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涂装知识

粉体涂装的介绍

黑咖啡2008-05-2910:

15

粉体涂装的介绍粉体涂装的前处理基本上与常规液体涂装之前处理一致，被喷涂物的表面要干净、无油渍、无灰尘，而化学前处理则要视不同的素材做不同的选择。

金属素材的处理，是要使金属表面经化学反应分解转换成非金属的表层，而易于涂膜的附着，同时增加涂膜与底素材的密着性与抗腐蚀性。

化学前处理概要：

　１、除銹：

　涂装时最忌讳被喷涂物生銹，当被喷涂物生銹时需设法除去，除銹的方法计有，化学方法使用化学药品除銹，但化学除銹法因处理条件与作业工程等因素，有害粉体涂膜，较不建议使用。

物理方法使用喷砂或砂纸等方式除銹，而粉体涂装宜使用物理方法来除銹。

　２、素材清洗（脱脂）：

　溶剂擦拭法、蒸气去油法（蒸气或溶液）、乳化脱脂法（喷雾或浸渍）、碱液脱脂法（喷雾或浸渍）　３、化学前处理（化成皮膜）　Ａ、铁素材或钢素材，可用磷酸盐做前处理较佳。

但须注意不得造成过厚的皮膜结晶，否则会降低密着性。

处理液皮膜形式特　性磷酸锌　　磷酸锌　　　磷酸锌涂膜的耐蚀性优异但物理性能较差酸性磷酸　　　磷酸铁　　　磷酸铁涂膜的耐蚀性较差但物理性能良好Ｂ、锌素材可分为三类：

热浸镀锌，通用环境下，只需将其油腻的表面以酸液脱脂法处理，如欲供防蚀环境下使用，最好使用铬酸封孔处理。

或在热浸镀锌处理后在淬冷时紧接着一道锌系磷酸盐处理，使其具有合理的钝化作用，以增强涂膜的附着性。

电解镀锌，辨别的方式可由蓝色或金色的表面看出来，在通用环境下只需再经洗净、脱脂，再处以铬酸前处理。

压铸锌材，必须经过脱脂处理，同时需除去素材表面任何会释放的媒体。

压铸锌材通常含有被吸附的气体，如无法使之顺利排出，便易导致涂膜起泡的现象，特别是在表面经过研磨（喷砂）后。

若涂膜有严格的要求时，涂装前需将素材预热至烘烤温度，再施行喷涂作业。

Ｃ、铝素材，标准的铝材在通用环境下只需做脱脂的处理，但在防蚀的环境下，就要做铬酸化成处理。

４、水切干燥炉：

　主要将前处理后的水份除去，通常以红外线炉或热风循环炉来烘干水份。

　５、粉体涂装室：

　静电粉体涂装主要在涂装房完成，尽量使粉体涂料附着于被喷涂物上，未附着之涂料可以回收再使用，回收的粉体涂料再使用时，需经过筛处理且不可单独使用，需与新粉混合使用。

　６、粉体静电涂装机：

　粉体涂装方式可经由流动床式或静电效应，而将粉体涂料喷涂于被喷涂物上，其中以静电效应较广泛被使用。

　７、粉体涂料回收系统，必须考虑下列因素：

　涂料的回收能力、带电涂料的解降电荷、换色、换不同树脂系统的经济性、防止粉尘爆炸。

　８、烧付干燥炉（烤炉）：

　需注意炉内温度分布上的差异在±5℃为佳，其热源与加热方法可参考下表：

　热　源加　热　方　式电气红外线炉、电热炉LPG红外线炉、直接热风炉、间接热风炉瓦斯（轻油）直接热风炉、间接热风炉

以前的年代說烤漆，是以溶劑調和噴漆，經過噴槍噴塗到物件經過烘烤，漆料燒結硬化。

但因為漆劑易造成大氣公害，危險度高，也影響從業人員健康，歐美國家遂將溶劑樹脂塗料改為粉狀（Powder）經靜電噴槍讓塗料帶靜電荷附著於物件表面，經200°C烘烤完成。

粉體塗裝有以下特性：

1.不含溶劑,或分散媒體等液狀成分

2.不用稀釋或調整黏度

3.塗料的液狀化是經由升溫熔融而成

4.粉體塗料可由合成樹脂製成

5.兼具有塗料.塑膠.粉末等特性

為何要用粉體塗裝？

粉體塗裝之於液體烤漆，明顯有下面幾種好處：

1.沒有溶劑揮發的針孔

2.噴塗膜厚度較厚，覆蓋力一定較好

3.烘烤溫度較高，樹脂硬化較硬，較耐磨耗，邊角不易擦傷

4.原廠電腦配製色粉，不易色差，不像液體三原色，烤漆廠可隨意調色造成困擾

基於對地球環境的愛護，並減低不良塗裝所造成的二次公害（如腐蝕，醜陋外觀…等），請選擇無溶劑施工方式的粉體塗裝。

粉體塗裝的作業流程為何？

作業作業流程主要包含了前處理藥液技術和粉體塗料技術，將前處理藥液技術和粉體塗料技術，徹底的結合與切實執行，即是優良粉體塗裝的完整流程。

說明

1.

來料檢視

看物件上是否有不良加工油或不能處理之筆墨、膠屍或不合理鐵銹鐵屑等

2.

排料

注意前處理常漬，作最好之排流

3.

前處理

另附專件討論

4.

掛料

如何才是最重要之噴塗面

5.

烘乾

100°C~120°C將水烘乾

6.

清潔擦拭

把物件表面可能留前處理膜之粉料或雜質擦掉

7.

粉料噴塗

在一個設計良好之噴房，使用靜電噴塗槍，並有優良集塵設備

8.

烘烤

在200°C15~20分鐘之烘烤條件

9.

置冷

在輸送帶上自然放冷

10.

品管

另附品管要項表

11.

包裝

大抵以氣泡紙包覆，避免刮損傷

12.

置庫

13.

出車

上車疊料，務必小心排置

前處理

鐵、鋁製品經裁剪、沖壓、射出、電焊或其他程序至成品後，不可避免的，不是生銹就是沾油，所以脫脂和除銹是必要的。

此一處理過程稱為前處理。

前處理可以用浸泡式也可用噴洗式，我們則採用浸泡兼沖洗式，把物件油銹洗乾淨。

前處理的最終目的就是要在被鍍物表面形成一層磷酸鋅的保護膜。

造膜以前為使粗糙的表面獲得平坦的效果，作表面調整劑的造合是必要的。

本公司所採用之前處理皮膜處理劑系目前最新產品，針對浸漬及噴霧式半自動化處理設備而設計之處理藥劑，耐高促進劑濃度但粉渣產生量低，而且藥劑之穩定性極佳，可在短時間內反應形成均勻緻密、性能優越之細薄結晶性磷酸鋅皮膜敷蓋在鐵金屬表面而構成一層全面性保護層，其在塗裝之後具有非常優越的耐腐蝕性能和附著性能。

使用處理劑前皆需縝密地校正，我們對處理劑的成份與操作再加以說明。

前處理藥劑、試藥及儀器名

處理藥劑

∙脫脂劑（Degreaser，powdery.）

∙表面調整劑（SurfaceConditioner,powdery.）

∙磷酸鹽皮膜劑（Phosphatizer,liquids.）

∙中和劑（Neutralizer,powdery.）

∙促進劑（Accelerator,powdery.）

儀器

∙250ml燒杯（250ccofBeaker）

∙10ml吸管（10ccofPipette（TitrationPipette））

∙玻璃醱酵管（GlassSaccharometer）

∙安全吸球（SafetyRubberBall）

∙滴瓶（DroppingbottleforIndicator）

試藥

∙酚汰指示劑（P.P.IndicatorofPhenolphthalein）

∙溴酚藍指示劑（B.P.BIndicatorofBromephenolblue）

∙1/10N-H2SO4滴定液（Titratingsolutionof1/10N-H2SO4）

∙1/10N-NaOH滴定液（Titratingsolutionof1/10N-H2SO）

∙氨基磺酸（Sulfamicacid）

∙酸鹼試紙（PHtestpaper）

∙試劑（AD#4A/AD#4B/磷酸（H3PO4））

使用操作與管理

處理程序

使用藥品名稱

建浴量

（kg/volume）

管理項目

濃度基準

（point）

處理時間（min-分）

處理溫度

（℃）

1

浸漬脫脂

脫脂劑

900kg

/30,000L

游離鹼度

25~40

25~60

RT~55

2

浸漬水洗

OVERFLOW

30,000L

1.0~3.0

RT

3

噴霧水洗

清淨水直接噴洗

OVERFLOW

30,000L

0.3~0.6

RT

4

浸漬酸洗

鹽酸（33%）

/HCL

15,000kg

/30,000L

全酸度

自定

10~25

RT

5

浸漬水洗

OVERFLOW

30,000L

1.0~3.0

RT

6

噴霧水洗

清淨水直接噴洗

OVERFLOW

30,000L

0.3~0.6

RT

7

噴浸兩用

表面調整

表面調整劑

120kg

/30,000L

*PH值

8.0~9.0

1.0~3.0

RT

*比色值

中深黃色

8

皮膜化成

浸漬式

皮膜劑

2100.0kg

全酸度

25~30

15~25

RT

中和劑

80.0

游離酸度

0.8~1.2

促進劑

10.0~20.0

/30,000L

促進濃度

4.0~7.0

9

浸漬水洗

OVERFLOW

30,000L

1.0~3.0

RT

10

噴霧水洗

清淨水

直接噴洗

OVERFLOW

酸污染度

0.5pt

/100ml

0.3~0.6

RT

11

乾燥

120~150

濃度測試方法

1.脫脂劑之遊離鹼度（F.AL/FreeAlkali）

1.吸取脫脂槽中之脫脂10cc，置入燒杯中；

2.滴加酚汰指示劑（P.P.）3~5滴，使試液呈紅色狀；

3.以1/10N-H2SO4滴定液滴定試液至試液由紅色退為無色為止；

4.計算1/10N-H2SO4滴定液消耗之cc數，即為其F.Al.濃度

2.皮膜劑之全酸度（T.A/TotalAcid）

1.吸取皮膜槽中之皮膜液10㏄，置入燒杯中；

2.滴加酚汰指示劑（P.P.）3～5滴，試液呈原色無色狀；

3.以1/10Ｎ-NaOH滴定液滴定之，至試液由無色變為淺粉紅色為止；

4.計算1/10Ｎ-NaOH滴定液消耗之㏄數，即為其T.A.濃度；

3.皮膜劑之遊離酸度（F.A./FreeAcid）

1.吸取皮膜槽中之皮膜液10㏄，置入燒杯中；

2.滴加溴酚藍指示劑（B.P.B.）3～5滴，試液呈淺黃色狀；

3.以1/10Ｎ-NaOH滴定液緩慢滴定之，至試液由淺黃色消褪再轉變成淺藍色為止；

4.計算1/10Ｎ-NaOH滴定液消耗之㏄數，即為其F.A.濃度；

4.皮膜化成槽之促進劑濃度（AC/AcceleratorConc.）

1.用燒杯勺取皮膜槽中之皮膜液若干（約100㏄）作為試液；

2.試液倒入玻璃醱酵管儀器內約8分滿，並把管內空氣完全排出，暫時保持站立姿勢；

3.取Sulfamicacid試藥1～2gm，迅速倒入醱酵管內，並用手倒轉試管，使試藥與試液充分接觸後，立刻恢復站立姿勢，因試劑只會和皮膜液中的促進劑迅速產生氣泡；

4.靜置幾分鐘，觀察氣泡（GAS）是否產生，並讀出GAS的㏄數，即為其AC.濃度；

5.調整劑之酸鹼值濃度（PHvalue）

由表面調整槽中取調整液若干作為試液，直接用PH試紙或PH-meter測試，即可得到測試結果；

6.調整劑之有效濃度（比色法）

1.由表面調整槽中取調整液20～30㏄，置入燒杯中作為試液；

2..添加AD#4A試藥1㏄，並充分攪拌；

3..再添加AD#4B試藥1㏄，充分攪拌後觀察試液是否產生黃色色澤變化；

4..有效濃度之標準色度為中深黃色，黃色越深表示濃度越高，黃色越淺或無色時，表示濃度越低，甚或為零濃度，色度很低或為零時可能表示調整劑產生質變或遭受嚴重污染，使PH值降低（因受酸污染）之故。

濃度補給與調節

工程槽名稱

補給、調整項目

補給藥劑品名

補給量與濃度關係

point/容積-volum

脫脂槽

游離鹼度

（F.Al.）

脫脂劑

每添加40kg，上升1.0point/30,000L

表面調整槽

酸鹼值

（PHvalue）

磷酸H3PO4

;中和劑

少量添加，以酸鹼中和方式使控制在規定值

有效濃度

/比色值

調整劑

少量補給，使濃度上升或保持在標準比色值

皮膜化成槽

全酸度

（T.A.）

皮膜劑

每添加60kg，上升1.0point/30,000L或以下列公式計算

（標準濃度–測試濃度）×2×30＝補給量

游離酸度

（F.A.）

中和劑

每添加1.2kg，下降0.1point/30,000L

促進劑濃度（A.C.）

促進劑

每添加4.5kg，上升1.0point/30,000L

前處理藥劑成分表

脫脂劑

磷酸鹽

Phosphate

鈉鹽

Sodiumsalt

活性劑

Surfactant

其他

Others

促進劑

硝酸鹽

Nitrate

氧化物

Oxides

其他

Others

表面調整劑

鈦鹽

Titaniumsalt

鈉鹽

Sodiumsalt

氧化物

Oxides

其他

Others

試劑

有機鹽

Phosphate

其他

Sodiumsalt

磷酸鹽皮膜劑

磷酸鹽

Zincphosphate

鎳鹽

Nickelsalt

氧化物

Oxides

其他

Others

試劑

氧化物

Oxides

其他

Others

中和劑

鈉鹽

Sodiumsalt

其他

Others

粉體塗料

粉體塗裝已經進入氟碳樹脂技術，呼籲所有熱愛大地環保的建築師，建材使用者，惟幕外牆製造業者，採用無溶劑需求的粉體氟碳樹脂塗裝。

高耐候氟聚合物塗料已證明可使其塗裝的構件保持長達２０年以上的長期美觀，２０世紀６０年代中期首先廣泛應用的PVDF液體分散型塗料，這種塗料具有優異的耐候性特別是保光保色性非常突出，但這種體系需要加入丙烯酸聚合物，但這種典型固化是其他熱塑分散體如塑溶膠的典型固化方式，這種塗料存在一定的局限性，只能獲得２０－５０度的光澤，色調暗淡，應用範圍受到限制。

由日本旭硝子公司於１９８２年研發的三氟氯乙烯（CVFE）與多種特定的烷基乙烯基迷（VE）　形成的一種無定型的交替氟共聚物，單體間極佳的交替共聚會使最終塗膜具有高性能，這種類型樹脂屬於熱固型氟碳樹脂（FEVE）可獲得高光澤和明快色彩，因而大大拓展了應用範圍，目前已經有１５年以上的應用歷史。

FEVE是指Fluoroethylene-AlkylVinylEther的聚合物，Fluoropolymer貝有極高的耐候性、耐紫外線、耐熱、耐化學品關鍵所在，改良性官能基的導入，提高了塗膜本身的機械性能、顏料的分散性，使基材形成保護，確保１０年以上的壽命。

另外Ｆ的陰電性大，產生獨特的極性，使整個分子外團形成靜電保護層，排斥其它極性分子的接近，讓氟碳塗具有不沾污、低摩擦、斥水性、電氣絕緣等特殊表面性能。

FEVE屬於３Ｆ型氟共聚物，無論是３Ｆ或是４Ｆ型只要是交替程度高，均可達到１５年以上的壽命。

交替性好的FEVE氟樹脂塗料無論是３Ｆ或是４Ｆ型表面能均低，是屬於易清洗型塗料。

粉體塗料FEVE介紹

FEVE化學結構式

:

FE

:

VE

Durablility

R1=

Transparency,Gloss,Hardness

R2=

Flexibility

R3=

Crosslinkablility

R4=

PigmentcompatibilityAdhesiveness

FEVE與PVDF結構比較

氟聚合物的高耐候性來自於C-F鍵的連結力。

C-F鍵的連結力遠大於UV線的破壞能量。

C-F鍵可以加強鄰近主鍵上C-C鍵的力量。

*左圖:

圓體越大表示鍵力越強.

*右圖:

大人和小孩表示各個單體

FEVE在結構上F-monomer緊緊的鍵結他VinylEther，就好像是一個大人緊緊握住一個小孩，不受紫外線照小而斷裂。

PVDF結構F-monomer與Acrylic並不是鍵結在一起的，這樣的情況就好像是大人無法緊緊握住小孩，因此在受紫外線照射後Acrylic就很容易分解斷裂。

PVDF在耐候性上也有優異的表現，但卻必須添加Acrylic來增加PVDF對顏料的濕潤性偶機械性，而Acrylic本身極易受紫外線照射而分裂，因此PVDF添加Acrylic會使整體耐候性降低。

耐候性上FEVE優於PVDF

Exporsuretest

XENONWeatheringtest

EMMAQUAWeatheringtest

FEVE耐酸度測試

由圖可看出由於Acrylic受到影響，而FEVE塗裝不受影響。

FEVE使用年限與成本比較

高使用年限來說，FEVE是最為節省成本

FEVE與PVDF比較總表

FEVE粉體氟碳與PVDF液體氟碳施工及性能比較

項目

液體氟碳塗料（PVDF）

粉體氟碳塗料（FEVE）

基材

應用於鋁材、鍍鋅鋼板

應用於鋁材、鍍鋅鋼板

預處理

預處理表面需符合AAMA2605標準

預處理表面需符合依據AAMA2605標準

膜厚

30-50µm

55-75µm

烘烤條件

232-249°C（15-10min）

200-220°C（15-12min）

利用率

50%以下

90%以上

溶劑

大量有機溶劑、危害環境

無須任何有機溶劑

回收

無法回收

可回收

色差

施工技術對色差有影響

施工技術對色差影響小

60°鏡面光澤

15-35

15-60

鉛筆硬度

大於F

大於2H

耐磨砂性

大於40

大於50

耐溶劑性

MEK來回擦拭100次

MEK來回擦拭100次

百格試驗

100%附著

100%附著

純水密著性38°Cx24小時浸漬

100%不起泡

100%不起泡

准水密著性100°Cx20分鐘

100%不起泡

100%不起泡

耐鹽霧試驗5%

依據AAMA2605標準

依據AAMA2605標準

光澤保持

依據AAMA2605標準

依據AAMA2605標準

耐候性

依據AAMA2605標準

依據AAMA2605標準

FEVE粉體氟碳與PVDF液體氟碳比較

項目

液體氟碳塗料（PVDF）

粉體氟碳塗料（FEVE）

塗裝設備

液體塗裝線

粉體塗裝線

溶劑使用

60-70%

無溶劑

固含量

40%左右

100%固含量

塗料使用率

35-55%

90%以上

耗能

較大

較小

安全性

易燃易爆，不安全

非常安全

環保

大量有機溶劑揮發，危害環境

非常環保

成本

高成本

較低成本

塗料組成

70%PVDF含量

100%氟聚合物（PFEVE）

硬度

F以上

2H以上

耐磨性

好

很好

耐候性

符合AAMA2605標準

符合AAMA2605標準

平坦性

很好

好

授權

需要

需要