热喷涂用塑料粉末类别及喷涂方法

2020-07-06 3103

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塑料喷涂是一种制造阻隔和屏蔽涂层的技术。塑料指室温下处于玻璃态的高分子聚合物材料,可以用作热喷涂材料。随着塑料工业的飞速发展,各种耐蚀性强耐磨性能良好的产品已被广泛地开发和应用。借助喷涂技术将此类塑料粉末涂敷在金属表面,能起到良好的保护作用。一些热塑性聚合物如尼龙(Nylon)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和一些热固性聚合物,如聚酯环氧树脂等已被成功开发和应用。热喷涂塑料材料主要用于腐蚀环境金属结构的防护以及材料表面的减摩、润滑,在金属和非金属表面喷涂塑料,可以得到美化外表和耐蚀的性能。尤其是通过改性,一些热塑性聚合物在浸渍盐雾高湿环境中,能够表现出良好的机械性能和化学性能;喷涂所形成的酯状光滑表面能提供良好的防枯性和水洗性,增强了在泥浆及流水中的耐磨性能;一些热固性聚合物,则表现出良好的粘附性和耐高温性能。

热喷涂用塑料材料全部为粉末状,其粒径以80目~100目为主。塑料粉末材料的形状应为球形或近似于球形,便于喷涂过程中能顺利送粉。

与其他喷涂材料相比,其突出的特性如下。

(1)很小的密度。塑料的密度一般都在 1 ~2之间,比钢铁材料的小4倍~8倍,作为涂层材料,其耗量要比金属材料节省。

(2)良好的化学稳定性。大多数塑料对酸、碱和有机溶剂均具有良好的抗腐蚀性能,特别是被称为“塑料王”的聚四氟乙烯塑料,除了能与熔融的碱金属钾、钠、锂以及三氟化氯、高温下的三氟化氧、高流速度的氟作用外,几乎可以抵抗所有的化学介质(包括浓硝酸和王水)的腐蚀,并长期工作温度可达230℃ ~ 260℃。

(3)良好的耐磨性、减摩性、自润滑性、电绝缘性、吸震性、吸声性和抗冲击性。许多工程塑料如聚甲醛、氯化聚醚、聚酰胺(尼龙)、聚四氟乙烯等,都具有较低的摩擦系数和自润滑性能,自然也就增强了其耐磨性。如加入各种填料,还可以进一步降低其摩擦系数,提高耐磨性,从而提高承载能力。几乎所有的塑料都具有优良的电绝缘性和耐电弧性,其性能与陶瓷、橡胶等绝缘材料相当。

另外,与金属材料相比,塑料也有许多不足之处。首先,其强度远不及大多数金属材料;耐热性也低,一般不超过 250℃。塑料还有不同程度的吸湿性,膨胀收缩变形大;塑料的熔融温度范围不宽,一般在几十到一百多摄氏度。超过一定的温度范围就会分解或碳化。老化也是塑料的一大缺点,特别是在强紫外线照射和在较高温度下容易老化。塑料的这些缺点,有的可以通过加入适当的添加剂加以克服或改善。例如:加入某些金属粉末可提高其承载能力、导热性、耐磨性及光反射和耐老化能力;加入各种氧化物可提高其硬度、承载能力和耐磨性;加入金属硫化物可提高其自润滑性和耐磨性;加入天然矿物质可提高其自润滑性、导热性、耐热性和电绝缘性等。

塑料粉末喷涂通常采用火焰喷涂技术,其关键问题是塑料粉末加热程度的控制。塑料粉末的燃烧、过熔或熔融不良都会影响喷涂层的质量和结合强度。

为了达到上述目的,塑料喷涂的加热火焰一般采用压缩空气-丙烷火焰或氧-丙烷火焰。并在加热火焰与塑料粉末之间添加一层用压缩空气形成的幕帘,以保护和控制塑料粉末的加热程度。

热喷涂用塑料大致可分为热塑性塑料和热固性塑料两类,下面对两类常用的塑料粉末的性能进行介绍。

1.热塑性塑料粉末

热塑性塑料分子链为直链或带有支链,众多分子链靠分子间力集聚在一起受热后软化熔融,冷却后可恢复原状,多次反复以后其化学结构基本不变。通常热塑性塑料具有优良的抗化学性、韧性和弯曲性能。热塑性塑料粉末包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙)、聚酰亚胺、ABS塑料聚氯醚、聚苯醚、聚苯酯、聚甲醛、氟塑料。

2.热固性塑料粉末

热固性塑料粉末的特点是用某些较低聚合度的预聚体树脂,在一定温度或加入固化剂条件下,固化成不能再次熔化或熔融的、质地坚硬的最终产物。温度再升高,产物只能分解,不能再软化。热固性塑料分子量较低,所以具有较好的流平性、润湿性,因而能很好地粘附在工件表面,并具有较好的装饰性能。火焰喷涂常用的热固性塑料粉末有环氧环氧聚酯及聚酯粉末等。