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一、前言
漆膜表面出现深浅大小各不相同的裂纹,如漆膜呈现龟背花纹样的细小裂纹,则称为“龟裂”,更严重者,漆膜从裂纹处能见到下层表面,则称为“开裂”。
铝型材氟碳漆涂装生产中,“龟裂”在立式线冬季生产薄料时较常见,通常出现在型材的上半部分,“龟裂”长度约为1米。虽然“龟裂”现象不经常发生,但由于氟碳涂料价格较贵,生产成本较高,如果出现“龟裂”将不能返工,只能报废。
为此本文通过试验,从调漆工艺、漆膜厚度、烘烤温度、烘烤时间、固化升温曲线等方面探讨铝型材涂装生产中产生“龟裂”的原因。
二、实验部分
(1) 实验设备
肇庆亚洲铝厂立式氟碳生产线。
(2)试样制备
每批都用20支6米长型材进行试验,尺寸如图1所示。用某抗裂性能较差的二涂氟碳面漆,按不同的调漆工艺、漆膜厚度、烘烤温度、烘烤时间、固化升温曲线等条件进行试验。
(3)性能检测方法
采用目视的方法对型材易龟裂的部位进行检测,根据不同的龟裂程度进行评级,标准如下:
0-1级——无裂纹或有零星轻微不见基材裂纹,客户可接受;
1-5级——“龟裂”见基材,程度依次增加至漆膜卷起,客户不能接受。
将20支试验型材进行全检,个别异常数据不采纳,评级取平均值。
三、结果与讨论
(1)调漆工艺对涂料“龟裂”的影响
铝型材涂装生产时,要根据施工环境的温度和相对湿度加入适量的稀释剂来调节适当的粘度来控制漆膜的表面,以确保喷出的漆膜平整,无流坠、橘皮和云状现象。
在温度为18℃,相对湿度为27%时,使用不同调漆工艺的油漆进行试验,具体工艺参数及检测结果见表1
注:头尾两支料膜厚较厚,检测结果不采纳。
试验表明,“龟裂”程度与调漆工艺存在很大关系,调漆越干,“龟裂”程度愈大。
前处理工序较普通的氧化前的前处理工序简便,主要为脱脂与铬化,原料消耗较低,日常维护工作相对来说比较容易。前处理过程中为了提高生产效率,并且减少烘干过程中的能耗,多采用较大的料架,尽可能多装待处理的型材。对于一些质地较软的型材,应多在型材中间位置放置横杆,让凹槽部分尽量向上放置,有利于水份的蒸发。
(2)漆膜厚度对涂料“龟裂”的影响
为了能使涂料能够起到保护基材和装饰的作用,漆膜厚度必须达到一定的要求,根据GB/T5237.5-2008要求,二涂平均膜厚≥30μm,最小局部膜厚≥25μm。
同样在温度为19℃,相对湿度为32%时,在保证底漆膜厚一致的情况下,喷涂不同厚度的面漆进行试验,具体参数及检测结果见表2
试验表明,“龟裂”程度与面漆漆膜厚度存在较大关系,面漆漆膜越厚,“龟裂”程度愈大。
(3)烘烤温度对涂料“龟裂”的影响
涂料经喷涂流平后需要高温烘烤后才能固化成膜,氟碳涂料通常烘烤温度控制在230~240℃之间,烘烤温度过低,涂料附着性能达不到要求。
同样在温度为18℃,相对湿度为28%时,在保证其它工艺一致的情况下,按不同的烘烤温度进行试验,具体参数及检测结果见表3
试验表明,“龟裂”程度与烘烤温度存在一定关系,烘烤温度越高,“龟裂”程度愈大。
(4) 烘烤时间对涂料“龟裂”的影响
根据氟碳涂料的工艺要求,其固化条件为230~240℃,8分钟以上,烘烤时间不够则性能无法保证,控制烘烤时间主要是靠调节链条的链速,本厂固化炉在链速为3.2米/分钟时,230℃以上时间约12分钟,链速为3.8米/分钟时,230℃以上时间约9分钟。
同样在温度为20℃,相对湿度为27%时,在保证其它工艺一致的情况下,按不同的链速控制烘烤时间进行试验,具体参数及检测结果见表4
试验表明,“龟裂”程度与烘烤时间存在较大关系,烘烤时间越长,“龟裂”程度愈大。
(5) 固化升温曲线对涂料“龟裂”的影响
由于“龟裂”通常出现在型材的上半部分,长度约为1米的范围内,因此对“龟裂”处与其相邻部位的固化炉温曲线进行测试,结果如图2所示
从图2中可以看出,在“龟裂”处的固化升温曲线中存在异常,在升温过程中有一段时间温度维持在120℃左右,不能升温。由此可表明,“龟裂”程度与固化升温曲线存在很大关系,是造成“龟裂”的根本原因。
四、结论
通过对上述影响铝型材涂装生产中产生“龟裂”的原因探讨,可以得出产生“龟裂”的根本原因是固化升温时有一段时间维持在120℃左右,这属于设备原因造成的,设备有待改进。
“龟裂”与调漆工艺、漆膜厚度、烘烤时间存在较大关系,与烘烤温度存在一定关系。
对于上述原因,在生产时抗裂性差的涂料时应提前注意控制,发现问题应及时调整。