鋁型材氟碳靜電噴涂的油漆是以聚偏二氟乙烯樹脂nCH2CF2烘烤(CH2CF2)n(PVDF)為基料或配金屬鋁粉為色料制成的涂料。氟碳基料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中以氟/碳化合鍵結(jié)合。這種具有短鍵性質(zhì)的結(jié)構(gòu)與氫離子結(jié)合被認(rèn)為是最穩(wěn)定最牢固的結(jié)合,化學(xué)結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定與牢固使氟碳涂料的物理性質(zhì)不同于一般涂料。除了在機(jī)械性能方面的耐磨性,抗沖擊性具有優(yōu)良的性能外,特別是在惡劣氣候和環(huán)境顯示出長(zhǎng)久的抗退色性,抗紫外光性能。六十年代初期開始用于工程塑料,用于導(dǎo)線和電纜,1965年美國Pennwalt化學(xué)公司首先將聚偏二氟乙烯作為基料與金屬微粒鋁粉合成建筑用罩面漆,又稱金屬漆,并以Kynar500作為商標(biāo)。由此世界制造商先后開始使用Kynar500制造出各自的氟碳涂料罩面漆,來滿足高檔建筑室內(nèi)外鋁材的涂裝,廣泛顏色的選擇,美麗莊重的外觀,及耐久性為世界各地許多宏偉的幕墻建筑增添了光彩。涂料制造商對(duì)涂層使用壽命的保證開始為10年、15年發(fā)展到能保證20年。正是由于氟碳靜電噴涂鋁型材與其他鋁型材表面處理方法相比在各方面都有明顯的優(yōu)越性,奠定了氟碳噴涂鋁型材的市場(chǎng)地位。然而,氟碳靜電噴涂鋁型材的高額成本構(gòu)成對(duì)其本身最大的限制。
通過降低溶劑與油漆的比例,來減少氟碳靜電噴涂的原料消耗,是直接有效的降低成本途徑。溶劑主要作用是稀釋油漆,具有較強(qiáng)的揮發(fā)性,隨著環(huán)境的溫度、濕度、空氣流速等因素的不同揮發(fā)的快慢也不同。傳統(tǒng)的氟碳三涂噴涂工藝須使用大量的溶劑(甲苯、二甲苯、BC)來稀釋油漆,降低油漆粘度,以便于噴涂施工。一般環(huán)境溫度大于25℃濕度小于60%時(shí),氟碳三涂噴涂工藝底漆粘度一般控制在19-21秒,面漆粘度22-25秒,清漆粘度18-20秒。按照傳統(tǒng)工藝使用底漆、面漆、清漆各50加侖,須加入溶劑100加侖;如果把底漆、面漆、清漆粘度各提高5秒,只須加入70加侖溶劑即可。成本上直接節(jié)約30加侖溶劑,另外還減少了30加侖溶劑揮發(fā)出的廢氣的排放,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,減污增效。
試驗(yàn)采用高粘度油漆噴涂(底漆面漆清漆粘度各增加5s),試噴一組料(十支方管),還是采用常規(guī)噴涂工藝。噴涂工藝常規(guī)控制參數(shù)見表1:
表1
試驗(yàn)過程中可以看到噴涂施工時(shí)噴出的油漆霧化效果明顯變差,油漆沉降跌落的量較大,噴出的十支方管料表面油漆有明顯結(jié)團(tuán)現(xiàn)象(圖1),油漆好像沒有完全溶解,此外還有肥邊、表面差(圖2)等現(xiàn)象??梢娫谟推嵴扯冉档颓闆r下,按常規(guī)噴涂工藝施工不能滿足。
圖1 表面結(jié)團(tuán)
圖2 表面差
首先是溶劑配比,常規(guī)溶劑配比(表2)已不能滿足高粘度油漆噴涂工藝要求,在溶劑減少情況下,油漆溶解程度降低,如何使油漆得到完全溶解是關(guān)鍵。由于極性溶劑的溶解力強(qiáng)于非極性溶劑,因此在溶劑配比中增加溶解力強(qiáng)的極性溶劑配比量,可有效提高油漆溶劑程度。逐一調(diào)高極性溶劑配比含量,反復(fù)試驗(yàn),得出最佳溶劑配比(表3)。然后調(diào)漆時(shí)要充分?jǐn)嚢?,以使油漆充分溶解,避免成品表面結(jié)團(tuán)。
表2
表3
由于極性溶劑的比例增大,直接影響油漆導(dǎo)電性,促使油漆導(dǎo)電性提高。在試驗(yàn)施工時(shí)噴涂電壓要根據(jù)型材的形狀適當(dāng)作降低調(diào)整,避免成品出現(xiàn)肥邊或噴涂不均勻現(xiàn)象。
噴盤轉(zhuǎn)速:由于施工時(shí),油漆粘度增高,油漆的比重會(huì)相應(yīng)增大,沉降效果也會(huì)更加明顯,如果噴盤轉(zhuǎn)速太低,油漆的霧化效果會(huì)很差, 油漆在噴涂過程中會(huì)沉降跌落,從而油漆的利用率會(huì)降低,反而造成浪費(fèi),得不償失。所以高粘度油漆噴涂的噴盤轉(zhuǎn)速要做適當(dāng)升高調(diào)整。這樣,噴涂轉(zhuǎn)速較高時(shí),沉降的油漆少。
氣壓:油漆是靠氣壓泵的壓縮將油漆從管道輸入到噴槍嘴,高粘度噴涂油漆流動(dòng)阻力增大,氣壓必須相應(yīng)增大。
每項(xiàng)工藝參數(shù)經(jīng)過理論分析、推敲及反復(fù)試驗(yàn),得出最佳工藝控制范圍見表4,
表4(室溫25℃,濕度70%)
通過主要工藝參數(shù)的把控,加之技術(shù)人員實(shí)時(shí)監(jiān)控操作,高粘度油漆噴涂工藝得以初步實(shí)施,由于高粘度噴涂帶來的附加技術(shù)難關(guān),以及初步施工時(shí)的種種不穩(wěn)定性,使得此工藝的一次性成品率較低。該項(xiàng)工藝諸多方面還有待繼續(xù)深化,但是由于其巨大的成本節(jié)省空間,高粘度油漆噴涂工藝具有很高的研究意義。
總結(jié):氟碳油漆靜電噴涂作為鋁型材表面處理的主要方式之一,由于其良好的涂層性能、較強(qiáng)的耐候性以及光滑均勻的表面,成為鋁型材市場(chǎng)中不可或缺的重要組成部分。而氟碳噴涂消耗的原漆本身單價(jià)較高,再加之需要大量的溶劑配比來保證較低的油漆粘度,氟碳靜電噴涂的高成本一直是行業(yè)內(nèi)需要面對(duì)的難題。氟碳原漆作為噴漆工藝的最基本的原料不可或缺,因此降低溶劑的配比成為了氟碳油漆噴涂成本控制的核心。降低溶劑配比即意味著提高現(xiàn)有工藝的氟碳油漆粘度,因此必將誕生新的噴涂工藝。溶劑配比、噴涂電壓、氣壓、噴盤轉(zhuǎn)速等主要噴漆工藝參數(shù)的研究即為我們需要攻克的難關(guān)。