复合粉、金属粉喷涂色差原因分析及控制措施

2023-06-26彭华领胡小萍李新义程宗群

铝加工 2023年3期

彭华领，胡小萍，李新义，程宗群

（佛山市三水凤铝铝业有限公司，佛山 528000）

0 前言

与传统的液体涂料不同，粉末涂料是一种不含溶剂的固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、膜层机械强度高等优点。在“双碳双控”、“漆转粉”的行业背景下，粉末喷涂产品更是优势明显。随着汽车、轨道交通、工程幕墙的轻量化，铝型材制品迅猛发展，原有的白色、灰色、棕色等单一颜色的铝型材喷涂产品已经难以满足市场需求。复合粉、金属粉类粉末喷涂产品，具有颜色艳丽多彩、表面触感细腻、金属质感饱满等优点，而深受客户喜爱，保持着很高的市场热度。

相比单一组分的素色粉末而言，复合粉、金属粉是由不同比重、不同颜色的双组分或多组分粉末颗粒以及金属铝粉混合绑定而成。在铝型材涂装生产过程中，该类粉末的操作难度大，颜色不稳定，容易产生色差问题，并且在同行喷涂厂家也普遍存在，成为限制复合粉、金属粉发展的最大障碍。

需要充分结合复合粉、金属粉的吸附特性，详细分析在生产操作过程中产生色差的主要、次要原因，并给出针对性的解决方案，彻底解决复合粉、金属粉喷涂生产中的色差问题，供同行参考借鉴。

1 现场色差样板

如图1（a）所示，复合粉色差主要体现为芝麻点黑白不均匀，边缘黑；如图1（b）所示灰色光面金属粉色差体现为金属多、颜色发白，金属少、颜色发黑。铝合金加工行业对色差值大小的限制规定参考《铝合金建筑型材第4 部分粉末喷涂型材（GB 5237.4—2017）》，型材与色板及同批型材之间的色差值△Eab规定不大于1.5[1]。

图1 色差样板

2 原因分析

2.1 回收粉使用

经研究发现，对铝合金工件进行静电粉末喷涂的上粉率约在50%～70%之间，即有30%～50%的粉末涂料形成粉尘或沉降在喷粉室地面，因此需对喷涂一体化设备内沉降在回收平台和漂浮的粉末进行回收再利用[2]。

图2为两种回收粉的处理方式示意图，一种为喷粉过程中回收粉不添加，单独接出来，即回收粉0比例添加，如图2（a）所示；另一种为回收粉正常添加使用，如图2（b）所示。

图2 两种回收粉的处理方式示意图

2.1.1 回收粉0比例添加

第二把喷枪单独接出来的回收粉用在第一把喷枪，该添加方法有利于控制颜色的稳定性，但对喷枪设备及操作参数调控要求较高。

虽然第二个粉桶全部使用的是新粉，但第二把枪如果金属吸附效果差，易造成底层粉末难以覆盖，表层粉末金属少，颜色偏黑；且大量的回收粉接出，回收粉堆积难以及时使用（生产发现单独接出的回收占比在40%以上，有时超过55%），此外对于一些枪距近的型号，金属易在型材边缘过多富集，即边缘效应严重。

2.1.2 正常回收

该方法要求操作人员，在上线批量生产前，要打板确认颜色与标准色板间的黑白走向，初步确认回收粉的添加比例。回收粉随季节变化受到空气水分和污染物质的影响，以及一些参杂的固态杂质会使得涂层外观变差[3]。

一般情况下，回收粉金属少偏黑，新粉金属多偏白，同行厂家对回收粉的控制比例一般为0.2∶1～0.5∶1 之间。但个别颜色的复合粉，回收粉黑点少，颜色偏白，这主要是因为黑色组分与白色组分粒子的比重差异大。在旋风回收过程中，比重小的组分被抽走，留下比重大的组分，当然这与粉末厂家绑定效果有极大的关系，这点必须严加管控。

图3为新设计的隔离粉桶示意图，在粉桶中间焊接隔离挡板，喷枪的前半部分（如20 把枪的前面10 把）连接隔离粉桶的前半部分，回收粉在前半部分正常回收使用，后10 把喷枪连接隔离粉桶的后半部分，该处全部添加新粉，该设计确保回收粉可以正常使用，新粉将回收粉覆盖[4]。

图3 隔离粉桶示意图

该粉桶要求枪架上的喷枪按顺序排列，粉泵能够依次对应喷枪，喷枪控制系统能够便捷控制前后部分。

2.2 流化

控粉中心粉桶中的粉末流化同样要注意控制。添加粉末后，若未及时将粉末搅拌均匀，会造成流化不充分，很多粉末在流化桶的边缘堆积不动，如图4（a）所示，导致进入喷枪生产的粉末金属含量存在很大不同。

图4 粉末流化状态

必须要确保粉桶中粉末容量不低于一半，添加粉末后要及时搅拌，中途多观察流化状态，确保流化均匀，如图4（b）所示。尤其是添加回收粉后，因为回收粉粒度分布两级分化，即太粗和太细粉占重要比例，若流化不均匀极易造成涂层色差[5]。当然，粉桶粉末不建议呈类似沸腾状态，因为那样会引起金属（或比重小的组分）飘在粉桶上方，被抽风直接吸走，造成金属少易产生色差。