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護欄板——交通護欄的粉末塗裝

[編輯:冠縣小明看看交通設施有限公司] [時間:2017-10-12]

粉末塗料在交通護欄上的應用

1.1 交通護欄的種類

交通護欄一般按用途分,有高速公路護欄、鐵路護欄、機場護欄、港口護欄及城市道路護欄;按結構分,有隔離柵和波形梁防撞板;按塗裝方法分,有噴塑護欄和浸塑護欄;按所用粉末塗料分,有熱固性粉末護欄和熱塑性粉末護欄。一般情況下,常按用途分類。

1.2 高速公路護欄

從20世紀90年代起,我國高速公路從無到有,蓬勃發展,到2015年止,我國公路通車裏程達456萬km,其中高速公路通車裏程達到12.5萬km,高速公路已超過美國,居世界第一。到2020年,我國還將新建高速公路約3萬km。

高速公路具有全封閉、高速度、省時間、交通事故少、運輸費用低等特點,但是,由於速度快,必須在道路兩側進行封閉隔離,以免人、畜和其他車輛幹擾。兩側封閉,一般都用隔離柵,在高速公路的內部上行和下行道兩邊要用防撞護欄板封閉。此外,在道路中間還需安裝防暈板。目前用的隔離柵幾乎全部為熱塑性粉末浸塑塗裝,而防撞波形板多數用熱固性粉末噴塑塗裝,也有一部分波形梁用熱塑性粉末浸塑生產。

1.3 鐵路護欄

截至2015年,我國鐵路營運裏程達到12萬km,僅次於美國(22萬km),其中高鐵1.9萬km,已超過美國。到2020年我國高鐵營運裏程將達到3萬km,覆蓋80%以上的大城市。

鐵路隔離柵最初是由於火車撞牛造成車輛出軌、人員傷亡而引起重視的。我國鐵路六次大提速,從時速幾十km提到一百多km以上,動車組時速達200多km,現在高鐵時速達300多km。

鐵路護欄大多數使用鋼絲焊接加邊框的隔離柵,為了增加牢固性和安全性,也為了更加美觀,北京鐵路局設計了用扁鋼壓製成異型筋,用矩形鋼管焊成類似鐵藝形狀的護欄,鐵路護欄多用墨綠色熱塑性粉末浸塑。而立柱有采用鋼筋水泥柱用離心澆注方法成型,異常堅固,也有用方管作立柱的。

1.4 航空機場及河運港口護欄

機場是最早采用浸塑隔離柵進行封閉防護的。我國民用機場有200多個,軍用機場也采用隔離柵加刀片網封閉。機場是各地域的空港門戶,通往機場的迎賓大道,也多用浸塑隔離柵封閉。港口,特別是沿海港口,由於鹽霧侵蝕,采用浸塑隔離柵耐蝕性能較好。

1.5 城市道路護欄

以往城市道路護欄形狀簡陋,防腐性能差,隨著粉末塗裝的發展,已普遍應用浸塑護欄,特別是大中城市,目前除不鏽鋼護欄外,大部分采用浸塑護欄。

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交通護欄粉末塗裝設備及工藝

2.1 隔離柵的特點

隔離柵是交通護欄的主要產品,它的特點是:

1)尺寸較大。一般柱距為3m,高度達2m 左右,每片隔離網片大多為3m×2m ,有的高度還達到2.5m 。

2)形狀複雜。用電焊網或鋼板衝拉網做麵網,用型鋼立柱支撐,與板狀件不同,絲網交叉節點多,立柱連接處縫隙多。

3)戶外使用。安裝於戶外,要經受風吹日曬雨淋,特別是陽光烈日的曝曬。眾所周知,有機塗層不怕酸堿鹽,就怕紫外線,紫外光的照射往往引起有機樹脂老化裂解,所以其防腐裝飾塗層必須具有較好的耐候性,塗層相對較厚。

4)批量大。隔離柵的需要量多,件數成千上萬,在短時間內完成數十km乃至數百km的生產任務,沒有較高生產率的生產線,難以完成。

因此,隔離柵的粉末塗裝是根據它的形狀特點,使用環境和生產批量決定的。目前的塗裝方式主要采用流化床浸塑方式。

2.1.1 流化床塗裝簡介

流化床如圖1所示。

 

流化床浸塑是利用工件的熱容量進行粉末塗料的熔覆的。先把粉末塗料放入底部透氣的流動槽中,從槽下風室送入幹淨的壓縮空氣,使粉末塗料流動並懸浮一定高度,形成穩定的流化狀態,然後把預先加熱到粉末塗料熔點以上溫度的工件浸入流動槽中,粉末塗料就均勻地附著到被塗工件的表麵上,經過數s 浸漬後,取出並適當振動除去多餘的粉末,然後送入塑化爐流平,最後出爐冷卻獲得均勻的塗膜。流化床浸塑要想獲得符合標準要求的塗膜,對粉末的流動性能和樹脂的熔融特性均有一定要求。

2.1.2 流化床塗裝的方式

目前流化床塗裝的方式有3種,如圖2所示。

 

1)手動式又稱間歇式,靠人工從預熱爐中取出工件,逐個浸塑後送入塑化爐中流平,可以單個塑化,也可以成批塑化流平,適合於小工件、小批量生產,手工浸塑勞動強度大,區域溫度高,環境粉塵多。

2)半自動式是采用懸掛裝置連續傳送,當工件輸送到流動槽時,手工取下工件,人工浸塑,然後再掛到輸送機上送入塑化爐中流平,適合於小批量、形狀複雜的小工件塗裝,在手工浸塑時可以快速翻轉以獲得均勻的塗層。

3) 自動式是采用可以控製節奏的輸送機輸送工件,當浸塑工件運行到流動槽上方時,升降機提升流化床,使工件插入流動的粉末中自動浸塑,浸塑時間可控,而且浸粉時機械振動工件可以獲得均勻的塗層,並振落多餘的粉末。浸粉後工件按設定時間進入塑化爐內流平。在全自動浸塑過程中,工件輸送節奏、浸粉時間、振動時間及預熱爐和塑化爐的溫度均可自動控製。

全自動浸塑,隻需掛卸工件,省材料、無汙染、效率高,特別適合於大批量、大型工件的粉末塗裝。應該指出,流化床浸塑,在工件的熱容量較大,例如當工件或基材的直徑或壁厚≥10mm時,依靠預熱溫度就可以使塗層塑化流平,所以不需要再進行塑化就可以得到光滑的塗層。但在一般情況下,如隔離柵浸塑均需進行塑化。因此流化床浸塑設備一般應包括預熱爐、流化床(也叫流動槽)、塑化爐、輸送裝置和電氣自動控製等部分。

2.1.3 隔離柵的浸塑設備

以自動浸塑生產線為例,主要組成如下:

1)預熱爐

流化爐浸塑,粉末塗料完全靠工件的熱量傳遞使其熔覆於表麵形成塗層,所以預熱溫度對浸塑質量起決定性作用,預熱爐設計好壞直接影響到產品的質量和成本。溫度不足則塗層達不到厚度;溫度過高,則會使樹脂老化;預熱溫度不均,則塗層會產生缺陷。流化床浸塑的特點是預熱溫度較高,預熱爐設計的溫度應達到400℃左右。一般用鋼結構,有較厚的保溫層。預熱爐多采用隧道式,很少采用橋式爐。隧道爐出入處為避免熱量散發,采用開關爐門封閉。為了保證爐膛溫度均勻性,多采用熱風循環的加熱形式。

預熱爐加熱能源可以采用電阻絲、柴油、天然氣、液化石油氣、發生爐煤氣及醇類燃料,因為汙染環境煤加熱使用越來越少。這些能源加熱各有特點,但都能滿足浸塑設備的要求。

2)塑化爐

塑化爐的設計與預熱爐基本相同,隻是溫度稍低,設計溫度一般不超過300℃ ,爐內空間溫度更均勻些,溫差一般不超過5℃ 。

3)流化床升降裝置

用熱塑性粉末浸塑,要靠工件自身的熱量熔融粉末,為了避免熱量的散失,工件應快出爐、快浸塑,所以,當采用粉槽升降形式時,工件到位,流化床必須及時快速升降。升降裝置是設計浸塑生產線的關鍵。目前的升降機構均采用鏈式傳動,擺線針輪減速機錐形製動。由於粉槽及提升裝置重達3t以上,必須采用配重平衡。粉槽的升降位置和停留時間,均由電氣安全自動控製。

4)流化床的設計

用於粉末塗裝的流化床,也叫流動槽、沸騰床或浸塑槽。設計流化床主要考慮粉末塗料的充分流化。流化床由氣室、微孔板、槽體三部分組成,現場使用還設有放粉孔和蓋。

流化床的槽體為鋼結構,四壁應垂直,不帶錐度,試驗表明,帶錐度的槽體,在有錐度的部分粉末流化不均勻,所以不管是矩形槽,還是圓形槽,槽壁都應垂直。槽體一般用型鋼作骨架,鋼板作內麵。無論氣室還是槽體均應焊接牢固,不應漏粉漏氣。在流化床下部的氣室內還應設空氣分流管,以利於壓縮空氣進入後均勻分布。微孔板是流化床的關鍵部件,它既要有好的透氣性,又應具有足夠的強度以承載粉末塗料的重力。透氣性由微孔板的孔徑決定,一般為粉末塗料粒子直徑的1/10~1/2,孔徑過小容易堵塞;孔徑過大,粉粒容易進入氣室。微孔板可用合金板、多孔陶瓷板、濾布、有機樹脂製作,還可以用環氧粉末和石英砂黏結製作。

為了改善粉末塗料的流態化,對流化床施加機械振動、聲波或攪拌力均可改善流化床中粉末的流態化質量。

5)流化床的供風

流化床塗裝時,粉末靠空氣懸浮,流化床所需氣體首先要幹淨,不能含有水分、油分、雜質,以免影響塗層質量。流化床的上部是開放的,提供的氣體必須豐富而廉價,所以隻能選擇常態下的空氣。試驗表明,氣固流態化的質量主要取決於固體顆粒的性質以及氣體的密度與黏度。當氣體的密度與黏度增加接近液體時,氣固聚式流態化會轉變為散式流態化。但是增加氣體的密度,隻能靠增加氣體的壓力,所以一方麵要增加微孔板的阻力,另一方麵要增加流化床鼓風機的壓力,從而增加氣室內的氣壓。試驗和浸塑生產使用證明,適當增加流化床氣室的氣壓,對於改善粉末塗料的流化質量有明顯效果。

流化床浸塑時,不僅流化床的大小有區別,而且浸塑用的粉末塗料的品種和粗細也有差別,不同體積、不同性質的粉末塗料對風量和風壓的要求也有所不同,因此,流化床的風量和風壓應能隨時調整。流化床的風量和風壓雖有計算公式,但也隻能粗略估算,實際應用中多憑經驗選擇。

大型流化床一般選用羅茨風機,供風幹淨且風壓穩定,配管設計壓力表和調節閥門,可以調整風量。小型流化床常采用離心鼓風機,主要是考慮設備投資費用。如果車間有壓縮空氣設備,能確定風壓和風量時也可以采用,但必須加設油水分離裝置,除去油和水分。流化床供風裝置多有噪音,應帶消聲裝置,或遠離操作中心,或采取隔離措施。

2.1.4 隔離柵浸塑工藝

隔離柵浸塑工藝如下:被塗物(工件)→預處理→預熱→流化床浸塑→塑化→冷卻→檢查→包裝。

1)被塗物:即隔離柵,用鋼絲焊接網和型鋼製作,從預熱和浸塑原理看,工件基材的直徑或壁厚一般在1.5~5.0mm,太薄的工件不適合流化床浸塑。

2)表麵處理:浸塑工件的表麵,沒有噴塑要求嚴格,但從理論上講表麵處理較好的工件比未處理的工件塗層的結合力要好。所以對於嚴重鏽蝕或有油汙及鍍鋅的工件,應進行表麵處理,常用機械噴砂處理。

3)預熱:預熱溫度直接影響隔離柵的浸塑質量。預熱溫度越高,塗膜越厚,預熱的條件按測定被塗物表麵溫度以被塗物的種類、形狀、厚度及所用塗料而定。為了探索流化床浸塑時工件預熱的合理溫度,我們曾利用自行設計製造的大型浸塑生產線,對不同工件使用不同的粉末塗料進行試驗,結果如圖3 所示。

 

4)浸塑:隔離柵浸塑時,首先應保證流化床內粉末塗料形成穩定的流態化。起動鼓風機,調整進風閥門,使槽內粉末塗料浮動,上升一定高度,形成像稀飯沸騰一樣,呈現均勻小氣泡狀態。如果被塗的形狀與預熱條件已經確定,則塗膜厚度取決於浸粉時間,如圖4所示。

 

應該指出,工件從預熱爐出爐到浸入流化床,這個過程時間對塗膜厚度也有很大影響,特別是對熱容量即基材直徑較小的工件,由於溫度的急速下降,對浸粉的質量影響較大。從節能和提高塗膜質量出發,設計浸塑線時應考慮快出爐,快浸塑為好。

5)塑化隔離柵浸塑後,粉末熔覆於工件表麵,並未完全熔化流平,必須進塑化爐繼續加熱流平才能形成塗膜。塑化溫度由所用粉末塗料的性能決定。當溫度低時,塗層流平不均勻,出現麻麵。當塑化溫度過高、時間過長時,會使樹脂發黃、裂解、老化。在自動化的浸塑線上,工件的預熱、浸塑、塑化等工序是由作業節奏,即過程時間來設定的,因此,預熱和塑化時間也與預熱爐和塑化爐的長短有關,這在設計生產線時應考慮周到。不過在特定的時間過程中,還可通過調節爐溫來達到理想的塑化效果。例如用Φ4mm鋼絲製作的隔離柵,使用聚乙烯粉末浸塑塗裝時,預熱爐的溫度在350℃左右,加熱時間3~6min,浸塑時間8~12s,塑化溫度在220℃左右,塑化時間在2~4min,就能獲得均勻的塗膜。

6)冷卻:隔離柵的基材並不太厚,塑化後出爐一般用空氣自然冷卻就行,當工件輸送到卸件位置仍很燙手時,應采用風冷,即用鼓風機吹風強製冷卻。

7)隔離柵浸塑的特點:一次浸塑就可以獲得0.2~0.8mm厚的塗層,無氣孔,邊角覆蓋效果較好,質量合格率可達99%以上。粉末塗料的損失極少,利用率幾乎達100%,且不需要回收裝置。生產率較高,每小時可塗裝100多片網片或300多根立柱,每班(8h)可生產2~3km隔離柵。換色容易,如果每種顏色準備一個流化床,換槽即可換色。實現自動化生產,當設定程序後,隻需掛卸工件,其餘工序均自動進行,省工省力。

2.2 防撞護欄板的噴塑

2.2.1 護欄板的結構

防撞護欄板是高速公路波形梁鋼護欄的簡稱。高速公路對護欄板的需要量很大,上行和下行每1km通車裏程至少需要4km護欄板,若每塊按4320mm長計,加上接頭,每通車1km需要1000塊護欄板、1000根立柱、1000塊托架、1000個蓋帽。高速公路護欄板大部分用靜電噴塑,少數用流化床浸塑。

護欄板的確切名為波形鋼護欄,波形類似W,有時稱W型護欄板,其波形形狀有圓弧形和折線型,截麵也有等截麵和變截麵之分。標準圓弧板規格為4320mm×310mm×85mm×3mm,標準折線板規格為4330mm×350mm×75mm×4mm。立柱有鋼管立柱和內卷邊槽鋼立柱兩種,鋼管立柱為Φ114mm×4.5mm或Φ140mm×4.5mm,卷邊槽鋼為125mm×62.5mm×5mm。護欄板的材料均為Φ235熱軋鋼板,經輥壓、冷彎、橫壓成型。

2.2.2 護欄板的噴塑設備

護欄板噴塑設備由預熱爐、噴粉室及回收裝置、固化爐、懸掛輸送裝置和自動控製係統組成。

預熱爐用以烘幹護欄板的殘餘水分,並使工件達到一定溫度,增加上粉量和塗層厚度。

噴粉室每側設數支自動噴槍,在粉房兩側設有粉末回收裝置。

固化爐長度根據生產效率確定,由於護欄板長度達4m多,固化爐采用單行直通式為好。在固化爐的出入口設有風幕裝置以阻止爐內熱風外溢。不管采用何種能源,以熱風循環供熱均勻些。

懸掛輸送裝置包括軌道、懸鏈、驅動、張緊及掛具等,組成輸送係統,保證護欄板掛卸方便,並以一定速度進行預熱、噴粉、固化和冷卻。噴塑懸掛輸送的速度要比浸塑慢得多,這是由於固化時間要比塑化時間長的緣故。

2.2.3 護欄板噴塑工藝

護欄板噴塑工藝為:工件→預處理→掛件→噴粉→固化→冷卻→檢查→包裝。噴塑對工件表麵的要求要比浸塑嚴格一些,所以護欄板必須進行預處理。護欄板的前處理有2種方法,一是化學溶劑法,即經脫脂、酸洗、磷化等工序,獲得幹淨的表麵;二是機械法,多采用噴射拋丸除鏽法。護欄板懸掛時,采用橫掛方式,每組上下平行掛3~4排。

護欄板噴塑有冷噴和熱噴2種方式。冷噴塗層薄而缺陷多;熱噴可以除去水分,提高上粉量,增加塗層厚度,這對提高護欄板的戶外使用壽命十分有益。

噴粉時噴槍與護欄板的距離要適當,一般以200mm為宜。調整靜電電壓60~80kV ,壓縮空氣應無油、無水、無塵。采用濾芯式回收裝置,保證粉末不外溢和合理回收。

固化溫度一般為180~200℃,調整輸送速度,使護欄板在這一溫度下連續烘烤20~25min。對於立柱,因壁厚較厚,烘烤時間還應更長些。

護欄板噴塑常用純聚酯粉末塗料,塗料及噴塑質量見下文所述。

2.3 護欄板浸塑

2.3.1 護欄板水平式浸塑

護欄板水平式浸塑設備與隔離柵相似,主要由預熱爐、箱式流化床、塑化爐組成,隻是設架距較長。

護欄板水平式浸塑工藝也與隔離柵相近,差別在於護欄板麵積大,屬板狀件,表麵前處理很重要,否則結合力差。表麵前處理常采用拋丸噴砂。護欄板的加熱時間相對較長,但浸塑溫度相應較低。

2.3.2 護欄板立式浸塑

護欄板立式浸塑設備的預熱爐和塑化爐均為臥式隧道加熱,流化床卻采用井式流化床,然後再水平懸掛進入塑化爐流平。

護欄板浸塑均采用線性低密度聚乙烯粉末塗料,塗層厚度比噴塑的厚,戶外耐候性也較好。

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交通護欄對粉末塗料的要求

3.1 耐候性

耐候性是指粉末塗料塗裝成膜後在戶外大氣環境條件下暴露放置時的耐久性。

交通護欄幾乎全部用於戶外,大氣環境包括太陽光、氧和臭氧、冷熱氣溫變化,水和相對濕度,以及微生物昆蟲等都會影響塗膜使用壽命。交通護欄在戶外一般要用10a以上,不明顯變色,不產生裂縫和龜裂現象,保持其塗膜的完整性和裝飾性,因此對粉末塗料的耐候性要求至關重要。

影響耐候性的主要因素是太陽光。太陽光中隻有波長250~1400nm的光能輻射到地球表麵,其中波長780~1400nm的是紅外線,占太陽光總輻射的42%~60%,主要以熱能輻射物體;波長380~780nm的是可見光,占太陽光總輻射的39%~53% ,主要以熱能和化學反應影響物體;波長為250~400nm的是紫外線,主要以化學反應影響物體。試驗表明,對聚合物樹脂最具破壞力的是波長為290~400nm的紫外線,尤其是波長300nm左右的紫外線是導致聚烯烴樹脂劣化的主要因素。

溫度對耐候性有影響,溫度每升高10℃,光化反應速度就會增加1倍。

雨水除了使塗膜產生水解反應和吸水變形外,還具有侵蝕損傷作用。水能衝刷護欄表麵的汙垢和老化生成物,卻降低了保護效果,更加速老化趨勢。

提高粉末塗料的耐候性,就是要研究造成塗膜劣化的因素,並找到解決問題的對策。近年來,我國粉末塗料在原料選擇、助劑配製、混煉擠出及粉碎方麵已經做了許多卓有成效的工作,顯著提高了粉末塗料的耐候性。但是,應該指出,目前我國粉末生產質量良莠不齊,差別較大,少數廠家單純追求利益,添加回收料,充填廉價助劑,缺乏檢驗手段,產品質量低下,粉末塗裝後短時間內就變色龜裂,而良好的粉末塗裝的交通護欄戶外使用,確實可達10a以上。

耐候性的檢驗常采用人工加速老化試驗和自然氣候暴露試驗。人工老化試驗是模擬大氣條件進行試驗,然後對比樣板,隻能推理計算相當於戶外的老化時間。自然暴曬試驗結果比較真實,但需要較長時間。

3.2 附著力

交通護欄粉末塗裝後,塗膜與金屬之間應有一定結合力,塗膜應牢固地附著於金屬表麵,防止脫落,以便保持塗層的防腐和裝飾性能。熱塑性粉末塗料,尤其是聚烯烴類樹脂,屬非極性材料,與金屬的結合力較差。既使熱固性聚酯,其線脹係數與金屬的差別也很大,隨溫度變化,塗膜膨脹伸縮,也會影響結合力。

為了提高塗膜的結合力,配製粉末塗料時,應加入黏合劑。當然,結合力也與工件表麵狀態有關,有鏽蝕的工件塗層結合力較差,經機械噴砂或磷酸鹽處理後結合力較好,鍍鋅件塗裝後結合力較差,鍍鋅件塗裝前往往需要噴砂粗化、塗底漆或使用專門的粉末塗料。

3.3 粉末的流動性

3.3.1 粉末流動性的意義

粉末的流動性是粉末塗料在流化床中被空氣流化的程度,它是評估粉末塗料施工性能好壞的重要依據。

因為隔離柵浸塑時,工件要順利插入流化床,獲得均勻塗層,粉末塗料在流化床內要形成穩定的流化狀態。在護欄板噴塑時,也需經過流化桶,輸入靜電噴槍,粉末塗料沸騰不起來,會影響施工。

3.3.2 粉末的流化過程

粉末流動性的好壞可以從觀察流化床內粉末的流化過程和流動狀態來鑒別。在流化床內加入適量的粉末塗料,啟動鼓風機,隨風量風壓增加,靜止狀態的粉末開始向上浮動,當懸浮到一定高度時,局部地方先出現像泉水一樣的湧流,槽內的粉末由不鬆散變得鬆散,由局部鬆散逐漸擴散為整體鬆散,槽麵冒出的氣泡由大變小,數量逐漸增多,形成均勻一致的小氣泡,形狀似蜂窩狀,像慢火煮沸的稀粥一樣沸騰,這時達到穩定的流化狀態。若繼續增加風量,氣泡又會由小變大,由多變少,急劇沸騰飛揚,形成不穩定的輸送狀態。

流動性好的粉末,給一定風量後,很快會形成平穩的蜂窩狀小氣泡,手伸進粉末中感覺像液態水一樣均勻自由。流動性不好的粉末,無論怎樣調整風量,總是急流渦旋,大氣泡翻滾或像火山岩流衝天,形不成穩定的流化狀態。

3.3.3 影響粉末流動性的因素

1)粉末顆粒的形狀

試驗表明,粉末的顆粒越圓滑,越接近球形,流動性越好。粉末顆粒呈菱角形、片狀或帶尾巴的蝌蚪狀、絲帶狀,流化時摩擦係數大,透氣性差,流動不均勻,甚至難以形成穩定的流化層。事實上,目前生產粉末的粉碎機粉碎的粒子形狀一般是不定形的多麵體,銳角不太多,形狀隻是接近球形。

粉末顆粒形狀除了用放大鏡觀察外,還可以測定其體積密度(又叫假密度或表觀密度),即單位體積粉末的質量,同一種材料的粉末,體積密度越大,說明粉末顆粒越圓滑。

粉末的圓滑程度還可測定其安息角(也稱堆落角),當自由流動的粉末從高處落下,在水平麵上堆積成一個圓錐體,達到靜止狀態,錐體母線與水平麵的夾角即安息角,顯然,安息角越小粉末的顆粒越圓滑。

2)粉末的粒度及粒度分布

氣固流態化理論根據粉末顆粒的粒度、形狀和顆粒的表觀密度與氣體密度之差,將固體粉末顆粒分為4類(A 、B 、C 、D),A類顆粒為細顆粒或可充氣顆粒,粒度為30~100μm ,表觀密度<1400kg/m3,A類顆粒的流態化質量較好。

流化床試驗和隔離柵浸塑生產實踐表明,熱塑性粉末60~80目的占70%~80%,80~100目的占15%~20%,大於100目的細粉很少時,粉末的流動性最佳,粗於60目的粉末過多,不僅流動性不好,且塗膜的平整性也差,用粉量也多。相反,大於100目的粉末過多時,流動性也不好,粉塵過大。

3.4 交通護欄用粉末塗料的種類

交通護欄以安全為主要目的,兼具防腐性和裝飾性。交通護欄安裝於戶外,不僅要求有較長的使用壽命,而且應美觀大方。

交通護欄粉末塗裝既用熱固性粉末,也用熱塑性粉末。在熱固性粉末中,隻有純聚酯粉末才能滿足耐候性的要求。以杜邦華佳化工有限公司生產的熱固性純聚酯粉末塗料為例,粉末的密度為1.4~1.7g/cm3,粉末的粒度分布為100%小於100μm。在熱塑性粉末塗料中,隔離柵浸塑常用聚乙烯粉末塗料。

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交通護欄粉末塗裝中常見問題和產生原因及解決辦法

4.1 隔離柵浸塑中常見問題、產生原因及解決方法

隔離柵浸塑中常見問題、產生原因及解決方法見表1所列。由表1可見,浸塑中出現問題,原因可歸納為:1)設備問題,如爐溫不均,流化床設計不合理;2)粉末塗料問題,如顆粒不圓滑,粉度及其分布不合理,配方不合理;3)工件表麵預處理不好;4)操作不當,設定參數不正確,操作責任心不強。

 

4.2 護欄板噴塑中常見問題、產生原因及解決方法

護欄板噴塑中常見問題、產生原因及解決方法見表2。

 

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相關質量標準及常規塗膜質量檢驗方法

5.1 標準介紹

我國交通護欄最早依據DB/410000H05001—1987《彩色聚乙烯鍍層金屬製品構件》(河南省地方標準),該標準由冶金部金屬製品研究院提出,由河南省標準局發布,並於1988年1月1日實施。

隨著高速公路的發展,交通部公路科學研究院於2000年起草了GB/T 18226—2000《高速公路交通工程鋼構件防腐技術條件》,與之配套的標準還有JT/T374—1998《隔離柵技術條件》,它規範了隔離柵的形狀、尺寸、結構。

目前我國的交通護欄,包括鐵路、公路、機場等安全防護用的交通護欄,均參照交通部的質量標準:JT/T600—2004《公路用防腐蝕粉末塗料及塗層》。

5.2 交通護欄塗膜質量檢驗方法

5.2.1 外觀質量

塗層外觀應平整光滑,顏色均勻一致,無肉眼可見的氣泡、氣孔、裂縫和明顯的雜質等缺陷,允許有輕微的橘皮。

5.2.2 塗層厚度

1)單塗層厚度

工件表麵處理後直接浸塑,塗層可為聚乙烯或聚氯乙烯,其塗層厚度應符合表3規定。

 

2)雙塗層厚度

雙塗層為構件的第一層(內層)為金屬,第二層(外層)為非金屬塗層,可用聚乙烯、聚氯乙烯或聚酯,各層應符合表4規定。

 

3)塗膜的附著性

塗塑層應附著良好,對聚乙烯、聚氯乙烯塗層,采用剝離試驗法,在足夠大的試件上,用鋒利刀片在塗塑麵上用力劃兩條距離為3mm,長度為25mm的平行線,然後與上述平行線的一端與之成直角再劃一條刻痕,從此端剝離平行線之間的塗膜,能將塗膜拉斷而無剝離為合格。

對於聚酯塗膜,因為塗層薄而硬,采用劃格法,當塗層小於0.125mm時,切割間距為2mm。當塗層厚度大於0.125mm時,在試樣上劃兩條長40mm的線,兩條相交於中部成30°~40°的銳角。所劃線要直,劃透塗塑層。如果未穿透塗層,則換一處重新劃。試驗後,觀察刻痕邊緣層脫落情況。刻痕光滑,塗塑層無剝離脫落為合格。

4)塗膜的抗彎曲性

取300mm的試樣,在15s內均勻速度繞芯棒彎曲180°,芯棒直徑為試樣直徑的4 倍。彎曲試驗後,試樣應無肉眼可見的裂紋或塗層脫落。

5)塗膜的耐鹽霧腐蝕性

取試樣3片,每片為70mm×150mm。用18號縫紉機針,將塗層劃成長120mm的交叉對角線,劃痕深至鋼基,對角線不貫穿對角,對角線端點與對角成等距離。劃痕麵朝上,置於鹽霧試驗箱中,按GB/T 1771規定條件進行試驗8h。檢查時用自來水衝淨表麵鹽分,冷風吹幹後,目視試片表麵,除劃痕部位任何一側0.5mm內,塗層應無氣泡、剝離、生鏽現象。

6)塗膜耐衝擊性

按GB/T 1732試驗方法,試驗溫度為(24±2)℃,試樣受的衝擊能量為9 N·m。衝擊試驗後,除衝擊部位外,塗膜應無碎裂、開裂或脫落現象。

7)塗膜的耐磨性

按GB/T 1768試驗方法,所加載重為1kg,每1000轉測得的質量損失應不超過100mg。

8)塗膜的耐化學腐蝕性

耐酸性:試樣在常溫下放入30%H2SO4的溶液中浸泡45d後,塗層應無氣泡、軟化、喪失黏結等現象。

耐堿性:常溫下將試樣放入10%NaOH溶液中浸泡45d後,塗層應無氣泡、軟化、喪失黏結等現象。耐鹽性:將試樣放入10%NaCl溶液中浸泡45d後,塗層應無氣泡、軟化、喪失黏結等現象。每組試樣至少3塊,大小按GB/T 11547規定。

9)塗膜的耐濕熱性

取試樣3片,每片大小為70mm×150mm,用18號縫紉機針將塗層劃成長120mm的交叉對角線,劃透至鋼基,對角線不貫穿對角,對角線端點與角成等距離。劃痕麵朝上,置於高低溫濕熱試驗箱,按GB/ T 1740方法進行8h。試驗後,除劃痕部位任何一側0.5mm內,塗層應無氣泡、剝離、生鏽等現象。

10)塗膜耐候性

用疝弧燈進行人工老化試驗。采用GB/ T 16422.2要求的試驗設備,試樣大小及形狀應與老化試驗設備的試樣夾具相適應。試樣在輻射照度(1074±50)W/m2的條件下,經過1000h,累積總輻射能量不小於3.5×106kJ/m2的人工加速老化試驗後,塗層不允許產生裂縫、破損等損傷缺陷,允許輕微褪色。

11)塗膜耐低溫脆化性

采用高低溫試驗箱,控製溫度在(-60±5℃ ,經168h試驗後,塗層應仍滿足以上各項的要求。

一般情況下,塗膜的耐磨性、耐化學性、耐候性及低溫脆化性是由粉末塗料廠家保證的,隻有在交通部驗收發證時抽檢。交通護欄生產廠家常規檢驗的項目主要是塗層外觀、膜厚及塗膜附著性,但交通護欄全部質量問題均應由其生產廠負責。

高速公路專用護欄板