摘 要：粉末靜電噴涂技術(shù)作為一種高效、環(huán)保、節(jié)能的涂裝方式在國內(nèi)得到了大力的推廣。目前，主要應(yīng)用于家電、汽車零配件及鋁型材上。本文針對在實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的附著力較差導(dǎo)致涂層剝落的問題進(jìn)行了闡述與分析，深入探究了溫度、前處理等因素對附著力的影響。

關(guān)鍵詞：粉末靜電噴涂；附著力；溫度；前處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.043

0 前言

我公司自2018年6月正式上線使用瑞士金馬自動噴涂系統(tǒng)，主要應(yīng)用于噴涂厚度為2mm的鈑金類零件，噴涂膜厚要求達(dá)到80μm，在生產(chǎn)過程中，粉末涂層出現(xiàn)了附著力不良導(dǎo)致涂層脫落的問題，這一問題嚴(yán)重影響涂層的防腐性能及機(jī)械性能，因此提高涂層附著力對于延長設(shè)備的使用壽命具有實(shí)際意義。

1 環(huán)氧聚酯型粉末的成膜機(jī)理

環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基、聚酯樹脂中的羧基與固化劑中的胺基發(fā)生縮聚、加成反應(yīng)交聯(lián)成大分子網(wǎng)狀體，同時釋放出小分子氣體（副產(chǎn)物）。固化過程分為熔融、流平、膠化和固化4個階段。當(dāng)溫度升高到熔點(diǎn)后零件上的表層粉末開始融化，并逐漸與內(nèi)部粉末形成漩渦直至全部融化。粉末全部融化后開始緩慢流動，在零件表面形成薄而平整的一層，此階段稱流平。溫度繼續(xù)升高到達(dá)膠點(diǎn)后有幾分短暫的膠化狀態(tài)（溫度保持不變），之后溫度繼續(xù)升高粉末發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化。

2 影響因素

2.1 固化溫度

我公司使用的阿克蘇環(huán)氧聚酯型粉末涂料（型號EL42F1）固化溫度為180℃—200℃，10—15分鐘。其中固化溫度和時間是指零件表面的實(shí)際溫度和維持不低于這一溫度的累積時間，而不是固化爐的設(shè)定溫度和零件在固化爐內(nèi)的行走時間。但兩者之間相互關(guān)聯(lián)，設(shè)備最初調(diào)試時需要使用爐溫跟蹤儀測量最大零件的上、中、下3點(diǎn)表面溫度及累積時間，并根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整固化爐設(shè)定溫度和輸送鏈速度（它決定零件在爐內(nèi)的行走時間），直至符合上述固化工藝要求。這樣就可以得出兩者之間的對應(yīng)關(guān)系，因此在一段時間內(nèi)（一般為2個月）只需要控制速度即可保證固化效果。

為了確定溫度對于粉末涂層固化的影響，我們對固化爐溫度進(jìn)行了隨爐測試（英國Dataqaq爐溫測試跟蹤儀）。測試結(jié)果如圖1：

從圖中可以看出設(shè)定溫度185℃，1.2m/min的鏈速條件下，180℃以上的累積時間僅為7分鐘，不能滿足固化所要去的工藝條件。而在設(shè)定溫度190℃，1m/min的鏈速條件下，180℃以上的累積時間達(dá)到了13分鐘，可以使粉末涂層完全固化?？紤]到溫度超過200℃可能會造成環(huán)氧聚酯型粉末黃變的風(fēng)險，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)情況，我們摸索出了合適的固化參數(shù)：設(shè)定溫度195℃，鏈速1.05m/min。

2.2 前處理工藝

前處理環(huán)節(jié)對于粉末涂裝來說必不可少，除了能夠增強(qiáng)底材的防腐蝕能力，還提供了粗糙的表面，有利于提高涂層的附著力，前處理質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到粉末涂層的質(zhì)量。目前，我公司采用的前處理工藝為磷化工藝，在Q235板材表面生成一層致密的灰黑色磷化膜。在粉末靜電噴涂工藝運(yùn)行前期，我公司采用武漢材保所提供的PA177-RUT2磷化進(jìn)行厚膜磷化處理，磷化膜厚60-70微米，與粉末涂層附著力差，極易與底材剝落。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并結(jié)合請教行業(yè)內(nèi)專家的結(jié)果，我們采用武漢材保所的PA277-100A磷化液進(jìn)行薄膜磷化小樣試驗(yàn)，并進(jìn)行粉末靜電噴涂涂層附著力劃格測試試驗(yàn)對比，經(jīng)劃格測試厚膜磷化后噴涂的粉末涂層附著力等級為3級，而薄膜磷化后得到的粉末涂層附著力等級≤1級。

根據(jù)劃格測試結(jié)果，采用低溫磷化得到的薄膜磷化體系與粉末涂層之間的配套性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采用中溫磷化得到的厚膜磷化體系。經(jīng)厚膜磷化處理的涂層附著力在3—4級，薄膜磷化處理的涂層附著力≤1級，滿足煙機(jī)產(chǎn)品的使用要求。通過摸索，我們得出了最佳的低溫磷化液工藝參數(shù)，中溫磷化液與低溫磷化液工藝參數(shù)對比見表1：

3 結(jié)語

在粉末靜電噴涂過程中，除了會出現(xiàn)涂層附著力不良的問題外，還存在著針孔、縮孔、粉堆、桔皮等缺陷，這就需要我們從底材表面潔凈度、膜厚、電流值、電壓值多方面進(jìn)行分析，通過多次探索試驗(yàn)，調(diào)整工藝參數(shù)，以求進(jìn)一步提高粉末涂層的質(zhì)量。

作者簡介：劉婷（1992-），女，湖南常德人，本科，學(xué)士，助理工程師，研究方向：表面處理。