彩涂板邊部增厚成因及預防

隨著我國彩涂板生產技術的不斷進步和應用領域的拓展,業界對彩涂板產品品質的追求也越來越高。
近幾年來,各種高品質彩涂板不斷在中高檔建筑工程中得到應用,如一些重點工程注重選用較高的鍍
層重量(200g/m2以上)和涂層厚度(正面涂層厚度25~28??m)的彩涂板以實現工程整體卓越的耐久
性。高品質的追求無疑給彩涂板生產及原材料制造者提出了更高的要求,帶來了諸多技術挑戰。為
順應市場變化的需要,馬鋼在高品質彩涂板(尤其是針對高膜厚彩涂板)生產的質量控制技術方面進
行了大量的研究實踐工作,積累了一定的經驗。本文結合生產實際,就厚涂層彩涂板生產中易出現的
邊部增厚現象進行了分析,并從多方面提出了相應的預防措施。

邊部增厚現象的產生
在彩涂板生產過程中,出現帶鋼邊部(一般不超過1mm寬)涂層厚度比其它部位略高并伴有微小氣泡
的現象,通常稱之為邊部增厚。從理論上分析,在彩涂板生產過程中邊部增厚現象是不可避免的,
只是通常情況下由于涂層厚度較薄(單層厚度一般不超過18??m),邊部增厚不明顯,也不會影響產品的
使用。隨著涂層厚度的增加,邊部增厚現象會越來越明顯,甚至產生氣泡,從而降低了涂層的附著力,導
致產品在包裝、運輸和加工應用過程中受到外力作用出現邊部涂層脫落,影響用戶使用。

邊部增厚原因分析
從理論及實踐分析,帶濕涂層的鋼帶在運行及固化過程中,涂料的粘度、涂層的厚度、板帶的運行速
度以及溶劑揮發速率、樹脂固化速率、鋼帶的表面狀況等諸多因素都有可能導致涂層邊部增厚。在
實際生產過程中,應多管齊下,逐一進行分析并采取相應的解決與預防措施。

涂料流動、溶劑揮發特性的影響
在彩涂板生產過程中,涂料經輥涂后在帶鋼(一般為鍍鋅板)表面形成一定厚度的濕膜涂層。帶有濕涂
層的帶鋼緊接著進入固化爐,濕涂層在固化爐中經流平、溶劑揮發和樹脂交聯等過程后,在帶鋼表面
形成完整的涂膜。因目前彩涂板生產線上的固化爐多數采用熱風間接加熱方式,帶鋼在固化爐中受
熱不完全均勻,通常邊部溫度略高于中間部位。濕涂層中溶劑的揮發速率與溫度成正比,溫度高,溶劑
揮發快。因此,帶鋼邊部涂層中溶劑揮發比其它部位要快。對于特定的涂料而言,溶劑揮發速度超出
其配方允許的極限速度,就容易導致涂層產生氣泡。????另外,因帶鋼邊部與中間部位的涂層溶劑揮發
速率不同,導致涂層表面張力不均,邊部張力高于中間部位,為達到熱力學上的平衡,涂料繼續向邊部流
動,導致邊部涂層厚度高于其它部位。涂層厚度增加,溶劑揮發過程中涂層也易產生氣泡。同時,由于受
邊部與中間部位剪切率差異的影響,涂料傾向于向兩邊流動,加重了邊部涂層增厚現象。

預防措施
在彩涂板生產過程中,涂層邊部增厚現象并不少見,而且隨著涂層厚度的增加,涂層邊部增厚現象
會越來越明顯。針對導致邊部增厚的各項因素,應從多方面采取相應的預防措施,大限度減少
邊部增厚,確保產品在使用過程中不會出現邊部涂層脫落或局部掉漆等不良現象。主要預防措
施有:3.1??合理把握原材料質量3.1.1??涂料性能的優化
由于不同的彩涂板生產線硬件配置水平不完全相同,涂料的涂裝性能應根據生產線的工藝配置、
涂覆特點以及使用的基板等情況進行配方調整。主要應從以下途徑對涂料的流平、固化等綜合
涂裝性能進行調整,以減少邊部增厚。
(1)調整涂料的流平性能。
流平性能可以通過涂料中混合溶劑、流平劑等化學助劑的合理選用與配比進行調整。而且調
整要適度,既要確保良好的涂層流平效果,又要盡量避免邊部增厚現象。
(2)調整涂料固化性能。

馬鋼彩涂板底漆的重要因素有底漆和面漆以及基板的附著力；底漆提供涂層大部分的耐腐蝕性能，從這個角度看，環氧樹脂是可能選擇。

彩涂板的發展趨勢?

1.采用高質量的基板。各種涂裝工藝對基板表面、板形及尺寸精度的要求都愈來愈高，近年有增加鋅合金鍍層
卷做基板的趨勢。室外用一般采用小鋅花平整熱鍍鋅鋼卷，好采用無鋅花平整熱鍍鋅鋼卷；室內用可采用電
鍍鋅鋼卷。而貼膜彩涂板可采用冷軋卷做基板。衛生潔具采用鋁板卷做基板，某些高檔產品還可以用不銹鋼卷做基板。

2.注重新涂料的開發。研究人員對一般的聚酯、聚偏氟乙烯(PVDF)和塑料溶膠等涂料系統進行改良，可以獲得超級顏色
重現性，更好的抗紫外線、抗SO2、抗污染、耐腐蝕、抗劃傷等性能。國外近些年還推薦使用防靜電、吸熱、抗污染等功能性涂料。?

3.冷壓花技術發展。冷壓花彩涂板在北美有較廣泛的應用，壓花機類似二輥平整機，其上、下輥刻有花紋，對通過的彩涂板
進行壓軋，使鋼板變形，可獲得皮革紋、磚紋、水泥砂漿紋、花崗巖紋等。冷壓花彩涂鋼板采用聚酯涂料，比熱壓花彩涂鋼
板降低了成本，并提高了板材的強度。而且，冷壓花彩涂鋼板在美觀、質感及強度等方面都很有長處，存在較好的市場前景。
我國寶鋼2號彩涂機組已設置了冷壓花機。?

4.注重產品的多樣化、功能化、高檔化。近年全世界開發了許多彩涂板新品種，特別是功能性彩涂板。具代表性的有如下幾種：?
(1)深沖型彩涂板。以加工時涂膜變形狀態(彈應變能)的詳細解析結果為基礎，研究人員開發了隨鋼板壓縮變形而變形的涂膜，并
在理論及實驗的基礎上做精確的樹脂設計，成功制造出涂膜附著性與耐蝕性都不降低的優質深沖型彩涂板。?
(2)“柚子皮”彩涂板。傳統彩涂板的表面只有光澤度，沒有凹凸，而“柚子皮”彩涂板的表面具有柚子皮那樣的細微凹凸，其關
鍵在于精確控制凹凸，形成適當波長。家電廠在加工、組裝過程中，“柚子皮”彩涂板表面可以使缺陷不顯眼，很具隱蔽性。?
(3)防靜電彩涂板。防靜電涂層板受到摩擦時不易產生靜電，涂膜帶電電壓能降低1／4，附著的灰塵大幅度減少加工、組裝時可減
少工序，而且也保持了良好的加工性、成型性、耐藥性。此種彩涂板廣泛用于電腦機箱、錄像機等家電的制造上。?
(4)耐污染彩涂板。冰箱、微波爐等電器在廚房里經常被油或調料污染，需要清洗，而耐污染彩涂板就具有對廚房常用的洗滌劑、
漂白劑等洗滌用品的耐藥性。通常彩涂板涂膜越硬，分子彼此間結合越緊，難以被污染、易于擦拭，但加工性變壞，沖壓成型時，
難以達到產品需要的形狀；如果是柔軟的涂膜，加工性能好，易于成型，但容易被污染，兩者之間是矛盾的。針對此狀況，研究
人員研制出了將涂膜表面做硬，內部做柔韌的“傾斜型涂膜”，使涂層具備表層硬、難以被污染，膜內層密、胺量少且加工性好等特性。?
(5)高吸熱性彩涂板。隨著電器產品的高性能化，發熱量逐漸增加；而電器產品的小型化，又大大增加了電器產品單位體積的熱負荷。
近年通過對樹脂分子、添加劑與顏料分子的專門設計，研制出吸熱彩涂板。用這種彩涂板制成的電器外殼，可吸收機內熱量產生的紅
外線，再通過鋼板散逸出去。電器機內溫度可降低10℃，因而可省去電器散熱用的風扇，減少散熱孔，還提高了電磁屏蔽性。

彩涂板加工時產生的剪切邊緣容易腐蝕，因此應采取涂料保護使用空氣干燥型涂料進行保護、機械覆蓋使用金屬材料或塑料覆蓋。
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