粉末涂料在非导电塑料基材上的应用研究
摘要:
本文介绍了一种应用于非导电塑料基材的预热喷涂法,通过在喷涂前对塑料基材进行预加热,来提高喷涂上粉率及均一度,并减少表面缺陷。
为降低粉末的固化温度,使用了加拿大颗粒技术中心(PTRC)低温固化剂,使固化温度降低至140℃。此外,研究了粒径、粒径分布对涂层性能的影响。
1 前言
粉末涂料因其环境友好(零VOCs)、废粉可回收及优异的化学保护性等优点,一直以来受到市场的欢迎,被广泛应用到众多领域。
2018年,中国粉末涂料年产量同比增长12.38%,市场份额仍在持续增加,然而,由于一些不足,粉末涂料尚不能完全取代液体涂料。
喷涂方式是限制粉末涂料更广应用的重要因素之一。不同于液体涂料,粉末涂料主要是通过静电喷涂的方式实现。
静电喷涂的原理是,粉末颗粒在Corona喷枪高压电场产生的电晕区带电,或通过Tribo喷枪摩擦带点,被吸附到接地线的工件上。
因此,喷涂过程中,要求基材必须能够导电,而这也将粉末涂料的应用主要限制在了金属基材上。
塑料基材具有优良的物理力学性能、装饰性能和加工性能等,对其进行涂装不仅能增加美观,也能够给塑料基材提供物理、化学保护。
粉末涂料涂层具有优异的耐划伤、耐腐蚀性能,但因塑料基材导电性不足、易形成表面缺陷等原因,粉末涂料在该类基材上的应用较困难。
如果直接对塑料基材进行静电喷涂,带电颗粒及自由电子会使得塑料基材快速带电,又由于塑料为良好的绝缘体,没有相反极性的电子能通过地线来中和基材表面电荷。
基材表面会快速形成电场,阻止后续喷涂的粉末上粉,造成基材上粉不足或上粉不均(图1),即“反向电离”现象。
因此,直接对不导电的塑料基材进行静电喷涂并不可行。此外,一些塑料基材在加工、储存过程中,会吸收空气中的水分及其他可挥发性气体。
这些物质会在烘烤过程中释放,造成涂膜鼓泡、针孔等表面缺陷,也给粉末涂料在塑料基材的应用带来困难。
许多研究者提出了多种方式,希望能够将粉末涂料应用在塑料基材上,如预涂导电底漆、在基材中加入导电物质、使用导电背板等,但这些方式依然存在上粉率不足、应用面窄等问题。
本文使用对基材进行预加热的方式,来提高喷涂的上粉率及涂膜的平整度。通过在喷涂前对基材预热,一方面可以使落在板....
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