噴塑自動線工藝噴涂溫度對涂層附著力的影響
噴塑自動線工藝噴涂溫度對涂層附著力的影響
粉末涂料的涂裝過程是物理過程和化學過程并存的。在涂裝過程中,粉末涂料受熱在基材上熔融,同時又發(fā)生環(huán)氧樹脂的固化反應過程。
所謂噴涂溫度就是指粉末噴涂到基材上時,基材當時的溫度。噴涂溫度低,樹脂熔融后的黏度高,膠化時間長,固化反應速度慢,與基材潤濕時間長,形成的涂層的內(nèi)聚力高;
反之,噴涂溫度高,樹脂熔融黏度低,膠化時間短,固化反應速度快,與基材潤濕時間短,形成的涂層的內(nèi)聚力低。
如果從涂層與基材充分潤濕的角度考慮,黏度低的和潤濕時間長的潤濕效果好,但是,低黏度和長時間潤濕在粉末涂料涂裝過程中是彼此矛盾的。
因為固化反應的速度與固化溫度是成正比的關(guān)系,噴涂溫度高了,熔融黏度低,但同時發(fā)生交聯(lián)固化的時間就會縮短,所以在噴涂過程中選擇一個相對合理的溫度是比較重要的。
選用同一種粉末涂料,分別在180℃、200℃和220℃下進行噴涂,然后在200℃下固化。然后將測試板放入95℃的水浴中水煮30d,測試其附著力(測試方法根據(jù)SY/T0315—2013附錄)。測試結(jié)果如圖3所示。
從圖3的結(jié)果來看,200℃溫度下噴涂附著力效果最好。這是由于涂層與基材的粘結(jié)力、涂層內(nèi)聚力以及涂層在熱脹冷縮過程中產(chǎn)生的應力共同作用的原因。
噴涂溫度低,環(huán)氧樹脂固化得比較均勻,固化后涂層的內(nèi)聚力比較高,在水煮后涂層經(jīng)歷熱脹冷縮過程所產(chǎn)生的剪切應力偏大,當應力大于涂層與基材的粘結(jié)力時,涂層就容易從基材上剝離下來。
反之,提高噴涂溫度,環(huán)氧樹脂固化速度快,固化后涂層的內(nèi)聚力偏低,在水煮后涂層經(jīng)歷熱脹冷縮過程所產(chǎn)生的剪切應力偏小,涂層就不容易從基材上剝離。
同時,提高涂層的溫度能夠提高電子云的運動,有利于基材與涂層形成共價鍵,從而提高涂層的附著力。
但是,涂層孔隙率特別是粘結(jié)面的孔隙率會隨著噴涂溫度的升高而增大,孔隙率增大將影響涂層與基材的附著力,特別是對長期水煮后涂層附著力的影響,所以當溫度升高到一定程度,反而不利于附著力的提高。