金属底材涂料的水性涂装研究

《涂料工业》2019年 第11期

解文圣 宋慧平 程芳琴

山西大学资源与环境工程研究所 太原 030000

摘要：

粉末涂料以其特有的环保性和优异的涂装效果运用于多个领域，但常用的静电喷涂工艺会产生大量的粉尘，维护成本较高。本文主要研究一种粉末涂料的水性涂装工艺，重点考察了环氧聚酯型粉末涂料在水性涂装过程中不同消泡剂和不同烘烤条件等因素的影响。结果表明：当水粉比为（0.65~0.75）∶1，硅油消泡剂添加量为1.5%的涂料试板于60℃干燥3min后以10℃/min升温速率升至180℃，固化15min，得到的涂层性能符合HG/T2006—2006要求，与静电喷涂效果基本一致。粉末涂料的水性涂装法工艺流程短、设备简单、操作便利、无粉尘污染，是一种环境友好、切实有效的涂装方法。

0 前言

粉末涂料的涂装主要分为热涂装工艺和冷涂装工艺，包括空气喷涂法、流化床浸涂法、静电粉末涂装法、火焰喷涂法等。其中热涂装主要以流化床浸涂法为主，冷涂装工艺主要以静电喷涂为主。虽然这2种常规涂装方法各有优势，但亦存在一些缺陷。流化床浸涂法工件预热温度决定涂层质量；浸塑时要考虑工件的材质和形状，同时要考虑树脂的熔点和分界点；工人在高温下操作的劳动强度大、工作环境恶劣等。静电喷涂法易产生法拉第效应使涂膜不均匀，对涂料有选择性使涂装效率不高，高压静电的安全性保障、粉尘使工人工作环境差等。

水性涂料的使用使溶剂大量削减，很大程度上减少生产及使用过程中挥发性有机化合物的排放。水性涂料以来源方便且易于净化的水作为溶剂来分散成膜物质，不但可以降低成本，而且可以降低生产过程的火灾危险以及粉尘浓度，提高工人工作环境的安全系数。同时水性涂料的涂装方式多样灵活，可采用喷、刷、涂等方式，容易实现自动化涂装。

鉴于此，本文针对常用粉末涂料的涂装缺陷，拟将原粉末涂料与适量的水及微量助剂混合，探索一种新的水性涂装工艺制度。

1 实验部分

 实验方法

1.1 水性涂装方法

涂料准备：称量一定量混合型粉末涂料放入涂料容器，使用烧杯称取一定量水（根据实验总结确定的水粉质量比（0.65~0.75）∶1，然后加入体系总质量1.5%的硅油乳液消泡剂以及0.06%六偏磷酸钠，搅拌配制成混合液。先将部分混合液倒入称好的粉末涂料中，以400r/min的转速搅拌，随后在搅拌的涂料中继续缓慢加入剩余混合液。

金属基片预处理：将尺寸为100mm×200mm×0.3mm的马口铁片用500目的水磨砂纸打磨，然后超声清洗1min；之后用乙醇洗涤，吹干待用。

涂膜制板：将预处理好的马口铁片固定在涂膜机上，将涂膜制备器放在涂膜位置上，添加约4g已制备好的涂料，调节涂膜机的涂膜速度为10mm/s，制备涂层。涂层固化后的厚度控制为70~80μm。

试板固化：①一步直接固化法，通过水性涂装工艺制备的涂层直接放置热鼓风干燥箱中，180℃固化10~20min后晾至室温待测；②阶梯温度固化法，将制备的涂层先于60~90℃环....