鋁型材因其多種優(yōu)良性能，在市場(chǎng)很人們的青睞，鋁型材是指鋁棒經(jīng)過加工后而得到的各種不同的鋁制材料，鋁型材的生產(chǎn)過程中主要是熱熔，擠壓，噴涂等過程，其中噴涂工藝是其中一個(gè)較為難掌控和操作的一個(gè)流程，一般很難一次噴涂成功，其中大部分需要返工調(diào)整的，那么在鋁型材噴涂過程中都會(huì)出現(xiàn)哪些問題呢？

砂紋粉末涂料之所以更易出現(xiàn)層間脫層現(xiàn)象，必有其特殊性。

與平光粉末涂料相比，上海鋁型材砂紋粉末涂料配方有其特殊性

配方中所用的主要原材料如聚酯樹脂和固化劑TGIC（或HAA）可能更低端

配方中使用砂紋劑為低表面張力物質(zhì)，固化后更易形成低表面能的涂層表面

配方中使用更多的蠟以提高表面硬度和抗刮傷性能，固化后浮于涂層表面

配方中可能使用待檢品、庫存粉以及回收粉

固化時(shí)，砂紋粉末也表現(xiàn)出與普通平光粉不一樣的固化特性

熔融粘度大

膠化時(shí)間短

附著力實(shí)質(zhì)是界面間的作用力，是有機(jī)涂層與基體間通過物理和化學(xué)作用結(jié)合在一起的牢固程度，它主要包括兩方面內(nèi)容：有機(jī)涂層與金屬基體間相互結(jié)合的能力及有機(jī)涂層分子間交聯(lián)的程度，涂層與基體間的結(jié)合力越大越好，涂層固化越徹底，分子間的交聯(lián)就越穩(wěn)定，形成的涂層就越致密牢固。

粉末涂料噴涂時(shí)依靠靜電吸附到工件表面后，在固化爐中經(jīng)過熔融、流平、膠化、固化四個(gè)過程。其中，在熔融、流平、膠化三個(gè)過程中粉末呈液態(tài)特征上海鋁型材，潤(rùn)濕底材并且滲入到底材的表面孔隙中，從而使粉末與被涂底材緊密結(jié)合，形成附著力。

如果在熔融、流平、膠化、三個(gè)過程中粉末層不能與底材緊密結(jié)合，那么工件在受到外力作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)涂層與底材分離的現(xiàn)象，即人們常說的“掉塑”、“脫 塑”、“涂層脫落”或者“附著力不合格”。考查附著力時(shí)潤(rùn)濕性是必須的標(biāo)準(zhǔn)，只有當(dāng)涂料有效潤(rùn)濕底材時(shí)才起作用，涂料對(duì)底材的潤(rùn)濕是形成附著力的關(guān)鍵。被涂表面的潤(rùn)濕可從熱力學(xué)角度描述，涂料在液態(tài)時(shí)的表面張力以及底材和固態(tài)涂膜的表面能是影響界面連接強(qiáng)度和附著力形成的重要參數(shù)。

所以要得到良好的附著力粉末在熔融狀態(tài)對(duì)底材的潤(rùn)濕至關(guān)重要，而潤(rùn)濕過程與底材的表面張力，熔體的粘度以及接觸時(shí)間有關(guān)。由于砂紋粉固化時(shí)表現(xiàn)出的高粘度及較短的膠化時(shí)間特性，當(dāng)返噴在低表面能的砂紋表面時(shí)對(duì)底層砂紋表面的潤(rùn)濕是恰恰不利的。

有報(bào)導(dǎo)稱加入少量的某些含氮基團(tuán)能大大提高附著力。因?yàn)榻缑嫔蟽上嚅g發(fā)生氨-酯交換反應(yīng)，形成酰胺鍵，但在實(shí)際操作中并未得到證實(shí)。

R1NH2+RCOOR2→RCONH-R1

附著力通常以圖1所示的幾種形式形成對(duì)底材的附著，附著力的大小取決于底材表面和涂料的性質(zhì)。廣義上，這些結(jié)合力可分為二類 ：主價(jià)力和次價(jià)力?；瘜W(xué)鍵即為主價(jià)力，具有比次價(jià)力高得多的附著力，次價(jià)力是以氫鍵為代表的弱得多的作用力。當(dāng)粉末涂料噴涂于底材上，在固化的過程中就形成了附著力。在熱固性聚酯粉末涂料界面間可能形成共價(jià)鍵，相互反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)牢牢結(jié)合在底材和涂料上。在具有極性基團(tuán)，如含結(jié)晶水的轉(zhuǎn)化膜（鉻化膜）的底材上更易以化學(xué)鍵結(jié)合（聚酯粉末中反應(yīng)性的羧基基團(tuán)與金屬底材轉(zhuǎn)化膜界面間形成共價(jià)鍵，這一相互反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)牢牢結(jié)合在底材和涂料上，解決聚酯粉末涂層與鋁型材表面附著力的問題），因此這類連結(jié)屬于化學(xué)鍵結(jié)合且最強(qiáng)耐久性最佳。而在非極性表面如完全固化交聯(lián)的聚酯粉末涂層上則具有較少的化學(xué)鍵，因此返噴涂層就不會(huì)與基層涂層發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，只能進(jìn)行物理附著或少量氫鍵結(jié)合。因此在砂紋表面返噴砂紋粉末更適合于機(jī)械連接理論解釋。

常見的幾種附著結(jié)合方式

機(jī)械連接理論

當(dāng)熔融的粉末與含有孔、洞的砂紋表面接觸時(shí)，上海鋁型材熔體能夠滲透進(jìn)去并起到機(jī)械定錨作用。雖然砂紋的表面粗糙化能提高附著力，但必須注意避免深而尖的涂層形狀（砂紋光澤過低，表面過于干燥的砂紙狀涂層），這種粗糙化的砂紋涂層會(huì)出現(xiàn)透底現(xiàn)象，而且，深而尖的隆起會(huì)形成不均一的涂層，從而生成應(yīng)力集中點(diǎn)，降低附著力。當(dāng)剝離返噴砂紋涂層時(shí)，可以看到返噴砂紋涂層的背面是光滑的，也就是說返噴的砂紋粉末熔融時(shí)并未真正地滲透進(jìn)第一層粗糙的砂面涂層的縫隙中。若不能完全滲入，則涂料與表面的接觸會(huì)比相應(yīng)的幾何面積還小，并且在涂料和底材間留有空隙，空隙中駐留的氣泡會(huì)導(dǎo)致水汽的聚積，最終導(dǎo)致附著力的損失。這與砂紋粉末的特性有關(guān)：首先第一層砂紋涂層固化后表面張力較低，當(dāng)涂層過度固化時(shí)表面張力變得更低；其次由于砂紋粉熔融時(shí)的粘度較大，而且返噴時(shí)有第一層涂層的“熱阻隔”作用，使得真實(shí)的工件受熱溫度較第一次噴涂時(shí)低，在較低溫度下熔體粘度更難降低，高粘度低流動(dòng)性的砂紋粉末熔體在較低的“工件溫度”下難以滲透進(jìn)第一涂層的表面，隨著粘度和涂層剛性的增加的同時(shí)也逐漸形成會(huì)生成大量的應(yīng)力，并殘留于涂層中，因此涂層間的機(jī)械連接力較低，在受到外力時(shí)便產(chǎn)生脫層現(xiàn)象。

3 返噴時(shí)層間脫層原因分析

通過以上理論再結(jié)合砂紋粉末的特性可以總結(jié)返噴砂紋粉時(shí)可能產(chǎn)生的脫層原因：

3.1 聚酯樹脂含量偏低

如果聚酯樹脂含量低（填料量過大），有效成膜物質(zhì)少，固化過程中會(huì)導(dǎo)致涂層交聯(lián)不完全，固化后涂層會(huì)發(fā)脆，遇到外力涂層就會(huì)脫落。

3.2 低檔次的聚酯樹脂

聚酯樹脂由縮聚反應(yīng)逐步聚合而成。嚴(yán)格控制縮聚工藝（控制升溫速率和縮聚反應(yīng)后期的真空度）可得到分子量呈正態(tài)分布的質(zhì)量上佳的產(chǎn)品，若縮聚工藝控制不當(dāng)（升溫速率太快）尤其是縮聚后期真空度達(dá)不到，則得到的聚酯樹脂分子量分布寬，意味著樹脂中存在大量的不耐熱的低分子量縮聚物，在較高的固化溫度下，這些低分子量縮聚物會(huì)從涂層內(nèi)分解揮發(fā)出來而浮于涂層的表面，形成低分子“油膜”，嚴(yán)重影響了附著力。

3.3 添加劑不合適或用量不當(dāng)

砂紋粉末涂料配方中要添加砂紋劑以及為提高耐刮傷性能而添加一定量的蠟（通常是聚乙烯蠟），砂紋劑的主要成份是聚四氟乙烯，也就是我們常見的特氟龍不粘鍋涂料的主要成份，聚四氟乙烯和聚乙烯蠟的加入都會(huì)降低涂層的表面張力，適量的添加量對(duì)附著力不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，但如果使用過量，則會(huì)極大地降低砂紋涂層的表面張力，形成一個(gè)類似的不粘的低表面能的表面，使涂料對(duì)其表面的潤(rùn)濕效果變差，熔融的返噴粉末難以完全滲透的底涂層的孔隙中，且在兩層涂層間留有空隙，使返噴在其上的砂紋涂層很難與其牢固結(jié)合，最終導(dǎo)致涂層間附著力不合格。

3.4 噴涂砂紋粉末時(shí)摻入了過多回收粉或過期粉

所有鋁型材客戶都會(huì)存有大量的庫齡較長(zhǎng)的庫存粉以及回收粉，為了消耗部分粉末庫存以及降低成本，鋁型材噴涂廠家通常都將庫存較長(zhǎng)時(shí)間的相近顏色的平光粉或砂紋粉按比例混合到新粉中噴涂，由于混入的這些庫存粉或回收粉很可能已產(chǎn)生預(yù)交聯(lián)反應(yīng)甚至已經(jīng)過期，使得噴涂的砂紋粉中各種材料的比例已經(jīng)偏離了正常新粉配方，兩者混合使用時(shí)，會(huì)使涂層的潤(rùn)濕效果變差，涂料不能完全滲透到底層砂紋涂層的孔隙中，在返噴涂層與底涂層間留有空隙，最終導(dǎo)附著力不合格。過期粉中由于聚酯樹脂與固化劑（TGIC或HAA）已部分預(yù)交聯(lián)，而使得涂層固化的有效反應(yīng)點(diǎn)降低（官能度降低），這也將嚴(yán)重影響涂層的附著力。

3.5 固化溫度過低或時(shí)間過短

固化溫度低或時(shí)間短，嚴(yán)重影響聚酯樹脂與固化劑（TGIC或HAA）之間的交聯(lián)反應(yīng)，固化后涂層柔韌性差且附著力變差。

3.6 固化溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)

當(dāng)涂料在比原定溫度高得多的溫度下固化或烘烤時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)附著力變差。主要原因是在這兩種情況下，部分涂料發(fā)生碳化，嚴(yán)重影響涂料分子之間的交聯(lián)。通常鋁型材用的聚酯粉末涂料的固化溫度為180℃（HAA固化）或200℃（TGIC固化），時(shí)間為15～20分鐘。過度交聯(lián)的涂層會(huì)形成低表面能的表面，返噴砂紋涂層受熱形成的高粘度熔體難以潤(rùn)濕其低表面能的表面。

砂紋粉末中反應(yīng)性羧基基團(tuán)傾向于和含有類似基團(tuán)的底材更牢固地附著，如果第一涂層適當(dāng)固化，則第一涂層的剩余少量羧基會(huì)與第二道涂層內(nèi)的固化劑TGIC或HAA反應(yīng)，有利于將返噴涂層與底涂層粘合在一起。當(dāng)?shù)谝煌繉舆^烘烤（烘烤時(shí)間過長(zhǎng)和/或固化溫度過高）時(shí)，第一涂層幾乎無羧基剩余，返噴涂層的附著力顯著減弱，有時(shí)甚至無附著力。

3.7 采用直排燃?xì)鉅t

直排燃?xì)鉅t直接將燃燒產(chǎn)物排放于固化爐內(nèi)，若使用了不純凈的燃?xì)?，未充分燃燒時(shí)形成的小分子碳化產(chǎn)物會(huì)附著于固化涂層的表面，形成“油膜”，返噴時(shí)若不除去，將直接造成返噴涂層附著失敗。另外某些間接交換燃?xì)鉅t若維護(hù)不當(dāng)（如發(fā)生燃?xì)庑孤叮?，也可能使得燃燒副產(chǎn)物附著于涂層表面造成后期返噴時(shí)的附著力喪失。

3.8 涂料之間的配套性

不同廠家生產(chǎn)的砂紋粉末涂料，由于使用的樹脂的反應(yīng)性及粘度等指標(biāo)不同，或同一廠家不同批次的砂紋涂料，由于配方的差異（可能某些批次要消耗庫存粉、待檢粉甚至回收粉）都可能存在配套性的問題。若返噴時(shí)使用了不同生產(chǎn)廠商的砂紋粉末或某個(gè)差異較大的批次的粉末，則極有可能在返噴時(shí)出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。預(yù)防措施是，不要輕易更換涂料供應(yīng)廠家或砂紋粉末進(jìn)廠前或使用前先進(jìn)行小批次試噴檢測(cè)返噴的附著力。

3.9 返噴涂層偏厚

當(dāng)返噴涂層偏厚時(shí)，隨著粘度和涂層剛性的增加以及對(duì)底材的附著力的逐漸形成的同時(shí)也伴隨內(nèi)聚力增加，并殘留于涂層中。涂層之間固化后各處的應(yīng)力相差較大，受到外力作用時(shí)，涂層自然會(huì)脫落。

4 返噴砂紋粉的正確操作工藝

鋁型材用聚酯粉末涂料是熱固性粉末涂料，由于噴涂返工料時(shí)兩次噴涂涂層間無化學(xué)鍵結(jié)合而僅僅靠機(jī)械力附著而容易出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，根據(jù)噴涂車間實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，返噴時(shí)應(yīng)采用正確的理措施及質(zhì)量檢驗(yàn)以確保返噴涂層的附著力。

以上就是小編今天給大家整理的幾條關(guān)于鋁型材在噴涂過程中遇到的問題解析，希望對(duì)你們有所幫助，如果您還想要了解更多，歡迎您與我們聯(lián)系，我們將很高興為您服務(wù)，感謝您的瀏覽，如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處！