Teflon涂料基本知识

The hosiery market in the Asia-Pacific area,Hosiery manufacturing base very fragmented,State owned mills disappearing,New entrants appearing, incl. joint ventures,Some strong regional brands, no firmly established national brands,Most have machines bought within last 5 years (Italy, Japan),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,PTFE,FEP,PFA,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：,(200-260,o,c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 trademark,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 registered trademark,Teflon 涂料的施工方法,空气喷涂,滚涂,卷材涂装,静电粉末喷涂,淋幕涂装,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 registered 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/ roller coating,TYPE 4001,For enamelled exterior,DuPont registered trademark,Enamelled Steel,Enamel:,- Mixture of oxides (Mainly SiO,2,)- Baked at high temperature (830C)- Ground coat on inside and outside,Frit:,- Rough enamel applied to make the substrate porous and rough- Mixture of high and low melting oxides baked 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 steel,Addition of Nickel to control the structure of the alloy,Low thermal conductivity. In order to get a good heat distribution an aluminium disc is welded on the bottom of the pan,Most common type is SUS304 ：18/10,(18% Chromium and 10% Nickel),DuPont registered trademark,铸铝,Aluminium alloy casted at 480-540C,Gravity cast: Less defects,Pressure injection cast: More defects, more impurities Corrosion, Blistering, Bubbling,The composition determines: - The cast easiness - Corrosion resistance - Mechanical properties - Machinability,- Weldability,Most 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,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 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,F,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,F,B,B,B,B,B,B,B,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,B,B,B,氟树脂,粘结剂,B,F,SUBSTRATE,固化烧结原理(2)-可控树脂定向运动,固化烧结后,3-5,min at 428-435C,DuPont registered trademark,F,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,F,B,B,B,B,B,B,B,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,F,B,B,B,氟树脂,粘结剂,B,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,Start,10,20,30,40,50,65,350,300,250,200,150,100,50,0,Oven Air Temperature,Desired Part Temperature,厚基材,薄基材,Over-Cures Thin Metal Part,Proper Time,for Thick,进炉时间 (,min),温度,o,C,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,*,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：,459-11105/455-11210，455-11201,TEFLON XTRA：,北美地区专用,459-21100/456-21200/456-21300,TEFLON SELECT：,中度耐磨耐刮,459-41105/456-41250/456-41350,TEFLON PLATINUM：,重度耐磨耐刮,北美：459-61150/456-61260/456-61350,欧洲及亚洲：459-415/456-605/456-401,TEFLON 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,-,加强型涂料:硬化剂沉淀,-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,-,烧结不充分,-膜厚不充分,-,表面处理不良：粗糙度，除油清洗不彻底,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),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:,-,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 trademark,涂层不粘性不良:,-,涂料品种:1,coat2coat3coat,-,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,