喷塑自动线工艺喷涂温度对涂层附着力的影响

喷塑自动线工艺喷涂温度对涂层附着力的影响

粉末涂料的涂装过程是物理过程和化学过程并存的。在涂装过程中,粉末涂料受热在基材上熔融,同时又发生环氧树脂的固化反应过程。

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所谓喷涂温度就是指粉末喷涂到基材上时,基材当时的温度。喷涂温度低,树脂熔融后的黏度高,胶化时间长,固化反应速度慢,与基材润湿时间长,形成的涂层的内聚力高;

反之,喷涂温度高,树脂熔融黏度低,胶化时间短,固化反应速度快,与基材润湿时间短,形成的涂层的内聚力低。

如果从涂层与基材充分润湿的角度考虑,黏度低的和润湿时间长的润湿效果好,但是,低黏度和长时间润湿在粉末涂料涂装过程中是彼此矛盾的。

因为固化反应的速度与固化温度是成正比的关系,喷涂温度高了,熔融黏度低,但同时发生交联固化的时间就会缩短,所以在喷涂过程中选择一个相对合理的温度是比较重要的。

选用同一种粉末涂料,分别在180℃、200℃和220℃下进行喷涂,然后在200℃下固化。然后将测试板放入95℃的水浴中水煮30d,测试其附着力(测试方法根据SY/T0315—2013附录)。测试结果如图3所示。

喷塑自动线工艺喷涂温度对涂层附着力的影响

从图3的结果来看,200℃温度下喷涂附着力效果最好。这是由于涂层与基材的粘结力、涂层内聚力以及涂层在热胀冷缩过程中产生的应力共同作用的原因。

喷涂温度低,环氧树脂固化得比较均匀,固化后涂层的内聚力比较高,在水煮后涂层经历热胀冷缩过程所产生的剪切应力偏大,当应力大于涂层与基材的粘结力时,涂层就容易从基材上剥离下来。

反之,提高喷涂温度,环氧树脂固化速度快,固化后涂层的内聚力偏低,在水煮后涂层经历热胀冷缩过程所产生的剪切应力偏小,涂层就不容易从基材上剥离。

同时,提高涂层的温度能够提高电子云的运动,有利于基材与涂层形成共价键,从而提高涂层的附着力。

但是,涂层孔隙率特别是粘结面的孔隙率会随着喷涂温度的升高而增大,孔隙率增大将影响涂层与基材的附着力,特别是对长期水煮后涂层附着力的影响,所以当温度升高到一定程度,反而不利于附着力的提高。

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