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铸铁散热器专用粉末涂料的创新与发展点击：1559 日期：[ 2014-04-27 11:50:50 ] |
| 前言 众所周知，由于铸铁散热器的耐腐蚀、使用寿命长、易于加工、造型多样等诸多优点，不可能被其他类型散热器完全取代，但是由于铸铁散热器表面粗糙、平整度差，使用白色高光粉末时需要仔细打磨后，再需两次喷涂才能达到满意的装饰效果，而且生产效率低，耗能极大，天津金王公司通过对市场的调研，发现只有美术型粉末才能掩盖其底材瑕疵，能实现一次喷涂，如今市场上所使用的花纹粉末都是深颜色的，在家装过程中，不符合年轻人家居装修风格和潮流，因此我公司结合了装修风格的多样化、针对铸铁散热器开发了各种浅色花纹系列粉末涂料，此产品具有很强的装饰性能，可遮盖铸铁散热器基材表面不平整带来的缺陷，从而使铸铁散热器亮丽多彩，让铸铁散热器以全新的面貌进入建材市场，更好地应用于采暖散热器行业! 一、铸铁散热器用粉末涂料的创新 (一)、浅色花纹粉末原材料的选择及配方设计 1.1设计配方采用环保材料，低温固化材料，具有低碳节能环保优点。 主要采用环氧聚酯型体系，聚酯采用低温固化聚酯，普通的环氧聚酯性体系固化温度是180°C/15分钟，而我们新研制的花纹粉末采用低温固化树脂，固化体系是160度/15分钟，配方中所用的颜料采用环保颜料。 1.2选择树脂的玻璃化温度和软化点 树脂的玻璃化温度是树脂的玻璃态与树脂的高弹态相互转变时的温度。树脂在玻璃态时是脆性的，易粉碎而不发生粘连，在高弹态时则会发生粘连现象。粉末涂料在生产中的冷却、磨粉以及产品的储运时一定要考虑这一指标。由于树脂的分子量不是单一值，是在一定范围内呈分布状态的，因此树脂没有一个确定的熔点，但是有一个较大变形的温度，称之为树脂的软化点。在设计浅色花纹粉末时，适合用软化点高的树脂。这样固化比较完全，粉末涂膜花纹立体感强，花纹清清晰，同时提高粉末涂料涂膜的性能。 1.3环氧树脂的有机氯和无机氯含量 环氧树脂的有机氯和无机氯含量是做花纹粉末的重要指标，两者含量应越低越好。有机氯含量高则影响涂膜的固化速度，使树脂固化不充分，影响涂膜性能。缩短涂膜的使用寿命，环氧树脂的无机氯值是由于对树脂的后处理不完全使副产物残留而引起的,无机氯在树脂中会影响到以后涂层的耐水性和电绝缘性能。 1.4树脂的粘度 树脂的粘度是形成花纹纹理大小的重要指标，粉末涂料用的树脂在常温下是固体的，因此树脂的粘度是在较高温度下测定的，它也是反映树脂平均分子量的一个参数(树脂的粘度高则平均分子量大)，因此黏度数值在生产挤出过程树脂对颜填料的润湿性能，以及涂料在成膜时的流平性能方面可以起到判断和对比的作用。粘度低的树脂较利于其对颜填料的润湿分散，也利于涂料成膜时熔融初始的流动。粘度低的树脂形成的花纹纹理大，反之亦然。 1.5颜料的热稳定性 指在规定条件下，颜料不会发生退色、变色、甚至分解的最高温度。由于花纹粉末涂料的生产过程和使用过程都会遇到高温情况，因此，颜料的耐温性也就显得尤为重要。许多有机颜料的耐温性能达不到粉末涂料的使用条件，因此在设计花纹粉末配方时所采用的颜料都是进口颜料，耐温性超过180°以上的颜料。 2、浅色花纹粉配方的设计与研制： 我们在设计铸铁散热器花纹粉末涂料配方之前，首先调研了几个国内大型的铸铁散热器厂家，如：山西学栋散热器、北铸散热器、北京派捷散热器等等，对散热器企业的涂装方法和涂装工艺条件(如：烘烤温度、烘烤时间、自动化程度等)、涂膜性能技术指标和特殊要求。经过调查发现：现在普遍使用的铸铁散热器白色高光粉，对铸铁散热器底材要求很严格，须仔细打磨，然后采用两次喷涂，二次固化，，如果在施工过程中打磨不彻底，二次上粉差或层间附着力差，就会影响涂装后的效果。即浪费人工，又浪费能源，而且生产效率很低。针对这一情况，我们和客户沟通设计了一套浅色花纹系列粉末，能整体提高铸铁散热器外观质量，既不影响散热器主体颜色，又能实现一次喷涂，同时能掩盖底材瑕疵，这样可以说是一举多得： A:减少打磨工序、降低工人劳动强度，提高生产效率 B：把二次喷涂，两次固化改为一次喷涂、一次固化，节约能源，提高生产效率，节能环保。 C：提高铸铁散热器的整体外观，使产品提档升级，增加市场份额 另外，我们在配方设计中针对铸铁散热器对漆膜附着力、漆膜耐冲击性、化工行业标准所要求的漆膜硬度、有害物质及重金属含量的指标进行了攻关。经过多次合理配方匹配，研制了高性能的铸铁散热器用浅色花纹粉末涂料。无论在原料选择、配方设计、生产工艺都与普通粉末涂料有很大的优越性。应该说铸铁散热器用浅色花纹粉末涂料配方设计专用性比较强，掌握调试配方技巧和优化，是稳定产品技术指标的关键。其特点铸铁散热器外观应具有色彩亮丽，花纹立体感强、纹理清晰、涂膜表面硬度高等优点。2.1铸铁散热器花纹粉末涂料的配方设计，以白色花纹底粉为例： 各种粉末涂料体系试验对比： 表1 性能对比： 表2 注1：以上试验采用0.35mm厚的除锈，除油冷轧钢板，涂膜厚度为90-100微米。 2.检测标准和检测方法以企业标准Q/12BJ6099-2012和行业标准HG/T2006-2006。 经试验对比，发现配方5的涂膜外观、固化条件等综合性能比较优异，且无毒环保，更适合铸铁散热器涂装指标要求，以配方5体系为基础，根据不同的性能需要适当调整即可完成铸铁散热器专用浅色花纹粉末涂料体系，满足铸铁散热器涂装要求。 反复对比试验确定环氧聚酯型粉末涂料体系——进行多家多种环氧聚酯和助剂颜料的对比筛选试验选择原料——针对铸铁散热器涂装的特点特殊设计配方——试验论证——调整配方设计——再试验论证再调整配方设计——经多次试验论证和配方优化确定最终配方比例——通过小批量生产、客户试用——再调整配方优化、生产工艺、再小批量生产客户试用——多次反复试验论证——最终确立最优异的配方设计组合即铸铁散热器专用浅色花纹粉末涂料体系——大批量生产并已经推广应用 2.2铸铁散热器专用浅色花纹粉末涂料体系(即配方1)： 表3 以上配方可看出：环氧、树脂不同比例搭配的两种组合，以5：5低温固化树脂和6：4树脂同时出现在配方中，以5：5低温固化树脂为主，降低固化温度，用少量6：4树脂调节体系粘度，同时调节花纹大小，这种组合产品能满足花纹粉末的纹理要求，同时这种配方体系兼容了5：5体系和6：4体系两种体系的优点(比如体系粘度、涂膜硬度和固化速度)。当然，用普通的原料按上述配方是做出的花纹粉末并不理想。我公司所用的5:5树脂和6:4树脂都是根据我们所提供的技术指标生产的，而且要求的技术指标比较严格。 (二)、铸铁散热器专用浅色花纹粉末的研发过程 1、解决生产过程中关键技术问题 铸铁散热器浅色花纹粉末生产工艺过程与质量控制尤为重要。在粉末涂料生产过程中，操作工人、设备、原料、方法、环境等各环节都可能会出现某些差异，这些差异往往会造成产品质量上的偏差，工艺人员需要通过各种手段对生产过程进行质量监控，最终产品质量达到合格。 A：从原材料入手，解决了现有市场上因聚酯树脂粘度大花纹粉末纹理差的问题，公司采用与树脂厂定做特殊的粘度指标，来解决的纹理差问题。 B：采用金红石型钛白粉解决了边角覆盖率差的问题，解决了铸铁散热器粉末的耐热性差的问题。 C：在设计配方时，利用低温固化5：5树脂和6：4树脂的不同黏度调整粉末涂料的流平和固化速度，并在配方中加入特殊助剂，主要解决了铸铁散热器喷涂中存在的各种缺陷，粉末粘、纹理小、上粉差等缺陷. D：通过在配方中加入聚酰胺蜡粉，解决散热器粉末容易出现的气泡问题。 E：通过在配方中加入聚丙烯蜡粉，提高了散热器粉末涂料的硬度及抗划伤性能。 2、铸铁散热器用浅色花纹粉末涂料主要性能指标：表4 (三)、铸铁散热器用浅色花纹粉末涂料生产工艺原理及其质量控制原则 根据热固性粉末涂料的生产设备系统的结构，一般把生产工艺过程分为四个工序：配、混料工序;热混炼、挤出工序；冷却、破碎工序；磨粉、筛分工序。铸铁散热器用浅色花纹粉末就生产和产品控制而言就是两个要点：如何使粉末涂料的各种原材料混合分散均匀，使其具备涂料的性能；如何将混合分散好的物料加工成合适粒度的粉料，以利于涂装使用。前两道工序，其目的就是要使成膜树脂相互溶解均匀，并使颜填料在树脂中分散得足够均匀。而后两道工序，就是如何将粉磨好。 1、配、混料的质量控制 粉末涂料的原料大多是固体物料，粉末涂料原料的混合就是将不同物质相互混合均匀，以利于下道工序——混炼、挤出进行。 配料方面首先是配料的计量器具和称量误差。其次控制材料的投料顺序和配料工艺。 2、混炼、挤出工序 混炼、挤出工序是粉末涂料原料的相互溶解以及树脂对颜填料的分散过程。由于设备的差异和产品的多样性，各工艺参数也不相同。确定挤出工序中给料量、螺杆转速和挤出机各段温度参数有一定的原则。 螺筒的温度：控制靠近进料口的温度，在不使螺杆的螺旋进料器粘结物料的情况下越高越好，控制靠近出料口的温度，在不使挤出物料发生固化反应(或胶化)的情况下越高越好，这样树脂的黏度低，利于树脂间的溶解及其对颜填料的分散。 螺杆转速：控制螺杆的转速，转速越高，越利于树脂对颜填料的分散。 挤出机的给料量：控制挤出机料斗的进料器最大值以螺筒进料口不积料为准。物料在螺筒内传送过程中带走了螺筒内的部分热量，起到了一部分温度调节的作用。 3、冷却、破碎工序 冷却、破碎工序是利用材料的热塑性，利用压片辊把热的物料挤压成薄片，使其能快速冷却并破碎。冷却、破碎工序有两个参数需要控制：压片厚度和钢带传送速度。一般控制料片的厚度在1～1.5mm，调整传送带速度，不致使压片辊上过度积料。控制压片辊冷却水温尽量低，螺筒的冷却水系统与压片辊的冷却水系统应该分开。 4、磨粉的质量控制：随时调整ACM磨粉机控制参数。在磨粉的全过程当中，要随时用标准筛对粉末的筛余物进行监控，以防止漏筛、破筛的情况发生。 生产过程的质量控制主要是涂膜外观、物理性能的检测控制和部分粉体性能的控制，生产出粉末产品还需进一步的质量检测。 (四)、铸铁散热器用浅色花纹粉末涂料产品品质、配方及工艺之间的关系 如果生产设备先进、原料选用的好、配方结构合理、工艺方法得当，就比较容易生产出好的粉末涂料来。但在实际当中有些小厂往往是设备老旧，原材料指标并不稳定，常常造成产品的指标经常有波动。这样就不会生产出质量稳定的花纹粉末涂料， 天津金王粉末涂料有限公司粉末生产线比较先进，自动化程度非常高，粉末涂料的原材料的控制---配料--混料--挤出--磨粉--过筛--检验。生产工艺中的几道工序的关键控制点都做到了自检、互检、抽检等层层把关。严防不合格产品进入成品库。 粉末涂料作为一种精细的化工产品，每一个产品的配方都要有十几种原材料按照精密的配比组成，那么要想作出优质粉末的产品，第一要对原材料的采购进行严格筛选，公司制定了《原材料检验试验标准》，严格按《原材料检验试验标准》对原材料进行检验。不符合标准的一律退货。第二，精密设计配方，在设计配方时，根据客户的喷涂条件，了解客户的需求，再根据我公司的散热器专用粉末标准做到产品的完美性。第三，严格控制车间的生产工艺。第四、对生产出来的产品进行严格检验(其中包括自检、互检和抽检)。 二、铸铁散热器专用粉末涂料的发展 (一)、技术创新点，引入珠光粉进行绑定 1、花纹可分为锤纹、点状花纹和闪光花纹，色彩以浅色为主，艺术性强，极易与整体家居配套相结合。 2、改变传统的浅色花纹面才浮颜料，容易掉浮色现象，改为用珠光粉浮面才，提高耐老化性能。 3、该粉末涂料在同等相同温度下，固化温度低，能快速固化，效率高，与普通粉末相比达到了节能降耗的目的。 4、该涂料具有高装饰性，优良的流平、光泽、附着力、硬度及柔韧性等机械性能，解决了散热器粉末涂料的抗静电屏蔽性，增强弯角上粉，解决气泡等问题; 5、减少前处理工序，提高生产效率，使用方便，性能佳，坚固耐用，经济性优于白色高光粉末涂料，可实现一次涂装。 6、该涂料综合技术性能居国内同类涂料的领先水平; (二)铸铁散热器涂装技术要点及注意事项： 铸铁散热器喷涂与普通工件喷涂的差别 A:散热器形状各异、材质不同，并且焊缝多、死角多 B:铸铁散热器比较重，工件的吸热量大、需预热后再喷涂 因此在喷涂时必须注意以上两点，铸铁散热器由于底材存在缺陷，并且它的吸热量比较大，因此应该厚喷，在喷涂时应按“先里后外、先难后易”的原则，即先喷里面夹层、死角、焊缝，再喷外面焊缝、死角，然后把多余的粉末震下去或用毛刷扫掉，再喷外面比较容易喷涂的地方。 二次喷涂技巧：主要在打磨工序和工件预热热喷，如果是固定炉采用二次喷涂，需工件彻底打磨后，最好用潮湿的(不起毛)抹布擦一下或低温快速烘烤一下来消除静电，如果是流水线喷涂，可简单打磨一下死角，再把工件进行预热即可二次喷涂。 进行二次喷涂时，应适当减低电压，增加气压，防止出现针孔现象。 (三)市场推广情况及发展前景 经过山西北铸散热器、北京派捷散热器、哈尔滨尧舜散热器等多家铸铁散热器生产企业使用。无论颜色，光泽度、纹理效果、饱和度，二次上粉效果均符合行业标准要求，并已经形成各种浅色花纹的产品系列，受到了用户的认可和好评，在业界享有良好的口碑。天津金王粉末涂料有限公司在国内现已经形成“金王”品牌效应，成为散热器厂商指定为涂装专用粉末涂料供应商。 三、总结 随着我国国民经济的蓬勃发展，住宅产业形成了新的经济增长点和支柱产业，从而拉动了房地产业和建筑业的快速发展。住房产业的繁荣使装饰涂料的需求量越来越大，集节能、环保、装饰于一体的新型节能粉末涂料已成为节能涂料市场的新亮点。 随着铸铁散热器的形状、材质的不断更新，铸铁散热器专用粉末涂料也越来越得到用户的关注，采暖散热器不仅仅是采暖，而是将采暖功能和审美功能融合在一起，使采暖散热器的颜色与家居更协调！因此天津金王粉末涂料有限公司新开发的珠光系列浅色花纹散热器专用粉末涂料，丰富了粉末涂料的品种和装饰性，是一种兼顾功能和装饰与一体的粉末涂料体系，具有很强的市场竞争力，具有明显的经济效益和良好的社会效益，其市场发展前景广阔！ ！1 |
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