钢格板通过压焊机或者人工将其焊接成中间带有方形格子的一种钢铁制品,具有通风透光、防骨,承载力强,美观耐用,易于清扫,安装简便等优点。经过多年的发展,它已经被广泛应用于工业生产、市政工程、园林景观、建筑工程等领域。在一些高腐蚀应用场合,对钢格板的表面处理提出了更高的要求。要求采用在热浸镀锌钢格板涂层表面上涂装粉末涂料的双涂层技术保护钢铁基材口,使加工件既具有镀层的电化学保护作用,又具有镀层和有机涂层的隔离保护作用。实践证实该涂装技术具有显著的经济效益和社会效益,在一些特殊行业得到了迅速的推广应用,取得了良好的使用效果。
随着该技术的普及应用,出现了一个突出问题,就是热浸镀锌钢格板产品喷塑过程中涂层表面起泡,给钢格板产品的装饰与防腐保护带来了严重影响。粉末涂料生产厂家的技术资料及有关科研人员的试验研究认为,气泡产生的原因主要有以下几点:
(1)钢格板工件表面本身有气孔,固化时气孔内的气体膨胀冒出,在涂膜表面产生气泡或气孔;
(2)钢格板工件原材料质量差。主要表现在两个方面:一是钢格板工件表面镀层质量差,涂装后涂膜表面产生火山状气孔;二是钢格板工件放置太久,已开始腐蚀导致涂膜表面产生气泡,严重时形成火山状气孔、针孔;
③钢格板工件表面有前处理的残留液,固化过程中残留液挥发或反应产生气泡:
(4)粉末涂料受潮,含水量高,固化时水分溢出产生气泡;
(5喷涂时,喷枪电压高,涂层被击穿,固化涂层存在针孔。
在进行钢格板产品的热浸镀锌喷塑施工时,也曾遇到大面积的类似质量问题,粉末涂料的用户也常有类似问题的反映。为查明镀锌钢格板产品喷塑涂层起泡的原因,找到解决问题的措施,通过大量实验我们对热浸镀锌钢格板产品喷塑中涂层表面起泡进行详细的讨论。
镀锌工艺的影响
从多次试验情况可以看出,可以排除镀锌钢格板工件钢铁材质、镀后冷却方式、钝化工艺对喷塑起泡的影响。酸洗工艺的影响突出,由于酸洗前钢格板表面有大量的黑色氧化皮,许多还因长期露天存放锈蚀严重,如果酸洗时间短,表面残余锈斑,除锈不彻底,镀层下空隙甚至镀不上锌,没有形成细致均匀的合金层。
镀锌时间对镀层的厚度与质量有直接影响;由于受锌镀厂生产的客观条件限制,对锌液配比如锌纯度、使用合金及配比量)、镀锌工艺(温度、时间、厚度)等因素影响难以立即进行试验分析,只能进行长期跟踪和对比分析,经生产观察基本可以排除上述因素对喷塑起泡的直接影响。
正常镀锌钢格板表面处理工艺中对喷塑起泡影响的因素较少,能协助减少起泡问题发生的因素也少。但镀锌厂采用的表面处理工艺对喷塑起泡有一定影响,经试验镀锌厂的铬化工艺还存在一定问题,主要是铬化处理工艺控制不稳定,试验发现试件由于过腐蚀,钢格板工件表面局部成片积灰(浅黄色粉末状物),该处喷塑后出现涂层起泡、附着力差的问题(脱落涂层的背面黏附有浅黄色粉状物)。加强工艺控制后(定期测控铬化槽液浓度、缩短铬化时间、增加二道水洗),再喷塑后涂层无起泡现象。
喷塑固化工艺的影响
实验结果说明喷涂空气处理、喷枪电压过高等虽影响钢格板涂层外观装饰效果,但不是起泡的主要因素;而采用降低加热速度、加强预热有助于减少起泡问题的发生,证实底材部分(钢格板表面、镀锌层、前处理膜层)存在孔隙,喷塑后加热固化时,粉末低温时熔融成膜,随着温度升高,涂层下空隙内的空气不断膨胀,而此时逐渐胶凝的涂层黏度增大,就像吹气球一样,空隙上部的涂层形成起泡现象,涂层薄或空隙大时,气泡能破裂,形成针孔或火山口形状,涂层厚或空隙小时,涂层呈气泡状。当固化设施升温速度减慢时,粉末在120℃左右开始熔融流平,随着温度升高涂膜黏度迅速增大,拟制了气泡的形成、扩大或破裂;如果预热钢格板工件,空隙的空气被赶出,涂层胶凝固化时钢格板工件的前后温差较小,空隙内的气压难以形成气泡。因此许多粉末涂料商家明确要求涂装厂在钢格板热浸镀锌喷塑加工时采用高温预热工艺。试验结果明确证实了孔隙的存在是关键影响因素。
其他工艺条件的影响
试验结果说明,改善粉末透气性可以消除起泡现象,但针孔的存在给涂层的腐蚀防护带来严重的安全隐患。可是因为钢格板镀锌时加强酸洗、喷塑时进行高温预热分别给相关厂家带来较高的加工成本,故有问题厂家不愿改进现有工艺,许多涂装厂纷纷采用透气性粉末涂料进行喷涂施工。
热浸镀锌钢格板产品喷塑起泡的根本原因是涂装底材存在空隙,虽然采取降低升温速度、增加涂层厚度可减少起泡现象,使用透气性粉末涂料可以基本消除涂层起泡问题,但要彻底解决这一问题,不留任何腐蚀隐患,则必须树立起良好的产品质量意识,严格镀锌工艺的控制;对已成型存在问题的钢格板镀锌产品,关键在喷塑固化工艺上,工件的预热必须采用慢速升温,并高于粉末涂料的固化温度的涂装工艺,确保喷塑钢格板镀锌产品的安全性能与使用寿命。