Teflon 涂料基本知识.ppt

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1、TEFLON不粘涂料技术讲座,DuPont registered trademark,Technical training for customer,Terry Yin,本讲座提要,DuPont registered trademark,杜邦简介Teflon树脂的性能特点Teflon 不粘涂料的大致组成施工工艺流程控制常见质量问题，故障分析,Terry Yin,Teflon树脂种类,PTFEFEPPFA ETFE,DuPont registered trademark,Teflon树脂的性能特点,DuPont registered trademark,Teflon树脂的通用性能特点,不粘性:世

2、界上最不粘的材料，易清洁低摩擦系数,自润滑性好:相当于冰与冰之间摩擦热稳定性高：(200-260oc之间可长期使用不分解)耐化学腐蚀,不被任何化学物质腐蚀，溶解.坚韧耐磨（但铅笔硬度一般）.光泽度一般，但有一种特殊氟树脂的质感,DuPont registered trademark,Teflon 树脂的化学分子式,DuPont registered trademark,TEFLON不粘涂料的组成(1),聚合物：-氟聚合物（PTFE，PFA）-粘结剂(只在底油中有)颜料，填料溶剂：水等各种助剂:分散,乳化,稳定,消泡,湿润,等,DuPont registered trademark,不粘涂料的组

3、成(2),硬化耐磨剂防开裂剂，成膜助剂,DuPont registered trademark,氟聚合物的功能,种类:PTFE,FEP,PFA，ETFE-不粘，易洁.-低磨擦系数.-耐化学腐蚀.-耐热.-耐磨，耐久.,DuPont registered trademark,粘结剂的功能,-提供跟金属基材的结合力.-防腐.,DuPont registered trademark,助剂的功能,分散 PTFE 树脂于水中形成稳定乳液润湿基材，降低其表面张力，便于涂料均匀排开粘附,消除“鱼眼”现象帮助涂料流平消泡改善喷涂性，使涂料湿润光滑增加粘度，提高稳定性.,DuPont registered tr

4、ademark,防开裂成膜剂的功能,DuPont registered trademark,使涂膜达到足够的厚度而不开裂.帮助PTFE流动成膜成膜后需要经高温及氧化分解，分解不彻底残留在涂膜中会使涂膜泛黄，不粘性下降。这也是烧结温度不够的一个判断方法。,无机填料的功能,DuPont registered trademark,增强盖底能力 可降低涂料成本（过多会有负作用）可增加涂料硬度（过多填料会使涂料同时变脆，自身结合力下降，易粉化，不粘性降 低，起不到提高耐膜的作用）,Teflon 涂料的分类,液体涂料-水性涂料-油性涂料 固体粉末涂料-PFA粉末涂料-FEP粉末涂料,DuPont regi

5、stered trademark,Teflon 涂料的施工方法,空气喷涂(国内常用)滚涂 卷材涂装 静电粉末喷涂 淋幕涂装（国外有）静电液体喷涂,DuPont registered trademark,自动空气喷涂,DuPont registered trademark,手动空气喷涂,DuPont registered trademark,常用基材种类,拉伸铝:(纯铝,合金铝)不锈钢:(SUS304:18/10)铁搪瓷:搪瓷铁+光面搪瓷（内外包裹）+毛搪瓷（内表面）铸铝:压力注射式铸或重力浇铸 铸铁:铸铁+光面搪瓷（内外包裹）+毛搪瓷（内表面）复合金属：3层复合或5层复合,DuPont reg

6、istered trademark,拉伸铝,TYPE 3003 组成:-Aluminium98.68%-Manganese1.2%-Copper0.12%性能:-Most current type(80%)-Available as sheet-Good corrosion resistance-Hard,DuPont registered trademark,拉伸铝,TYPE 1050 组成:-Aluminium99.5%-Impurities0.5%性能:-Available as sheet-Poorer corrosion resistance-Soft-Post-form/rolle

7、r coating TYPE 4001 For enamelled exterior,DuPont registered trademark,Enamelled Steel,Enamel:-Mixture of oxides(Mainly SiO2)-Baked at high temperature(830C)-Ground coat on inside and outsideFrit:-Rough enamel applied to make the substrate porous and rough-Mixture of high and low melting oxides bake

8、d at 810C-coat on interior side only-DuPont 458-501 primer should be used.,DuPont registered trademark,不锈钢,Addition of 11%Chromium imparts corrosion and oxidation resistance to steelAddition of Nickel to control the structure of the alloyLow thermal conductivity.In order to get a good heat distribut

9、ion an aluminium disc is welded on the bottom of the panMost common type is SUS304：18/10(18%Chromium and 10%Nickel),DuPont registered trademark,铸铝,Aluminium alloy casted at 480-540CGravity cast:Less defectsPressure injection cast:More defects,more impurities Corrosion,Blistering,Bubbling The composi

10、tion determines:-The cast easiness-Corrosion resistance-Mechanical properties-Machinability-WeldabilityMost common used types:231/230,5076,331,DuPont registered trademark,涂装前的基材表面处理,清洗除油-碱性除油剂除去油脂，不同品种基材要用不同的除油剂(反应型和非反应型)。-后道清洗必需用新鲜洁净的循环去离子水-形成轻微粗糙度-强碱型除油剂需要用酸进行中和喷砂(增加表面粗糙度，接触比表面积，提高附着力)：-喷枪空气压力:6-7

11、 kg/厘米2-氧化铝砂粒型号:36#-60#棕刚玉,DuPont registered trademark,表面增强处理技术,陶瓷增强（适合拉伸铝）-喷射特殊陶瓷，非连续点状分布于基材表面-550度左右烧结-增强表面粗糙度，耐磨-需用458-501底油金属熔射（适合拉伸铝）-喷射特殊合金材料，非连续点状分布于基材表面-增强表面粗糙度，耐磨-防腐性会有所下降（原电池效应）,DuPont registered trademark,表面增强处理技术（续）,等离子体材料处理-喷射特殊等离子材料，使其非连续点状分布于基材表面-防腐性下降很轻微-增强表面粗糙度，耐磨-需用458-501底油,DuPont

12、 registered trademark,表面增强处理（续）,铝材阳极氧化-普通阳极氧化:3-5um膜厚,防腐性增强.-硬质阳极氧化:30-50um膜厚,防腐性及硬度增强.-可以用冷热两种方法封闭化学腐蚀：用特殊化学溶液腐蚀表面形成疏松多孔结构如：-Degreasing with 0.25 N NAOH at 60C for 5min.Rinsing-7-10%HCL at 25-60C for 5 min(2 or 3 times)rinsing and drying Rinse with DI water,DuPont registered trademark,喷涂涂装工艺,喷涂技术的选

13、择:根据涂料品种及工件形状选择-喷房及夹具设计,喷枪选择,喷枪设定(角度,时间,流量)等.膜厚控制:均匀度,各层厚度底油干燥及冷却烧结固化及冷却,DuPont registered trademark,日常生产中的涂装工艺控制,表面清洗除油，氧化:浓度，温度，速度，压力打砂后表面粗糙度：压力，砂粒型号涂装环境：杜绝污染源压缩空气，喷房，烘炉，地板，容器，喷枪涂膜厚度及均匀度：-喷枪角度设置，转速，链速，喷涂时间，距离，吐出量，雾化气压，输料气压，电压干燥及烧结工艺：炉温设置，链速，排器气管，循环风扇，保温时间,DuPont registered trademark,日常生产中必须的工艺及性能检

14、测,涂膜附着力：每隔一个小时做一次，并记录结果膜厚及均匀性：每隔一个小时测一次，并记录结果 对于不能直接测的基材需贴铝片。基材打砂粗糙度：每一个小时测一次，并记录结果表面除油清洗洁净度：每一个小时用黑白布擦拭一次，并记录结果涂膜外观及颜色：随时观察有无异常烧结炉温：调整好后需一星期监测一次，并记录结果耐腐蚀性：每天抽查检测一次耐磨性：送杜邦检测不粘性：送杜邦检测,DuPont registered trademark,固化烧结的原理(1)-可控树脂定向运动,固化烧结前,DuPont registered trademark,SUBSTRATE,固化烧结原理(2)-可控树脂定向运动,固化烧结后3

15、-5 min at 428-435C,DuPont registered trademark,F,SUBSTRATE,炉温曲线示例：基材大小，厚薄决定其真实受热温度,DuPont registered trademark,金属基材温度曲线,烧结固化中的物理化学反应,DuPont registered trademark,-氟树脂熔融流动成膜-溶剂，助剂挥发分解-底油中粘结剂固化产生附着力-氟树脂，粘结剂开始定向分层运动-底，中，面互相渗透融合产生层间结合力-防开裂剂高温分解，挥发,烧结炉的选择,DuPont registered trademark,*按热源分类：-电加热-柴油加热-瓦斯气加热

16、*按加热方式分类：-直接红外辐射加热：不适合TEFLON涂料对颜色，距离敏感。温差大。-间接热风循环加热：适合TEFLON涂料 温度分布均匀,烧结炉温控制,DuPont registered trademark,如何控制炉温:-炉温曲线中的烧结温度及维持时间：每种涂料都有其特定的烧结温度及时间要求参考杜邦的产品资料。-一定的予热时间(室温到200度:最少5分钟)：助剂分解，防涂膜开裂，针孔-废气排放：废气会影响涂料颜色，产生彩虹颜色-新鲜氧气供应：会影响涂料颜色，帮助防开裂剂分解-左右上下温差：会影响同批产品的质量稳定,产品推荐的技巧,DuPont registered trademark,几

17、个必须问的问题：基材型号：铝，不锈钢，铸铝，镀铝板，碳钢能达到的烧结温度：能承受的价格：是或需要杜邦品牌产品的功能要求：不粘，防腐，自润滑，耐磨对颜色的要求涂料的工作温度客户的喷涂设备，条件,杜邦TEFLON品牌的分类,DuPont registered trademark,TEFLON CLASSIC：459-11105/455-11210，455-11201TEFLON XTRA：北美地区专用459-21100/456-21200/456-21300TEFLON SELECT：中度耐磨耐刮459-41105/456-41250/456-41350TEFLON PLATINUM：重度耐磨耐刮

18、北美：459-61150/456-61260/456-61350欧洲及亚洲：459-415/456-605/456-401TEFLON PLATINUM PROFESSIONAL：TEFLON PLATINUM 涂料用于加硬处理的基材,不同品牌性能对比,DuPont registered trademark,性能比较,膜厚控制的意义,DuPont registered trademark,涂膜质量故障分析 的几个原则,DuPont registered trademark,眼见为实：不要轻信客户的结论不要轻易把责任往自己身上揽，易导致“有罪推断”。亲临现场掌握第一手资料要用排除法，比较法去发现

19、问题必要的仪器设备非常重要：数据最有说服力心要细，但思路要广良好的沟通，让客户配合，而不是对抗不要轻易下结论,涂膜质量故障分析(1),DuPont registered trademark,烧结后涂膜有“彩虹”-烧结温度太低.-废气排放不充分,烘炉氧气供应不足.-面油太厚（因防开裂剂主要在面油中）.-工件太厚,冷却速度太慢.,涂膜质量故障分析(2),DuPont registered trademark,“鱼眼”现象:-压缩空气中有油，水等杂物.-基材表面有油污杂质.(避免不必要的用百洁布擦拭干燥后的底油.)-涂料污染：过滤，漆桶，喷枪.(同一支喷枪不能同时用来喷油性和水性的涂料)-涂料本身原

20、因.,涂膜质量故障分析(3),DuPont registered trademark,涂膜烧结后开裂-涂膜太厚，超过其极限膜厚.-予热时间太短，加热速度太快.-工件设计不良：尖角，深陷凹孔.要有圆角过渡.-雾化不良.可导致局部膜厚太厚.-涂料流挂，堆积的区域.,涂膜质量故障分析(4),DuPont registered trademark,耐磨性，耐刮，硬度不良-跟涂料品种密切相关-对于加强型涂料:(1)硬化剂沉淀,或被过滤掉.(2)底油太薄.-烧结温度不够.-加强型底油施工不端：厚度，均匀度，沉淀,涂膜质量故障分析(5),DuPont registered trademark,防腐性不良-烧

21、结不充分-膜厚不充分-表面处理不良：粗糙度偏低，有油污,金属熔射.-跟涂料及基材种类相关-氟树脂种类:PFA=FEPPTFE,涂膜质量故障分析(6),DuPont registered trademark,附着力不良:1,底油和基材之间:-底油厚度不足够.-表面处理不良：粗糙度，油污等-基材种类.-烧结不充分.,涂膜质量故障分析(7),DuPont registered trademark,接上页：2，层间不良:-烧结不充分(sintering)-底油干燥太过分：表面太光滑-底油，中油，面油不配套3,底油之间结合力不良:-烧结温度太高,树脂分层太过分-底油太厚（脆裂）,涂膜质量故障分析(8),

22、DuPont registered trademark,烘烤烧结后发黄-温度偏低-炉子排气不良.-炉内氧气供应不足.-面油太厚.,涂膜质量故障分析(9),DuPont registered trademark,涂层光泽较差,表面粗糙.-取决于氟树脂种类:PFA=FEPPTFE-工件喷涂前表面温度过高-烧结过度-炉子排废气不良-面油太薄-干喷现象,涂膜质量故障分析(9),DuPont registered trademark,涂膜表面粗糙:-涂膜太薄-”干喷”现象:气压太高,出油量太小,距离太远-基材温度太高-表面粗度太高-涂料快干,涂膜质量故障分析(10),DuPont registered

23、trademark,涂层不粘性不良:-涂料品种:1coat2coat3coat-烧结温度偏低:分层/成膜不良-面油太薄-干喷-炉内氧气供应不足，排气不良(防开裂剂残留),涂膜质量故障分析(11),DuPont registered trademark,涂料表面有颗粒：-喷枪雾化压力太大,喷枪口径太小,导致PTFE凝胶产生胶粒.-环境中的尘埃,杂质-涂料缸中混入杂质-喷枪污染,有杂质.-工件表面有杂质.,涂膜质量故障分析(12),DuPont registered trademark,堵枪:-喷枪雾化压力太大,喷枪口径太小,导致涂料凝结-填料尺寸太大,而喷枪口径太小.-油性，水性涂料共用同一支喷

24、枪.,涂膜质量故障分析(13),DuPont registered trademark,涂层有泡孔-面油跟底油不相融-涂料粘度太高,泡沫太多-涂料不亲润基材或底油,涂膜质量故障分析(14),DuPont registered trademark,油性涂料“出汗”:-环境湿度太高,涂料吸水.-涂料中溶剂挥发太快,代走热量,导致金属表面温度下降.,杜邦质量管理程序（对贴标厂家）:,DuPont registered trademark,1,选择合适的许可制造商:2,认证检测许可制造商的技术能力,设备,质量管理水平.3,系统培训:喷涂技术及QC控制4,IQ(初次合格)试线及样品送检测试.-每一种涂料

25、都必须先送检通过IQ测试.-每一种基材都必须送检通过IQ测试.-每一条涂装线都必须送检通过IQ测试.-只有通过IQ,才可以获准使用杜邦标贴.,杜邦质量管理程序:,DuPont registered trademark,5,常规质量检测:-每月派代表去客户现场做质量工艺巡检。-定期抽检样品.-定期到市场购买样品检测.-定期查阅工艺参数记录.6,许可制造商必须具备基本的实验检测能力.,特许制造厂的现场QC控制要求,DuPont registered trademark,必须通过杜邦的相关IQ测试，才能量产。生产及品管人员必须能了解杜邦涂料的施工要求。必须有专门的品管人员负责喷涂工艺控制及记录。工艺

26、记录表格必须保存以备查验。必须有相关的工艺控制的测试仪器，设备：膜厚，粗糙度，炉温仪，附着力测试板等,粘度和固体含量的关系,DuPont registered trademark,两者没有对应关系:粘度高并不等于固体含量高.反之也然.粘度和分子链结构有关,枝链多的树脂流动困难故粘度高.粘度跟助剂有关,但助剂跟固体含量无关.粘度跟温度有关,温度高黏度会下降。,粘度和固体含量的关系,DuPont registered trademark,两者没有对应关系:粘度高并不等于固体含量高.反之也然.粘度和分子链结构有关,枝链多的树脂流动困难故粘度高.粘度跟助剂有关,但助剂跟固体含量无关.,铅笔硬度和耐磨性

27、的关系,DuPont registered trademark,两者没有对应关系:硬度高并不等于耐磨性好加填料可以增强硬度,但同时变脆,易粉化.降低內部结合力.不粘性下降。膜厚增加,硬度反而下降.但耐磨性增强.氟树脂硬度不高,但韧性极好,因而耐磨性强.,电饭锅对不粘涂料的性能要求,DuPont registered trademark,按重要性先后排列：1,不粘性2,防腐性3,附着力4,颜色外观5,耐磨性,煎烤器对不粘涂料的性能要求,DuPont registered trademark,按重要性先后排列：1,耐磨性2,不粘性3,附着力4,工作温度5,防腐性6,颜色外观,油炸锅对不粘涂料的性能要求,DuPont registered trademark,按重要性先后排列：1,耐热性2,防腐性3,不粘性4,附着力5,耐磨性6,颜色外观,炒菜锅对不粘涂料的性能要求,DuPont registered trademark,按重要性先后排列：1,不粘易洁性2,耐磨耐刮性3,耐热性4,附着力5,防腐性,