流動性(與樹脂玻璃化溫度、粉末粒度分布、配方組成有關)越好,粉末涂料的霧化效果就會越好,有利于上粉。不同粉末廠家的粒徑控制及流動性是有區別的,實驗對6 家粉末供應商的各種類型樣粉進行了測試,各廠家粉末涂料的粒徑分布范圍分析結果見表2。各廠家粉末涂料的流動性分析結果見表
            3、根據上述分析,粉末涂料自身影響噴涂面積的因素,主要可以從粉末涂料配方中基料含量、粉末涂料粒徑分布范圍和流動性等3個方面進行對比分析。
            2、粉末涂料不同外觀品種的影響
            在正常的噴涂過程中,如果噴涂的膜厚越厚,其噴涂同樣面積時需要消耗更多的粉末。在某型材廠跟蹤現場噴涂時發現,砂紋粉噴涂的膜厚大約在50~70 μm之間、平面粉噴涂的膜厚大約在70~90 μm 之間,所以平面粉比砂紋粉的噴涂全面積少。然后根據公司提供的數據進行了統計分析,各廠家砂紋粉和平面粉的噴涂全面積差距對比分析結果見表4。
            從表4 知:平面粉噴涂的全面積平方數比砂紋粉噴涂的全面積小,平均比砂紋粉少約11%。
            3、噴涂訂單大小結構的影響
            通過對某鋁型材廠大量的噴涂數據進行的統計分析:除去其他因素,對比不同粉末廠家產品對噴涂面積的影響。
            正常噴涂時,由于存在系統浪費,所以在噴涂工藝和噴涂工件相同時,當噴涂訂單的單色質量越小,其噴涂換色次數就會越多,造成的系統浪費越多,那么最終計算出來的每千克噴涂的全面積就越小。通過對某鋁型材公司提供的3 個月的所有粉末噴涂的明細表進行的詳細的數據分析,各廠家小單(<300 Kg)與大單(>300Kg)每千克噴涂的全面積差距對比分析見表5。
            從表5 可知:小單比大單噴涂的全面積平方數比大單噴涂的全面積平方數小,平均比大單小約40%,說明訂單的大小對粉末噴涂的全面積也有很大的影響。
            4、鋁型材工件結構的影響
            一般鋁型材廠統計的都是每千克粉末噴涂的全面積, 而實際上每個型材的全面積都是由裝飾面積(也稱生產面積)和非裝飾面積組成的。正常噴涂過程中裝飾面噴涂的膜厚比非裝飾面的膜厚明顯要厚,那么同樣面積的裝飾面比非裝飾面需要更多的粉末涂料,所以型材的裝飾面積占全面積比例越大,就會造成耗粉多,即每千克粉末噴涂的全面積就越少。根據某型材公司提供的3個月份粉末噴涂明細表進行了詳細的數據分析論證,裝飾面積與非裝飾面積不同比例對于噴涂面積的影響結果見表6。
            從表6 知, 一般裝飾面積占全面積的比例越大,其每千克粉末噴涂的全面積就越低。
            5、結語
            通過上述4個方面因素的詳細分析得知,影響粉末噴涂全面積的因素是多方面的。從粉末涂料考慮,配方中的基料含量、粉末粒度分布和流動性及涂膜外觀是重要的影響因素;從涂裝考慮,粉末涂料訂單的大小、鋁型材工件的結構等是決定噴涂面積大小的重要因素。


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