CN106862042B - 一种喷涂铝型材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷涂铝型材的方法，其成分配比质量分数为：PVDF氟碳树脂0.1‑1％,丙烯酸33‑45％,多异氰酸酯4‑5％，聚酯树脂48‑60％，安息香0.5‑0.7％，流平剂1.5％‑2％，该配方制成的粉末在喷涂时作为底粉使用；喷涂工艺采用两步法进行喷涂，在同一粉房内，首先喷底粉，再喷面粉，喷涂后回收的粉末可以重新利用，回收粉末作为面粉使用，回收粉末在面粉中所占质量百分比为0‑30％。使用该氟碳粉末配方和喷涂工艺生产的铝型材，解决了氟碳粉末喷涂流平性差、附着力差等问题，涂层厚度可以低至30微米，涂层具有良好的外观和性能，使用卧式喷涂生产线，型材前行速度可以达到6m/min,是一种高效、低成本、高性能的粉末配方和喷涂工艺。

Description

一种喷涂铝型材的方法
技术领域
本发明涉及铝型材喷涂粉末配方和喷涂工艺，特别是铝型材喷涂氟碳粉末配方和喷涂工艺。
背景技术
粉末喷涂具有高效、环保、粉末可回收等优点，是替代液体喷涂的理想方法。目前，在中大型铝加工企业中，聚酯等常规涂装基本上均使用了粉末涂料；但作为具有高耐候性的氟碳涂层，却很少用粉末涂料涂装，一方面是因为氟碳粉末制造技术不成熟，附着力较差，另一方面是氟碳粉末喷涂方法和工艺不成熟，喷涂产品缺陷多，性能差。长期以来，在工厂生产时，需要氟碳涂层的产品仍然使用液态喷涂方法，而液态喷涂时，溶剂挥发会造成环境污染，掉下废料不能回收造成资源浪费、增加废水排放，空气中可燃气体浓度高易发生安全事故。目前，氟碳粉末制造技术已经取得较大发展，但大生产过程中氟碳粉末喷涂铝型材的方法和工艺仍然不稳定，不能再大生产过程中规模化应用。
为了保证上粉率、喷涂均匀性，防止出现露底等质量缺陷，现有的粉末喷涂，特别是氟碳喷涂，铝型材行进速度一般在2.5m/min-3.5m/min，这极大限制了铝型材的喷涂效率，增加了运营成本
发明内容
本发明解决的技术问题即在提供一种高速喷涂铝型材氟碳粉末配方和喷涂工艺。
本发明的技术方案为：一种高速喷涂铝型材氟碳粉末配方，其成分配比质量分数为：PVDF氟碳树脂0.1-1％,丙烯酸33-45％,多异氰酸酯4-5％，聚酯树脂48-60％，安息香0.5-0.7％，流平剂1.5％-2％，各组分质量百分比总和为100％。
一种高速喷涂铝型材的方法，包含如下步骤：
a、对铝型材进行预处理，预处理使得铝型材表面形成钝化膜；
b、对上述铝型材进行喷底粉，该底粉成分配比质量分数为：PVDF氟碳树脂0.1-1％,丙烯酸33-45％,多异氰酸酯4-5％，聚酯树脂48-60％，安息香0.5-0.7％，流平剂1.5％-2％，各组分质量百分比总和为100％；
c、再喷面粉，面粉采用普通70％PVDF氟碳粉末进行喷涂；
d、喷涂结束后进行固化复合处理，冷却得到氟碳粉末喷涂铝型材产品。
步骤b和步骤c在同一个喷房内喷涂，对喷房内散落的底粉和面粉的混合物进行回收，该混合物可与新面粉混合均匀后作为面粉进行步骤c的喷涂，其中，回收的底粉和面粉的混合物占步骤c粉末总质量的0-30％。
步骤a中的预处理包括：酸除油、水洗、碱蚀、水洗、中和、水洗、酸脱脂、纯水洗、钝化处理、纯水洗、烘烤；其中，酸除油浓度为150-220g/L,碱蚀浓度15-25g/L,中和浓度150-220g/L，酸脱脂总酸度6-12，钝化液槽指数6-15，PH值1.6-2.2,钝化处理后纯水洗电导率小于100μs/cm；每个步骤的处理时间在2-8分钟之间，预处理后钝化膜厚度在400微米至1400微米之间。
步骤a预处理后到上架喷涂间隔时间为0-24小时。
步骤b中，底粉出粉量调至5-20g/min，电压值60-90KV，出气量4-5L/s，电流值0.4-0.7μA；步骤c中，面粉出粉量30-60g/min，电压值60-90KV，出气量4-6L/s，电流值0.4-0.7μA，铝型材行进速度为4-6m/min。
所述的固化复合处理是指通过加热方法使不同性质的涂层发生物理或化学反应，固化复合处理的加热温度为235-270℃,固化复合时间为10-25分钟。
步骤b中底粉喷涂形成的基层厚度为3-15微米；步骤c中面粉喷涂形成的厚度为20-80微米
本发明的有益效果为：采用先喷底粉(氟碳树脂含量低的粉末)，然后喷面粉(70％PVDF氟碳粉末)的两步喷涂法解决了氟碳粉末喷涂时附着力差、流平性差等问题。该方法在一个喷涂区域中进行，可有效降低喷涂生产线的建设成本。该方法所述生产工艺能够获得性能达到用户要求的涂层厚度为20-80微米的铝型材，铝型材耐候性提供30年保证。该方法环保、节能、比液态氟碳喷涂成本低。
附图说明
图1为为本发明提出的一种采用氟碳粉末高速喷涂铝型材的工艺流程图。
具体实施方式
本发明给出一种高速喷涂铝型材氟碳粉末配方，其成分配比质量分数为：PVDF氟碳树脂0.1-1％,丙烯酸33-45％,多异氰酸酯4-5％，聚酯树脂48-60％，安息香0.5-0.7％，流平剂1.5％-2％，各组分质量百分比总和为100％。
图1为本发明流程简图。本发明给出一种高速喷涂铝型材的方法，其特征在于，包含如下步骤：
a、对铝型材进行预处理，预处理使得铝型材表面形成钝化膜；
b、对上述铝型材进行喷底粉，该底粉成分配比质量分数为：PVDF氟碳树脂0.1-1％,丙烯酸33-45％,多异氰酸酯4-5％，聚酯树脂48-60％，安息香0.5-0.7％，流平剂1.5％-2％，各组分质量百分比总和为100％；
c、再喷面粉，面粉采用市售70％PVDF氟碳粉末进行喷涂；
d、喷涂结束后进行固化复合处理，冷却(室温即可)得到氟碳粉末喷涂铝型材产品。
步骤b和步骤c在同一个喷房内喷涂，可对喷房内散落的底粉和面粉的混合物进行回收。该混合物可与新面粉混合均匀后作为面粉进行步骤c的喷涂，其中，回收的底粉和面粉的混合物占步骤c粉末总质量的0-30％。
步骤a中的预处理包括：酸除油、水洗、碱蚀、水洗、中和、水洗、酸脱脂、纯水洗、钝化处理、纯水洗、烘烤；其中，酸除油浓度为150-220g/L,碱蚀浓度15-25g/L,中和浓度150-220g/L，酸脱脂总酸度6-12，钝化液槽指数6-15，PH值1.6-2.2,钝化处理后纯水洗电导率小于100μs/cm；每个步骤的处理时间在2-8分钟之间，预处理后钝化膜厚度在400微米至1400微米之间。
步骤a预处理后到上架喷涂间隔时间为0-24小时。
步骤b中，底粉出粉量调至5-20g/min，电压值60-90KV，出气量4-5L/s，电流值0.4-0.7μA；步骤c中，面粉出粉量30-60g/min，电压值60-90KV，出气量4-6L/s，电流值0.4-0.7μA，铝型材行进速度为4-6m/min。
所述的固化复合处理是指通过加热方法使不同性质的涂层发生物理或化学反应，固化复合处理的加热温度为235-270℃,固化复合时间为10-25分钟。
步骤b中底粉喷涂形成的基层厚度为3-15微米；步骤c中面粉喷涂形成的厚度为20-80微米。
以下为具体实施例。
实施例1
本实例首先制造10kg做为底粉的氟碳粉末，其成分质量为PVDF氟碳树脂90g,丙烯酸3300g,多异氰酸酯400g，聚酯树脂6000g,安息香60g,流平剂150g，混合均匀后挤出制造成微细粉末。采用钝化工艺对需要喷涂的铝型材进行预处理，预处理工艺为：硫酸除油，槽液浓度为150g/L,处理时间8分钟；水洗2分钟；碱蚀，槽液浓度15g/L,处理时间为6分钟；水洗2分钟；中和，槽液浓度150g/L,处理时间8分钟；水洗2分钟；酸脱脂，酸度6，处理时间4分钟；纯水洗，纯水电导率60μs/cm，处理时间2分钟；钝化，槽指数6.2，PH值1.6，处理时间5分钟；纯水电导率90μs/cm，处理时间4分钟；烘干。预处理结束后进行粉末静电喷涂，喷涂过程中底粉和面粉在同一喷房进行，喷涂工艺为：铝型材前进速度4.5m/min,底粉出粉量调至5g/min，电压值调至60KV，出气量调至4L/s，电流值调至0.4μA，面粉出粉量调至60g/min，电压值调至90KV，出气量调至6L/s，电流值调至0.7μA，喷涂完成后进行固化复合处理，固化温度270℃，固化时间15分钟，落入回收仓的底粉和面粉回收时无需分离，回收后再利用。上述工艺喷涂的铝型材表面质量和涂层性能完全能够达到国标要求，涂层附着力均为0级，耐盐雾腐蚀性好，2000小时氙灯照射加速老化试验，未产生粉化现象；并且总涂层厚度平均42μm，是普通粉末喷涂2/3,型材喷涂效率提高1/3以上，极大的节省了成本。
实施例2
本实施例采用的底粉与实施例1相同，采用的面粉2由30％回收粉和70％新粉组成，铝型材前进速度4.5m/min,预处理工艺和喷涂工艺与实施例1相同，喷涂完成后，型材表面总涂层平均厚度45μm，型材外观质量和性能良好。
实施例3
本实例首先制造10kg做为底粉的氟碳粉末，其成分质量为PVDF氟碳树脂100g,丙烯酸4500g,多异氰酸酯400g，聚酯树脂4800g,安息香50g,流平剂150g，混合均匀后挤出制造成微细粉末。采用钝化工艺对需要喷涂的铝型材进行预处理，预处理工艺为：硫酸除油，槽液浓度为220g/L,处理时间2分钟；水洗4分钟；碱蚀，槽液浓度25g/L,处理时间为2分钟；水洗8分钟；中和，槽液指数220g/L,处理时间3分钟；水洗6分钟；酸脱脂，酸度12，处理时间2分钟；纯水洗，纯水电导率80μs/cm，处理时间2分钟；钝化，槽指数15，PH值2.2，处理时间2分钟；纯水洗6分钟；烘干。预处理结束后进行粉末静电喷涂，喷涂过程中底粉和面粉在同一喷房进行，喷涂工艺为：铝型材前进速度6m/min,底粉出粉量调至20g/min，电压值调至90KV，出气量调至5L/s，电流值调至0.7μA，面粉出粉量调至40g/min，电压值调至65KV，出气量调至4.5L/s，电流值调至0.5μA，喷涂完成后进行固化复合处理，固化温度235℃，固化时间25分钟，落入回收仓的底粉和面粉回收时无需分离，回收后再利用。上述工艺喷涂的铝型材表面质量和涂层性能完全能够达到国标要求，涂层附着力均为0级，耐盐雾腐蚀性好，2000小时氙灯照射加速老化试验，未产生粉化现象；并且涂层总厚度平均46μm，是普通粉末喷涂2/3,型材喷涂效率提高1/2以上，极大的节省了成本。
实施例4
本实例首先制造10kg做为底粉的氟碳粉末，其成分质量为PVDF氟碳树脂10g,丙烯酸4000g,多异氰酸酯450g，聚酯树脂5310g,安息香60g,流平剂170g，混合均匀后挤出制造成微细粉末。采用钝化工艺对需要喷涂的铝型材进行预处理，预处理工艺为：硫酸除油，槽液浓度为190g/L,处理时间4分钟；水洗4分钟；碱蚀，槽液浓度20g/L,处理时间为4分钟；水洗4分钟；中和，槽液指数190g/L,处理时间4分钟；水洗4分钟；酸脱脂，酸度9，处理时间6分钟；纯水洗，纯水电导率33μs/cm，处理时间2分钟；钝化，槽指数10，PH值1.9，处理时间3分钟；纯水洗5分钟；烘干。预处理结束后进行粉末静电喷涂，喷涂过程中底粉和面粉在同一喷房进行，喷涂工艺为：铝型材前进速度5m/min,底粉出粉量调至10g/min，电压值调至80KV，出气量调至4.5L/s，电流值调至0.6μA，面粉出粉量调至45g/min，电压值调至80KV，出气量调至4.5L/s，电流值调至0.6μA，喷涂完成后进行固化复合处理，固化温度250℃，固化时间20分钟，落入回收仓的底粉和面粉回收时无需分离，直接回收利用。上述工艺喷涂的铝型材表面质量和涂层性能完全能够达到国标要求，涂层附着力均为0级，耐盐雾腐蚀性好，2000小时氙灯照射加速老化试验，未产生粉化现象；并且涂层总厚度平均49μm，约为普通粉末喷涂2/3,型材喷涂效率提高1/2以上，极大的节省了成本。
实施例5
本实例首先制造10kg做为底粉的氟碳粉末，其成分质量为PVDF氟碳树脂10g,丙烯酸4000g,多异氰酸酯500g，聚酯树脂5250g,安息香70g,流平剂170g，混合均匀后挤出制造成微细粉末。采用钝化工艺对需要喷涂的铝型材进行预处理，预处理工艺为：硫酸除油，槽液浓度为190g/L,处理时间4分钟；水洗4分钟；碱蚀，槽液浓度20g/L,处理时间为4分钟；水洗4分钟；中和，槽液指数190g/L,处理时间4分钟；水洗4分钟；酸脱脂，酸度9，处理时间6分钟；纯水洗，纯水电导率33μs/cm，处理时间2分钟；钝化，槽指数6，PH值1.9，处理时间3分钟；纯水洗5分钟；烘干。预处理结束后进行粉末静电喷涂，喷涂过程中底粉和面粉在同一喷房进行，喷涂工艺为：铝型材前进速度4m/min,底粉出粉量调至10g/min，电压值调至80KV，出气量调至4.5L/s，电流值调至0.6μA，面粉出粉量调至30g/min，电压值调至60KV，出气量调至4L/s，电流值调至0.4μA，喷涂完成后进行固化复合处理，固化温度250℃，固化时间20分钟，落入回收仓的底粉和面粉回收时无需分离，直接回收利用。上述工艺喷涂的铝型材表面质量和涂层性能完全能够达到国标要求，涂层附着力均为0级，耐盐雾腐蚀性好，2000小时氙灯照射加速老化试验，未产生粉化现象；并且涂层总厚度平均49μm，约为普通粉末喷涂2/3,型材喷涂效率提高1/2以上，极大的节省了成本。

Claims (5)

1.一种喷涂铝型材的方法，其特征在于，包含如下步骤：
a、对铝型材进行预处理，预处理使得铝型材表面形成钝化膜；
b、对上述铝型材进行喷底粉，该底粉成分配比质量分数为：PVDF氟碳树脂0.1-1％,丙烯酸33-45％,多异氰酸酯4-5％，聚酯树脂48-60％，安息香0.5-0.7％，流平剂1.5％-2％，各组分质量百分比总和为100％；
c、再喷面粉，面粉采用普通70％PVDF氟碳粉末进行喷涂；
d、喷涂结束后进行固化复合处理，冷却得到氟碳粉末喷涂铝型材产品；
步骤a中的预处理包括：酸除油、水洗、碱蚀、水洗、中和、水洗、酸脱脂、纯水洗、钝化处理、纯水洗、烘烤；其中，酸除油浓度为150-220g/L,碱蚀浓度15-25g/L,中和浓度150-220g/L，酸脱脂总酸度6-12，钝化液槽指数6-15，pH 值1.6-2.2,钝化处理后纯水洗电导率小于100μs/cm；每个步骤的处理时间在2-8分钟之间，预处理后钝化膜厚度在400微米至1400微米之间；
步骤b中，底粉出粉量调至5-20g/min，电压值60-90KV，出气量4-5L/s，电流值0.4-0.7μA；步骤c中，面粉出粉量30-60g/min，电压值60-90KV，出气量4-6L/s，电流值0.4-0.7μA，铝型材行进速度为4-6m/min。
2.如权利要求1所述的一种喷涂铝型材的方法，其特征在于，步骤b和步骤c在同一个喷房内喷涂，对喷房内散落的底粉和面粉的混合物进行回收，该混合物可与新面粉混合均匀后作为面粉进行步骤c的喷涂，其中，回收的底粉和面粉的混合物占步骤c粉末总质量的0-30％。
3.如权利要求1所述的一种喷涂铝型材的方法，其特征在于，步骤a预处理后到上架喷涂间隔时间为0-24小时。
4.如权利要求1所述的一种喷涂铝型材的方法，其特征在于，所述的固化复合处理是指通过加热方法使不同性质的涂层发生物理或化学反应，固化复合处理的加热温度为235-270℃,固化复合时间为10-25分钟。
5.如权利要求1所述的一种喷涂铝型材的方法，其特征在于，步骤b中底粉喷涂形成的基层厚度为3-15微米；步骤c中面粉喷涂形成的厚度为20-80微米。
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