想要了解船舶用铝合金方矩管加工产品的魅力?视频为你揭晓答案!
以下是:船舶用铝合金方矩管加工的图文介绍
压铸特别适合制造大量的中小型铸件,因此压铸是各种铸造工艺中使用*广泛的一种。同其他铸造技术相比,压铸的表面更为平整,拥有更高的尺寸一致性。1、铝合金压铸件表面有流痕和花纹:铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹,有明显可见的与金属基体颜色不一样的无方向性的纹路,无发展趋势。2、铝合金压铸件龟裂了:铝合金压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹,随压铸次数增加而不断扩大和延伸。3、冷隔纹:铝合金压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性型纹路形状细小而狭长,有时交接边缘光滑,在外力作用下有断开的可能。4、铝合金压铸件表面有凹痕:在压铸件厚大部分的表面上有平滑的凹痕。5、表面痕迹:铝合金压铸件表面与压铸模型腔表面接触所留下的痕迹或铸件表面上出现阶梯痕迹。6、铝合金压铸件有粘附物痕迹:小片状及金属或非金属与金属的基体部分熔接,在外力的作用下剥落小片状物,剥落后的铸件表面有的发亮、有的为暗灰色。7、铝合金压铸件有裂纹:将铝合金压铸件放在碱性溶液中,裂纹处呈暗灰色。金属基体的破坏与裂开呈直线或波浪线形,纹路狭小而长,在外力作用下有发展趋势。
工业铝型材挤压温度是挤压生产过程中重要的工艺参数,为了降低金属的变形抗力,减小挤压力,需要提高工业铝型材挤压温度。但挤压温度提高到一定温度时,容易出现热脆现象,产生裂纹等缺陷。为避免这种现象,为提高挤压速度,需要降低挤压温度。这两个条件是相互矛盾的,为了既能降低变形抗力,又能采用较大的挤压速度,必须选择一个金属塑性*好的温度范围。但是工业铝型材挤压生产过程中,金属与挤压筒内衬、模具、垫片产生摩擦,以及金属本身产生变形等,会使金属的温度升高,往往会突破事先选好的挤压温度范围。实验证明:在整个挤压过程中挤压温度是逐渐升高的,挤压速度随着铸锭金属的减少而逐渐加快。因而工业铝型材产品尾端由于挤压温度的提高、挤压速度的加快而经常产生裂纹的现象。挤压过程中挤压温度的升高与工业铝型材的本性及挤压条件有关。对于工业铝型材而言,金属在模具出口处前后温度差为10-60℃之间。为了使工业铝型材挤压生产过程中挤压温度恒定在金属塑性*好的温度范围内,*好实行等温挤压。这是多年来工程技术人员探索的新工艺。要实现等温挤压需要具备很多条件,在挤压过程中各个环节都能自动调节,如铸锭温度、挤压筒温度都能梯度加热,模具进行冷却且可以调节温度,挤压速度能自动变化或采用等速挤压。另外更换模具后,由于挤压系数改变,上述各项条件也能做相应调整。可见要实现工业铝型材等温挤压是个很复杂的工艺。目前多采用对铸锭进行梯度加热的方法,做到近似等温挤压,也可以大大提高挤压速度和改善产品品质。随着电脑和数字化编程技术在工业上应用的逐步深入发展,现代挤压机也随之更新换代,配备有FI控制的等速挤压和TIPS控制的等温挤压。操作者只要选择按钮,依靠设备的自动化编程技术就可以获得所需要的等速挤压或等温挤压。
工业铝型材挤压温度是挤压生产过程中重要的工艺参数,为了降低金属的变形抗力,减小挤压力,需要提高工业铝型材挤压温度。但挤压温度提高到一定温度时,容易出现热脆现象,产生裂纹等缺陷。为避免这种现象,为提高挤压速度,需要降低挤压温度。这两个条件是相互矛盾的,为了既能降低变形抗力,又能采用较大的挤压速度,必须选择一个金属塑性*好的温度范围。但是工业铝型材挤压生产过程中,金属与挤压筒内衬、模具、垫片产生摩擦,以及金属本身产生变形等,会使金属的温度升高,往往会突破事先选好的挤压温度范围。实验证明:在整个挤压过程中挤压温度是逐渐升高的,挤压速度随着铸锭金属的减少而逐渐加快。因而工业铝型材产品尾端由于挤压温度的提高、挤压速度的加快而经常产生裂纹的现象。挤压过程中挤压温度的升高与工业铝型材的本性及挤压条件有关。对于工业铝型材而言,金属在模具出口处前后温度差为10-60℃之间。为了使工业铝型材挤压生产过程中挤压温度恒定在金属塑性*好的温度范围内,*好实行等温挤压。这是多年来工程技术人员探索的新工艺。要实现等温挤压需要具备很多条件,在挤压过程中各个环节都能自动调节,如铸锭温度、挤压筒温度都能梯度加热,模具进行冷却且可以调节温度,挤压速度能自动变化或采用等速挤压。另外更换模具后,由于挤压系数改变,上述各项条件也能做相应调整。可见要实现工业铝型材等温挤压是个很复杂的工艺。目前多采用对铸锭进行梯度加热的方法,做到近似等温挤压,也可以大大提高挤压速度和改善产品品质。随着电脑和数字化编程技术在工业上应用的逐步深入发展,现代挤压机也随之更新换代,配备有FI控制的等速挤压和TIPS控制的等温挤压。操作者只要选择按钮,依靠设备的自动化编程技术就可以获得所需要的等速挤压或等温挤压。
说到船用铝板,大家*熟悉的要数5083铝板了。船用铝板是铝板产品研发应用的新兴领域,目前船板的生产能力已成为衡量铝板厂家综合实业的重要指标。那么,船舶制造厂家为何如此青睐5083铝板?5083铝板属于Al-Mg系合金,中等强度,具有耐蚀性好、焊接性优良、冷加工性较好的优势,广泛用于制造飞机油箱、油管、交通车辆、船舶钣金件、仪表、街灯支架、铆钉、五金制品、电器外壳等。在船舶制造领域,多采用5083H116/H321/H112状态的铝板,应用于船舶甲板、发动机台座、船侧、船底外板等部位。5083铝板满足船用铝板的选材要求:1、较高的比强度和比模量。船舶的结构强度和尺寸与材料的屈服强度和弹性模量密切相关,由于铝合金的弹性模量和密度大体相同,合金元素的添加也影响甚,因此在一定范围内提高屈服强度对减轻舰船结构有力。5083铝板属于中等强度,能同时具备优良的耐蚀性和可焊接性。2、焊接性优良。5083铝板具有良好的焊接抗裂性,在焊接时不容易出现裂纹现象。3、耐蚀性优良。耐蚀性能是船用合金的主要标志之一,5083铝板是典型的防锈铝板,耐腐性好,能适应恶劣的海洋环境,经久耐用。4、密度小。铝合金比重小,能减轻船板重量,节省能耗,增加载重。5、环保。铝合金不燃烧,遇火,而且回收利用率高,可循环再利用,环保性好。
通过温度控制提高挤压铝型材产量,通常,如果没有非预定的停机时间,那么*大产量主要决定于挤压速度,而后者受制于四个因素,其中三个固定不变而另一个则是可变的。 个因素是挤压机的挤压力,挤压力大的可在锭坯温度较低时顺利地挤压;第二个因素是模具设计,挤压时金属与模壁的摩擦通常可使通过的铝合金的温度上升35~62℃;第三个因素是被挤压合金的特性,是限制挤压速度的不可控制的因素,型材的出口温度一般不可超过540℃,否则,材料表面质量会下降,模痕明显加重,甚至出现粘铝、凹印、裂缝、撕裂等。*后一个因素是温度及其受控程度。如果铝型材挤压机的挤压力不够大,很难顺利挤压或甚至出现塞模现象而挤不动时,就可提高锭坯温度,但挤压速度应低些,以防材料的出口温度过高。每一个合金都有其特定的*优的挤压(锭坯)温度。生产实践证明,锭坯温度*好保持在430℃左右(挤压速度≥16mm/s时)。6063合金型材的出模温度不得超过500℃,6005合金的*高出口温度为512℃,6061合金的*好不大于525℃。出模温度的不大变化也会影响产品的产量与质量。挤压筒温度也是很重要的,特别应注意预热阶段的温度升高,应避免各层之间产生过大的热应力,*好是使挤压筒与衬套同时升高到工作温度。预热升温速度不得大于38℃/h。*好的预热规范是:升高到235℃,保温8h,继续升温到430℃,保温4h后,才投入工作。这样不但能保证内外温度均匀一致,而且有足够的时间一切内部热应力。当然在炉内加热挤压筒是*佳的预热方式。在挤压过程中,挤压筒温度应比锭坯温度低15~40℃。如果挤压速度过快,以致挤压筒温度上升到高于锭坯温度,就要设法使挤压筒温度下降,这不但是一件麻烦的工作,而且产量会下降。在生产速度上升过程中,有时受电偶控制的加热元件会被切断,可是挤压筒温度仍在上升。如果挤压筒温度高于470℃,挤压废品就会上升。应根据不同的合金确定理想的挤压筒温度。千万不要认为预热挤压筒是在浪费时间、消耗能源。某工厂为赶生产任务,一方面用内部电阻元件加热,另一方面又以液化气烧嘴加热。在这种情况,温度无法测量与控制,会产生巨大的热应力,内衬温度高,膨胀比外套的快,以致挤压筒裂开,并听到“炸裂”的声音。挤压轴在工作过程中会积蓄内应力,这种应力大到一定程度会产生疲劳裂纹,一旦受到非轴向的径向力作用就会断裂。因此,挤压轴的累计工作时间达到4500h后,*好进行一次应力处理,在430~480℃保温12h,然后随炉冷却到50℃以下。遗憾的是,我国很少有工厂照此处理。
生产优质表面建筑型材时,对挤压垫温度也应严格控制,以减少表面色调不一致废品量。固定挤压垫的质量比活动的好得多,能积聚更多的热量,因而能降低锭坯端头温度,能减少杂质进入型材内,有助于提高产量。美国卡斯图尔公司(Castool)采用压缩空气冷却挤压垫与挤压轴,使其温度降到50℃左右。模具温度对于获得高的产量起着重要的作用,一般不得低于430℃;另方面,也不得过高,否则,不但硬度可能下降,同时会产生氧化,主要在工作带。在模具加热过程中,应避免模具之间紧靠着,阻碍空气流通。*好采用带格的箱式加热炉,每个模放于一个单独的箱内。锭坯在挤压过程中的温度升高可达40℃左右或更高些,升高量主要决定于模具设计。为了获得*大产量,对各项温度决不可忽视,应记录各个温度并严加控制,以找出机台的*大产量与各项温度的关系。然后,铝型材挤压生产厂的员工都应牢记:温度的精密控制,对提高产量是至关重要的。
通过温度控制提高挤压铝型材产量,通常,如果没有非预定的停机时间,那么*大产量主要决定于挤压速度,而后者受制于四个因素,其中三个固定不变而另一个则是可变的。 个因素是挤压机的挤压力,挤压力大的可在锭坯温度较低时顺利地挤压;第二个因素是模具设计,挤压时金属与模壁的摩擦通常可使通过的铝合金的温度上升35~62℃;第三个因素是被挤压合金的特性,是限制挤压速度的不可控制的因素,型材的出口温度一般不可超过540℃,否则,材料表面质量会下降,模痕明显加重,甚至出现粘铝、凹印、裂缝、撕裂等。*后一个因素是温度及其受控程度。如果铝型材挤压机的挤压力不够大,很难顺利挤压或甚至出现塞模现象而挤不动时,就可提高锭坯温度,但挤压速度应低些,以防材料的出口温度过高。每一个合金都有其特定的*优的挤压(锭坯)温度。生产实践证明,锭坯温度*好保持在430℃左右(挤压速度≥16mm/s时)。6063合金型材的出模温度不得超过500℃,6005合金的*高出口温度为512℃,6061合金的*好不大于525℃。出模温度的不大变化也会影响产品的产量与质量。挤压筒温度也是很重要的,特别应注意预热阶段的温度升高,应避免各层之间产生过大的热应力,*好是使挤压筒与衬套同时升高到工作温度。预热升温速度不得大于38℃/h。*好的预热规范是:升高到235℃,保温8h,继续升温到430℃,保温4h后,才投入工作。这样不但能保证内外温度均匀一致,而且有足够的时间一切内部热应力。当然在炉内加热挤压筒是*佳的预热方式。在挤压过程中,挤压筒温度应比锭坯温度低15~40℃。如果挤压速度过快,以致挤压筒温度上升到高于锭坯温度,就要设法使挤压筒温度下降,这不但是一件麻烦的工作,而且产量会下降。在生产速度上升过程中,有时受电偶控制的加热元件会被切断,可是挤压筒温度仍在上升。如果挤压筒温度高于470℃,挤压废品就会上升。应根据不同的合金确定理想的挤压筒温度。千万不要认为预热挤压筒是在浪费时间、消耗能源。某工厂为赶生产任务,一方面用内部电阻元件加热,另一方面又以液化气烧嘴加热。在这种情况,温度无法测量与控制,会产生巨大的热应力,内衬温度高,膨胀比外套的快,以致挤压筒裂开,并听到“炸裂”的声音。挤压轴在工作过程中会积蓄内应力,这种应力大到一定程度会产生疲劳裂纹,一旦受到非轴向的径向力作用就会断裂。因此,挤压轴的累计工作时间达到4500h后,*好进行一次应力处理,在430~480℃保温12h,然后随炉冷却到50℃以下。遗憾的是,我国很少有工厂照此处理。
生产优质表面建筑型材时,对挤压垫温度也应严格控制,以减少表面色调不一致废品量。固定挤压垫的质量比活动的好得多,能积聚更多的热量,因而能降低锭坯端头温度,能减少杂质进入型材内,有助于提高产量。美国卡斯图尔公司(Castool)采用压缩空气冷却挤压垫与挤压轴,使其温度降到50℃左右。模具温度对于获得高的产量起着重要的作用,一般不得低于430℃;另方面,也不得过高,否则,不但硬度可能下降,同时会产生氧化,主要在工作带。在模具加热过程中,应避免模具之间紧靠着,阻碍空气流通。*好采用带格的箱式加热炉,每个模放于一个单独的箱内。锭坯在挤压过程中的温度升高可达40℃左右或更高些,升高量主要决定于模具设计。为了获得*大产量,对各项温度决不可忽视,应记录各个温度并严加控制,以找出机台的*大产量与各项温度的关系。然后,铝型材挤压生产厂的员工都应牢记:温度的精密控制,对提高产量是至关重要的。
恒永兴金属材料销售 有限公司位于北辰区双街镇京津路西(北方实业发展有限公司内),交通j i为便利。公司常年致力于 河南商丘不锈钢管的研发和生产,拥有雄厚的专业技术力量。 公司专营 河南商丘不锈钢管系列产品,公司一贯信奉合作来源于诚信,品质来源于实现的行为准侧,致力于互利互惠,资源共享的双赢模式,竭诚欢迎垂询洽谈。
浅谈如何提高铝型材用粉末涂料的耐候性:喷涂在铝型材表面的粉末涂膜的耐候性,是影响铝型材寿命的关键性因素。本文主要从粉末涂料的原材料、配方结构、制作工艺、固化条件等技术角度分析,并结合所做的实验结果,总结出几个提高粉末涂料耐候性的可供参考的思路,从而*终达到延长铝型材寿命的目的。随着国民经济的快速发展,粉末涂料的户外应用越来越普遍,人们对粉末涂层耐候性和耐久性的关注度不断提高,特别是对铝型材、天花板、幕墙板等室外用品表面的粉末涂膜的耐候性要求越来越高。粉末涂料主要由树脂、固化剂、助剂、颜填料等组成,喷涂在铝型材表面的涂层随着时间的延长,受周围自然因素如日晒、雨淋、氧化、冷热变化以及生物等的作用,会出现性能逐渐降低的现象,即老化。粉末涂料抑制或延缓自然老化的能力称为耐自然老化性,简称耐老化性,也叫耐候性。影响粉末涂料耐候性的因素很多,其中包括粉末涂料成分中的树脂、固化剂、颜填料、助剂等各种原材料的性能、用量、配比等内部因素;以及粉末涂料制作过程的工艺条件和涂料的固化程度;还有涂膜的使用环境如日光(主要是紫外线)的作用、大气的组成(氧、臭氧、工业烟雾等)、湿度(包括酸雨、盐雾等)、温度变化等外部因素。
从粉末涂料本身的角度来看,提高粉末涂层耐候性能主要从原材料、配方结构以及制作工艺等方面着手。一、原材料:粉末涂料主要由树脂、固化剂、助剂、颜填料等材料组成,这些原材料的耐候性,基本上决定了涂料的耐候性。因此,要提高粉末涂料的耐候性能,首先要选择耐候性能满足铝型材行业要求的原材料,而且这些耐候性合格的原材料也要满足涂膜的其他性能。当涂膜的各项性能相互间产生冲突时,可以根据客户的要求侧重于某项性能,但是人工加速老化试验结果要满足GB 5237.4-2008中加速耐候性的要求。1.树脂:因为树脂是粉末涂料的主要成膜物质,是决定粉末涂料性质和涂膜性能的*主要成分,所以树脂的选择至关重要。选取市面上大型厂家常用的铝型材用粉末涂料聚酯树脂,使用同一配方结构和相同制作工艺分别制粉进行300小时耐老化试验以及涂膜外观比较,结果如表1所示。(加速老化条件为8小时光照,4小时凝露循环;UVB-313EL灯,辐照度0.65W/㎡,光照温度60℃;凝露温度50℃)由试验结果可知,树脂D、F、H在通一系列的树脂中耐候性较好,但这种树脂的缺点是分子量大,熔融黏度高,如果应用在平面粉中*终会导致涂膜流平性能差。所以,通过在粉末涂料配方中选用耐候性能好的树脂来提高平面粉的耐候性能时,必须考虑到涂膜的流平是否会变差,变差之后客户能否接受。2.固化剂:尽管HAA体系的固化剂环保型众所周知,但是它的缺点是固化反应有副产物形成,厚喷时容易产生针孔、猪毛孔等弊端,涂膜过烘烤耐泛黄性和耐久性不如TGIC体系。[1]铝型材行业目前难以接受HAA体系的这些弊端,或者说是大部分粉末厂家没有解决这些弊端,所以铝型材用粉末涂料还是以TGIC体系为主。固化剂TGIC对粉末涂料的耐候性能也有一定的影响。
经过对国内三家销售量排名靠前的厂家的TGIC进行耐老化检测,发现它们的耐老化性能基本一致,无较大的差别。因此,在通过固化剂TGIC的选择上去提高粉末涂料的耐候性,并无多大的意义。3.颜料:颜料对粉末涂料耐候性的影响在原材料中是除了树脂之外影响*大的因素,因为颜料在使用过程中会褪色,所以对于铝型材用粉末涂料的颜料的选择也很重要。市场上即使是用一种颜色的颜料,它的品种非常多,不同品种的色相、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性等性能千差万别,这给我们粉末涂料厂家的选择带来很大的难度。颜料按化学组成分为无机颜料和有机颜料,它们的优缺点如表2所示。颜料的选择要从多方面考虑,如颜料的色相、着色力、遮盖力、耐热性、耐候耐光性、耐沸水性、毒性等等;而且由于一些颜料可能带有对树脂和固化剂起到促进作用的活性基团,所以也要考虑颜料对涂料反应速度、粘度的影响。为了提高粉末涂料的耐候性,颜料要选择耐光性在7-8级(8级*好),耐候性4-5级(5级*好)的品种,同时耐热性和耐沸水性要满足铝型材行业的使用要求。从表2可知,由颜料本身的性质决定,有机颜料的耐光性和耐候性有限,而无机颜料不够鲜艳,所以一些鲜艳颜色的粉末大多使用了耐光性和耐候性有限的有机鲜艳颜料,这就是鲜艳颜色的涂膜耐老化色差较大的主要原因。因此,为了保证鲜艳颜色涂膜的耐候性,除了选用耐候性能优异的其他材料,更加要注意颜料的选择。4.填料:填料的重要功能是添加到粉末涂料中以后,能够改进涂膜的硬度、刚性和耐划伤性等物理力学性能,同时有利于改进粉末涂料的贮存稳定性、松散性和带电等性能。[3]铝型材粉末涂料中*常用的填料为硫酸钡,经过对多个厂家的硫酸钡进行耐老化检测,发现耐候性能无明显差别。因此,为了保证涂料的耐候性,必须使用纯度高的硫酸钡作为填料。硫酸钡进仓前必须经过检验,使用10%的盐酸溶液是*简单快捷的方法,可以快速检测出硫酸是否含有碳酸钙,碳酸钙会降低涂料的耐候性能,不能作为铝型材用粉末涂料的填料。5.助剂:在粉末涂料配方中,助剂的用量很少,但在一般粉末涂料配方组成中是不可缺少的成分,而且对涂膜的外观及某些性能起决定性作用。经过对各国内大型厂家同类助剂进行加速老化对比试验后,发现不同厂家的流平剂、光亮剂、安息香等对涂膜耐老化性能影响不大;而不同厂家的蜡粉、消光剂对涂膜耐老化的影响较大。因此,为了提高粉末涂料的耐候性,可以考虑使用耐老化性能好的蜡粉和消光剂。二、配方结构:通过粉末涂料中聚酯树脂的酸值和固化剂羟基当量的计算,设计合适的固化剂用量,并通过加速老化试验的验证,使用*佳的固化剂用量,使涂料在固化时能够充分固化,从而达到*好的耐候性能。
在满足粉末涂料各项性能的前提下,尽量在配方中减少原材料的种类,特别是对涂膜耐候性起负作用的材料。在不影响涂膜遮盖力以及硬度、耐磨性的前提下,适当降低配方中的颜料(特别是吸油量大的颜料)和填料的用量,使配方中的颜料能够在熔融混炼过程充分被树脂包覆,在涂膜的使用过程中减少颜料的颜色变化,从而达到提高涂膜耐候性的目的。三、制作工艺:粉末涂料制作过程主要包括预混合、熔融挤出、压片破碎、分级粉碎四个阶段,其中预混合、熔融挤出两个工艺对粉末涂料的耐候性能有很大影响。预混合的作用是为了使粉末涂料配方中的各种原材料组成分散均匀,为熔融挤出打下良好的基础。为了提高耐候性,在预混合阶段,原材料必须按一定的先后顺序进行投料,而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%,并适当延长混合时间。熔融挤出是为了使粉末涂料组成中的各种成分混合均匀,也就是达到粉末涂料成品中的每个粒子组成成分一样。为了提高耐候性,在熔融挤出阶段,在不出现胶化粒子的前提下,适当提高挤出机温度(特别是在气温较低的情况下),使树脂熔融成一种流体,保证颜料能有良好的润湿和获得*大的剪切力,有利于颜料等的高度分散,使各组分成为一个均匀的体系;在保证生产进度的同时,可以适当降低挤出速度,保证物料有充足的熔融混炼时间;从而提高混炼效果,使粉末涂料中的颜料填料被树脂充分包覆,而且各种原材料成分粒子分散均匀,特别是固化剂和树脂能按配方的比例混炼均匀,固化时涂膜能够充分固化,从而增加涂膜的表面致密性,*终提高粉末涂层的耐候性。四、固化条件:粉末涂料只有充分固化的情况下,树脂的高分子链才会和固化剂完全交联,各项物理化学性能才会达到*佳状态,耐候性能也不例外。因此,提高耐候性能必须使粉末涂料充分固化,固化时要控制好温度和时间。综上所述,对于提高铝型材用粉末涂料的耐候性,可参考如下思路:选用耐候性能好且流平不至于太差的树脂;注意鲜艳颜料、蜡粉、消光剂的选择;设计有利于提高涂膜耐候性的配方结构;控制好粉末涂料生产工艺。
从粉末涂料本身的角度来看,提高粉末涂层耐候性能主要从原材料、配方结构以及制作工艺等方面着手。一、原材料:粉末涂料主要由树脂、固化剂、助剂、颜填料等材料组成,这些原材料的耐候性,基本上决定了涂料的耐候性。因此,要提高粉末涂料的耐候性能,首先要选择耐候性能满足铝型材行业要求的原材料,而且这些耐候性合格的原材料也要满足涂膜的其他性能。当涂膜的各项性能相互间产生冲突时,可以根据客户的要求侧重于某项性能,但是人工加速老化试验结果要满足GB 5237.4-2008中加速耐候性的要求。1.树脂:因为树脂是粉末涂料的主要成膜物质,是决定粉末涂料性质和涂膜性能的*主要成分,所以树脂的选择至关重要。选取市面上大型厂家常用的铝型材用粉末涂料聚酯树脂,使用同一配方结构和相同制作工艺分别制粉进行300小时耐老化试验以及涂膜外观比较,结果如表1所示。(加速老化条件为8小时光照,4小时凝露循环;UVB-313EL灯,辐照度0.65W/㎡,光照温度60℃;凝露温度50℃)由试验结果可知,树脂D、F、H在通一系列的树脂中耐候性较好,但这种树脂的缺点是分子量大,熔融黏度高,如果应用在平面粉中*终会导致涂膜流平性能差。所以,通过在粉末涂料配方中选用耐候性能好的树脂来提高平面粉的耐候性能时,必须考虑到涂膜的流平是否会变差,变差之后客户能否接受。2.固化剂:尽管HAA体系的固化剂环保型众所周知,但是它的缺点是固化反应有副产物形成,厚喷时容易产生针孔、猪毛孔等弊端,涂膜过烘烤耐泛黄性和耐久性不如TGIC体系。[1]铝型材行业目前难以接受HAA体系的这些弊端,或者说是大部分粉末厂家没有解决这些弊端,所以铝型材用粉末涂料还是以TGIC体系为主。固化剂TGIC对粉末涂料的耐候性能也有一定的影响。
经过对国内三家销售量排名靠前的厂家的TGIC进行耐老化检测,发现它们的耐老化性能基本一致,无较大的差别。因此,在通过固化剂TGIC的选择上去提高粉末涂料的耐候性,并无多大的意义。3.颜料:颜料对粉末涂料耐候性的影响在原材料中是除了树脂之外影响*大的因素,因为颜料在使用过程中会褪色,所以对于铝型材用粉末涂料的颜料的选择也很重要。市场上即使是用一种颜色的颜料,它的品种非常多,不同品种的色相、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性等性能千差万别,这给我们粉末涂料厂家的选择带来很大的难度。颜料按化学组成分为无机颜料和有机颜料,它们的优缺点如表2所示。颜料的选择要从多方面考虑,如颜料的色相、着色力、遮盖力、耐热性、耐候耐光性、耐沸水性、毒性等等;而且由于一些颜料可能带有对树脂和固化剂起到促进作用的活性基团,所以也要考虑颜料对涂料反应速度、粘度的影响。为了提高粉末涂料的耐候性,颜料要选择耐光性在7-8级(8级*好),耐候性4-5级(5级*好)的品种,同时耐热性和耐沸水性要满足铝型材行业的使用要求。从表2可知,由颜料本身的性质决定,有机颜料的耐光性和耐候性有限,而无机颜料不够鲜艳,所以一些鲜艳颜色的粉末大多使用了耐光性和耐候性有限的有机鲜艳颜料,这就是鲜艳颜色的涂膜耐老化色差较大的主要原因。因此,为了保证鲜艳颜色涂膜的耐候性,除了选用耐候性能优异的其他材料,更加要注意颜料的选择。4.填料:填料的重要功能是添加到粉末涂料中以后,能够改进涂膜的硬度、刚性和耐划伤性等物理力学性能,同时有利于改进粉末涂料的贮存稳定性、松散性和带电等性能。[3]铝型材粉末涂料中*常用的填料为硫酸钡,经过对多个厂家的硫酸钡进行耐老化检测,发现耐候性能无明显差别。因此,为了保证涂料的耐候性,必须使用纯度高的硫酸钡作为填料。硫酸钡进仓前必须经过检验,使用10%的盐酸溶液是*简单快捷的方法,可以快速检测出硫酸是否含有碳酸钙,碳酸钙会降低涂料的耐候性能,不能作为铝型材用粉末涂料的填料。5.助剂:在粉末涂料配方中,助剂的用量很少,但在一般粉末涂料配方组成中是不可缺少的成分,而且对涂膜的外观及某些性能起决定性作用。经过对各国内大型厂家同类助剂进行加速老化对比试验后,发现不同厂家的流平剂、光亮剂、安息香等对涂膜耐老化性能影响不大;而不同厂家的蜡粉、消光剂对涂膜耐老化的影响较大。因此,为了提高粉末涂料的耐候性,可以考虑使用耐老化性能好的蜡粉和消光剂。二、配方结构:通过粉末涂料中聚酯树脂的酸值和固化剂羟基当量的计算,设计合适的固化剂用量,并通过加速老化试验的验证,使用*佳的固化剂用量,使涂料在固化时能够充分固化,从而达到*好的耐候性能。
在满足粉末涂料各项性能的前提下,尽量在配方中减少原材料的种类,特别是对涂膜耐候性起负作用的材料。在不影响涂膜遮盖力以及硬度、耐磨性的前提下,适当降低配方中的颜料(特别是吸油量大的颜料)和填料的用量,使配方中的颜料能够在熔融混炼过程充分被树脂包覆,在涂膜的使用过程中减少颜料的颜色变化,从而达到提高涂膜耐候性的目的。三、制作工艺:粉末涂料制作过程主要包括预混合、熔融挤出、压片破碎、分级粉碎四个阶段,其中预混合、熔融挤出两个工艺对粉末涂料的耐候性能有很大影响。预混合的作用是为了使粉末涂料配方中的各种原材料组成分散均匀,为熔融挤出打下良好的基础。为了提高耐候性,在预混合阶段,原材料必须按一定的先后顺序进行投料,而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%,并适当延长混合时间。熔融挤出是为了使粉末涂料组成中的各种成分混合均匀,也就是达到粉末涂料成品中的每个粒子组成成分一样。为了提高耐候性,在熔融挤出阶段,在不出现胶化粒子的前提下,适当提高挤出机温度(特别是在气温较低的情况下),使树脂熔融成一种流体,保证颜料能有良好的润湿和获得*大的剪切力,有利于颜料等的高度分散,使各组分成为一个均匀的体系;在保证生产进度的同时,可以适当降低挤出速度,保证物料有充足的熔融混炼时间;从而提高混炼效果,使粉末涂料中的颜料填料被树脂充分包覆,而且各种原材料成分粒子分散均匀,特别是固化剂和树脂能按配方的比例混炼均匀,固化时涂膜能够充分固化,从而增加涂膜的表面致密性,*终提高粉末涂层的耐候性。四、固化条件:粉末涂料只有充分固化的情况下,树脂的高分子链才会和固化剂完全交联,各项物理化学性能才会达到*佳状态,耐候性能也不例外。因此,提高耐候性能必须使粉末涂料充分固化,固化时要控制好温度和时间。综上所述,对于提高铝型材用粉末涂料的耐候性,可参考如下思路:选用耐候性能好且流平不至于太差的树脂;注意鲜艳颜料、蜡粉、消光剂的选择;设计有利于提高涂膜耐候性的配方结构;控制好粉末涂料生产工艺。