粉末噴涂工藝條件優化
1.1樹脂的選擇
目前常應用于鋁型材中的粉末涂料為耐候型聚酯粉末涂料，以聚酯/TGIC型為主流，其綜合性能優異。此類粉末涂料所選用的聚酯樹脂為線型飽和羧基聚酯，酸值范圍大約為30～40。主要原料為IPA與不同種類的多元醇。TGIC是一種獨特的固化劑，熔點范圍90～110℃，環氧當量＜110，聚酯/TGIC粉末涂料具有良好的反應性、貯存穩定性、耐熱穩定性、優異的機械性能。表1為北京漢森邦德化工科技有限公司鋁型材的TGIC固化聚酯粉末涂料A9016SF75的參考配方。
1.2粉末涂料的粒徑
鋁型材所用的粉末涂料是耐候性的純聚酯粉末涂料，粉末粒徑是粉末涂料極其重要的質量指標，它影響著鋁型材產品的外觀質量[2]及使用廠家所關心的粉末涂料的上粉率[3]及其穩定性[4]等諸多問題。因此，控制粉末粒徑是各粉末生產廠家粉末涂料質量好壞的關鍵問題。粉末的帶電量與粉末顆粒粒徑的平方成正比，粉末粒徑<10μm超細粉不帶電，積聚的粉團易堵槍，粉末粒徑過粗，粒徑＞90μm，成膜時易產生桔皮，影響涂膜的平整及光澤，涂膜的外觀質量下降，由于自身重力作用導致上粉率也降低。圖1為鋁型材專用A9016SF75粉末涂料的粒徑分布圖，采用激光粒度分布儀檢測，噴涂產品客戶使用后，反映效果很好。
適合靜電噴涂的粉末涂料，其顆粒度控制在20～80μm較適宜。
2 噴涂過程工藝控制
2.1表面前處理
在涂裝生產線中，前處理是工件噴涂前的1個關鍵工序，前處理控制的好壞。直接影響著漆膜的質量。表面處理的目的就是要去除鋁型材表面油污、自然氧化膜，再通過化學氧化法獲得0.5～2μm的鈍化膜，使粉末涂層的附著力大大增強。在預處理過程中，脫酯要干凈，除油不徹底將引起鈍化膜不完整，粉層附著不好，表面易產生縮孔、針孔等缺陷，型材腐蝕將從此開始而蔓延；鈍化是預處理的關鍵工序，鈍化膜的好壞將直接影響粉末噴涂的質量，要求鈍化膜致密，結晶體均勻；型材表面需干燥，不能有水分進入噴涂工序，烘干時溫度不宜超過130℃，以免鈍化膜過多失去結晶水變得疏松，涂層的附著力下降。表2為預處理工藝參數，多年生產檢驗表明此工藝條件下進行的表面處理效果。
2.2噴涂工藝參數
為了確定靜電噴涂工藝參數，選定影響噴涂產品機械性能(附著力、沖擊強度、杯突性能)的噴涂電壓、供粉氣壓、固化溫度和固化時間4個主要工藝參數進行4因素3水平試驗[5]，構成表L9(34)，因素和水平數見表3。
試驗中采用50mm×120mm×0.3mm馬口鐵作樣板，A9016SF75聚酯粉末涂料，膜厚60～80μm，附著力按GB/T9286規定進行，2級合格，10分制記，0級10分，1級8分，2級6分，3級4分，4級2分，5級0分。耐沖擊性按GB/T1732規定進行，杯突性能按GB/T9753規定進行，等級評分制，10分，正交試驗結果和極差分析見表4。 RC＞RB＞RD＞RA，即噴涂固化溫度對機械性能影響，其次是供粉氣壓和固化時間。影響較小的是靜電電壓。因素水平為A1-B3-C3-D2，即：靜電噴涂電壓40kV，壓縮空氣壓力0.6MPa，固化溫度200℃，固化時間20min為噴涂工藝條件。
2.3懸掛鏈速率及濕度
懸掛鏈速率實際影響的是烘烤時間，懸掛鏈速率的不同將造成工件在固化爐內停留時間的不同，從而影響到固化成膜的效果。我公司噴涂線運行線速為4.5～5.5m/min，能滿足涂層厚度及固化的工藝要求。
濕度也是影響粉末涂料受潮的1個重要工藝參數，濕度對粉末的電阻率影響極大，試驗了相對濕度對粉末電阻率的關系，相對濕度增加會使粉末電阻率急劇下降，從而使粉末達不到好的帶電效果，降低沉積效率。據報道[6]相對濕度每變化30%，就相當于粉末的電阻率下降2個數量級。在生產、噴涂現場空氣的相對濕度要求不高于85%。壓縮空氣裝置一定要有氣水分離裝置，粉末噴涂現場一定要保持環境干燥，噴粉房安裝除濕空調，防止粉末受潮，以免影響噴涂效果。
2.4掛具
應盡量減少夾具與型材的外表面(即建筑裝飾面)接觸點的大小，接觸點阻礙了粉末在型材表面的吸附，形成一些細小的瑕疵；復雜面盡量放于水平位置，水平左右2面是最易吸附粉末的地方，最復雜的一面盡量偏向于同一個方向，適當提高噴槍出粉量及壓縮空氣的壓力。表面積較大或結構復雜的表面應禁止放于向下的位置，同時也要區分型材的裝飾面與非裝飾面。工件與掛具都要求導電性好。當掛具使用一段時間后，其表面由于經過多次噴涂漆膜會越來越厚，導電性下降，必須定期對掛具進行脫漆處理，否則，會影響工件的靜電噴涂效果，導致漆膜性能下降。（節選自《鋁型材粉末靜電噴涂生產工藝條件優化》）