CN108948940A - 一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金门窗型材表面涂层加工技术领域，具体涉及一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，粉末涂层原料包括以下组分：粒径为700‑900目的聚醚醚酮、聚四氟乙烯、钨酸锆空心球、改性六环石粉、复合助剂；所述复合助剂包括偶联剂、消泡剂。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中条件可控，合理选择相应性质的原料并合理配比，在铝合金表面形成的涂层性能稳定，不使用有机溶剂稀释，安全环保，涂料利用率高，聚醚醚酮在静电喷涂过程中流平性好，涂层表面平整光滑，缩孔问题得到了有效控制，所得涂层在厚度降低的前提下仍具有较强的机械强度、耐化学腐蚀性和耐候性，装饰性强，经济效益显著。

Description

一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法
技术领域
本发明属于铝合金门窗型材表面涂层加工技术领域，具体涉及一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法。
背景技术
近几十年以来，铝合金门窗型材表面涂层的静电粉末喷涂技术飞速发展，铝合金门窗是由铝合金门窗型材加工制成的，其表面涂层功能主要通过对型材表面静电涂装粉末涂料来实现，粉末涂料表面经典喷涂铝合金门窗作为一种重要的建筑工业产品，由于其较为低廉的成本以及方便高效的制备手段，拥有广大的市场需求，其应用前景十分广阔，粉末静电喷涂可长期使用，具有较强的机械性能，耐化学腐蚀和耐自然老化性能，一次喷涂可长期使用，维修保养方便，施工周期短，不污染环境，具体工艺包括表面前处理、检验、上件、静电喷涂、固化成膜、下件、检验、成品包装，但在实际喷涂过程中涂层容易出现缩孔问题，喷涂缩孔问题影响产品合格率，分析产生缩孔的原因，通常有更换粉末时喷粉系统清理不彻底、不同类型的粉末混用、粉末保存不当；粉末分子量分布范围太宽、粉末原材料贮存不当受潮、压缩空气含水/油量超标；前处理药液浓度偏低、烘干炉温度偏低、喷涂线速过快等问题，其中聚醚醚酮是粉末涂料的一种，是以聚醚醚酮为主要原料的粉末涂料，在高温、防腐、耐磨、辐射方面具有非常好的综合性能，为了改善其缩孔缺陷，现有技术中通过采用超低温冷冻和高速分散制备粉末涂料或通过热氧处理方法改善聚醚醚酮在静电喷涂中的流平性能，但在实际操作中为了增加涂层的力学性能，通常会对增加多种填料配合，在热氧处理时由于多种配料的热性能不同，很容易出现分布不均匀的情况，因此，需要对铝合金门窗型材表面聚醚醚酮粉末喷涂技术进一步研究改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，包括以下内容：
（1）粉末涂层原料包括以下重量份的组分：粒径为700-900目的聚醚醚酮100份、聚四氟乙烯6-8份、钨酸锆空心球1-3份、改性六环石粉4-6份、复合助剂0.2-0.6份；所述复合助剂包括偶联剂、消泡剂，偶联剂、消泡剂的重量比为2-3:3；
所述改性六环石粉的制备方法为：将六环石粉用质量浓度为6-7%的盐酸溶液浸泡处理20-30分钟，完成后用去离子水冲洗至中性，在400-500℃的条件下煅烧1-2小时，去除后研磨，过200目筛，将所得粉末与相当于其重量2.2-2.8%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.4-2.0%的聚己二酸蓖麻油酯多元醇、0.4-0.8%的硬脂酸镁、0.1-0.3%的硼酸锌搅拌混合，然后在微波功率为650-750W、温度为55-65℃的条件下处理20-30分钟，即得；
（2）将上述各原料除复合助剂外的其他原料混合，放入球磨罐中密封，球磨罐经抽真空并充入氮气，在转速为300-400转/分钟的条件下球磨10-14小时，得到球磨料，加入复合助剂即得粉末涂层粉料；
（3）在喷涂前将铝合金门窗型材采用槽浸式化学处理发进行除油、除锈剂磷化、钝化处理，保证铝合金门窗型材清洁、干燥后利用高压静电进行喷涂，喷枪口与工件的距离为15-20cm，涂层的厚度为50-70μm；
（4）将上述粉末涂料经熔融、流平后固化，固化条件为155-165℃，固化时间为30-40分钟。
作为对上述方案的进一步改进，所述聚四氟乙烯的分子量为5000-15000。
作为对上述方案的进一步改进，所述钨酸锆空心球的粒径为0.8-3.6μm，球壳厚度为1.2-1.8μm，密度为2.8g/cm³，平均热膨胀系数为-11.4×10-6K-1。
作为对上述方案的进一步改进，所述偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂；所述消泡剂为甘油三羟基聚醚和磷酸三丁酯中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）中球料比为30-40:1。
作为对上述方案的进一步改进，所述喷涂工艺条件为高压静电发生器的输出电压为50-70kV，喷枪气压为0.15-0.25MPa；在喷涂前除去压缩空气中的水和油。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中条件可控，合理选择相应性质的原料并合理配比，在铝合金表面形成的涂层性能稳定，不使用有机溶剂稀释，安全环保，涂料利用率高，聚醚醚酮在静电喷涂过程中流平性好，涂层表面平整光滑，缩孔问题得到了有效控制，所得涂层在厚度降低的前提下仍具有较强的机械强度、耐化学腐蚀性和耐候性，装饰性强，经济效益显著。
具体实施方式
实施例1
一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，包括以下内容：
（1）粉末涂层原料包括以下重量份的组分：粒径为700-900目的聚醚醚酮100份、聚四氟乙烯7份、钨酸锆空心球2份、改性六环石粉5份、复合助剂0.4份；所述复合助剂包括偶联剂、消泡剂，偶联剂、消泡剂的重量比为2.5:3；
所述改性六环石粉的制备方法为：将六环石粉用质量浓度为6.5%的盐酸溶液浸泡处理25分钟，完成后用去离子水冲洗至中性，在450℃的条件下煅烧1.5小时，去除后研磨，过200目筛，将所得粉末与相当于其重量2.5%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.7%的聚己二酸蓖麻油酯多元醇、0.6%的硬脂酸镁、0.2%的硼酸锌搅拌混合，然后在微波功率为700W、温度为60℃的条件下处理25分钟，即得；
（2）将上述各原料除复合助剂外的其他原料混合，放入球磨罐中密封，球磨罐经抽真空并充入氮气，在转速为350转/分钟的条件下球磨12小时，得到球磨料，加入复合助剂即得粉末涂层粉料；
（3）在喷涂前将铝合金门窗型材采用槽浸式化学处理发进行除油、除锈剂磷化、钝化处理，保证铝合金门窗型材清洁、干燥后利用高压静电进行喷涂，喷枪口与工件的距离为18cm，涂层的厚度为60μm；
（4）将上述粉末涂料经熔融、流平后固化，固化条件为160℃，固化时间为35分钟。
其中，所述聚四氟乙烯的分子量为5000-15000；所述钨酸锆空心球的粒径为0.8-3.6μm，球壳厚度为1.2-1.8μm，密度为2.8g/cm³，平均热膨胀系数为-11.4×10-6K-1；所述偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂；所述消泡剂为磷酸三丁酯；所述步骤（2）中球料比为35:1；所述喷涂工艺条件为高压静电发生器的输出电压为60kV，喷枪气压为0.2MPa；在喷涂前除去压缩空气中的水和油。
实施例2
一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，包括以下内容：
（1）粉末涂层原料包括以下重量份的组分：粒径为700-900目的聚醚醚酮100份、聚四氟乙烯6份、钨酸锆空心球1份、改性六环石粉4份、复合助剂0.6份；所述复合助剂包括偶联剂、消泡剂，其重量比为2:3；
所述改性六环石粉的制备方法为：将六环石粉用质量浓度为7%的盐酸溶液浸泡处理30分钟，完成后用去离子水冲洗至中性，在400℃的条件下煅烧2小时，去除后研磨，过200目筛，将所得粉末与相当于其重量2.2%的脂肪酸失水山梨醇酯、2.0%的聚己二酸蓖麻油酯多元醇、0.4%的硬脂酸镁、0.3%的硼酸锌搅拌混合，然后在微波功率为650W、温度为55℃的条件下处理30分钟，即得；
（2）将上述各原料除复合助剂外的其他原料混合，放入球磨罐中密封，球磨罐经抽真空并充入氮气，在转速为400转/分钟的条件下球磨10小时，得到球磨料，加入复合助剂即得粉末涂层粉料；
（3）在喷涂前将铝合金门窗型材采用槽浸式化学处理发进行除油、除锈剂磷化、钝化处理，保证铝合金门窗型材清洁、干燥后利用高压静电进行喷涂，喷枪口与工件的距离为15cm，涂层的厚度为50μm；
（4）将上述粉末涂料经熔融、流平后固化，固化条件为165℃，固化时间为30分钟。
其中，所述聚四氟乙烯的分子量为5000-15000；所述钨酸锆空心球的粒径为0.8-3.6μm，球壳厚度为1.2-1.8μm，密度为2.8g/cm³，平均热膨胀系数为-11.4×10-6K-1；所述偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂；所述消泡剂为磷酸三丁酯；所述步骤（2）中球料比为30:1；所述喷涂工艺条件为高压静电发生器的输出电压为70kV，喷枪气压为0.25MPa；在喷涂前除去压缩空气中的水和油。
实施例3
一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，包括以下内容：
（1）粉末涂层原料包括以下重量份的组分：粒径为700-900目的聚醚醚酮100份、聚四氟乙烯8份、钨酸锆空心球3份、改性六环石粉6份、复合助剂0.2份；所述复合助剂包括偶联剂、消泡剂，其重量比为3:3；
所述改性六环石粉的制备方法为：将六环石粉用质量浓度为6%的盐酸溶液浸泡处理20分钟，完成后用去离子水冲洗至中性，在500℃的条件下煅烧1小时，去除后研磨，过200目筛，将所得粉末与相当于其重量2.8%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.4%的聚己二酸蓖麻油酯多元醇、0.8%的硬脂酸镁、0.1%的硼酸锌搅拌混合，然后在微波功率为750W、温度为65℃的条件下处理20分钟，即得；
（2）将上述各原料除复合助剂外的其他原料混合，放入球磨罐中密封，球磨罐经抽真空并充入氮气，在转速为300转/分钟的条件下球磨14小时，得到球磨料，加入复合助剂即得粉末涂层粉料；
（3）在喷涂前将铝合金门窗型材采用槽浸式化学处理发进行除油、除锈剂磷化、钝化处理，保证铝合金门窗型材清洁、干燥后利用高压静电进行喷涂，喷枪口与工件的距离为20cm，涂层的厚度为70μm；
（4）将上述粉末涂料经熔融、流平后固化，固化条件为155℃，固化时间为40分钟。
其中，所述聚四氟乙烯的分子量为5000-15000；所述钨酸锆空心球的粒径为0.8-3.6μm，球壳厚度为1.2-1.8μm，密度为2.8g/cm³，平均热膨胀系数为-11.4×10-6K-1；所述偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂；所述消泡剂为甘油三羟基聚醚；所述步骤（2）中球料比为40:1；所述喷涂工艺条件为高压静电发生器的输出电压为50kV，喷枪气压为0.15MPa；在喷涂前除去压缩空气中的水和油。
设置对照组1，将实施例1中钨酸锆空心球去掉，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中改性六环石粉替换成等重量的未改性六环石粉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中改性六环石粉去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中粒径为700-900目的聚醚醚酮替换成等重量的粒径小于700目的聚醚醚酮，其余内容不变；设置对照组5，将实施例1中粒径为700-900目的聚醚醚酮替换成等重量的粒径大于900目的聚醚醚酮，其余内容不变；设置对照组6，将实施例1中步骤（2）去掉，按申请号为2015102021736中实施例1中方法加工粉末涂料，其余内容一样；设置实验，在铝合金表面喷涂上述各组涂膜，按国标检测各项性能，其中附着力测试方法参照GB1720，冲击强度参照GB1732，柔韧性参照GB1731，耐化学性参照GB1763，得到如下结果：
表1
组别 附着力 耐冲击强度（kg·cm） 涂层硬度（邵氏） 摩擦系数 表面流平性
实施例1 0 58.2 86 0.18 较好
实施例2 0 59.3 87 0.16 较好
实施例3 0 58.6 86 0.18 较好
对照组1 0 52.7 80 0.17 良好
对照组2 2 48.6 78 0.23 一般
对照组3 1 51.7 82 0.21 一般
对照组4 1 57.6 85 0.18 良好
对照组5 0 52.4 82 0.20 较好
对照组6 1 51.9 80 0.22 良好
表2
出现腐蚀时间（天） 10wt%氢氧化钠 10wt%盐酸 10wt%氯化钠
实施例1 ≥180 ≥180 ≥180
实施例2 ≥180 ≥180 ≥180
实施例3 ≥180 ≥180 ≥180
对照组1 156 137 171
对照组2 124 116 135
对照组3 137 125 142
对照组4 ≥180 ≥180 ≥180
对照组5 ≥180 ≥180 ≥180
对照组6 147 132 165
通过上述数据比较可知，本发明中制备所得粉末涂层综合性能较好，附着力强，耐腐蚀性能强，无缩孔现象。

Claims (6)

1.一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，其特征在于，包括以下内容：
（1）粉末涂层原料包括以下重量份的组分：粒径为700-900目的聚醚醚酮100份、聚四氟乙烯6-8份、钨酸锆空心球1-3份、改性六环石粉4-6份、复合助剂0.2-0.6份；所述复合助剂包括偶联剂、消泡剂；
所述改性六环石粉的制备方法为：将六环石粉用质量浓度为6-7%的盐酸溶液浸泡处理20-30分钟，完成后用去离子水冲洗至中性，在400-500℃的条件下煅烧1-2小时，去除后研磨，过200目筛，将所得粉末与相当于其重量2.2-2.8%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.4-2.0%的聚己二酸蓖麻油酯多元醇、0.4-0.8%的硬脂酸镁、0.1-0.3%的硼酸锌搅拌混合，然后在微波功率为650-750W、温度为55-65℃的条件下处理20-30分钟，即得；
（2）将上述各原料除复合助剂外的其他原料混合，放入球磨罐中密封，球磨罐经抽真空并充入氮气，在转速为300-400转/分钟的条件下球磨10-14小时，得到球磨料，加入复合助剂即得粉末涂层粉料；
（3）在喷涂前将铝合金门窗型材采用槽浸式化学处理发进行除油、除锈剂磷化、钝化处理，保证铝合金门窗型材清洁、干燥后利用高压静电进行喷涂，喷枪口与工件的距离为15-20cm，涂层的厚度为50-70μm；
（4）将上述粉末涂料经熔融、流平后固化，固化条件为155-165℃，固化时间为30-40分钟。
2.如权利要求1所述一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯的分子量为5000-15000。
3.如权利要求1所述一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，其特征在于，所述钨酸锆空心球的粒径为0.8-3.6μm，球壳厚度为1.2-1.8μm，密度为2.8g/cm³，平均热膨胀系数为-11.4×10-6K-1。
4.如权利要求1所述一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，其特征在于，所述偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂；所述消泡剂为甘油三羟基聚醚和磷酸三丁酯中的一种。
5.如权利要求1所述一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，其特征在于，所述步骤（2）中球料比为30-40:1。
6.如权利要求1所述一种避免铝合金门窗型材表面喷涂粉末涂层缩孔的方法，其特征在于，所述喷涂工艺条件为高压静电发生器的输出电压为50-70kV，喷枪气压为0.15-0.25MPa；在喷涂前除去压缩空气中的水和油。
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CN114986093A (zh) * 2022-05-27 2022-09-02 绍兴禹馨装饰有限公司 一种无缝纱窗铝合金框架生产工艺

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