Bonding Mixer

A. WARUM METALLISCHE VERBINDUNG?
Metallische Pulverbeschichtungen können hergestellt werden, um eine Reihe von metallischen Oberflächen aus Silber zu erhalten
zu Gold und mit allen Bereichen von Glanz und Profil. Durch Zugabe von Aluminium, Bronze, Zink,
Magnesium- und Edelstahlpigmente zu den duroplastischen Pulverlacken.
Das am häufigsten verwendete Pigment für den silbermetallischen Effekt ist Aluminium 1-2% in den Blättern und
3-5% in nicht blättriger Form. Mit Aluminiumpigmenten werden die feinen Blattqualitäten
erzeugen die hellsten Silber- und Glanzeffekte, dies sind die niedrigeren durchschnittlichen Partikelgrößen.
(4-12 Mikrometer) Die Non-Leafing haben eine höhere durchschnittliche Partikelgröße (10-20 Mikrometer) und ergeben
ein funkelnder Effekt.
Pulverbeschichtungen mit glattem Metalleffekt können nicht mit normalem Pulver hergestellt werden
Beschichtungsprozess, weil die Scherkräfte, die während der Extrusion auftreten, das Metall verzerren
Partikel, die dazu führen, dass sie ihren Glanz verlieren. Der Extrusionsprozess kann einige produzieren
Hervorragende helle Hammer-Finish-Effekte, aber im Großen und Ganzen sind sie eher silber und dunkelgrau
Auswirkungen.
Trockenmischen, bei dem die Metallpigmente mit den duroplastischen Pulverbeschichtungen gemischt werden
ist eine einfache Produktionsmethode, kann jedoch ein sehr gefährlicher Prozess sein, der zur Explosion neigt
ohne die richtigen Inertisierungsmethoden und -verfahren. Das fertige Pulver ergibt a
heller und glänzender Effekt, aber das Metallpigment neigt dazu, sich an der Stelle von zu trennen
Anwendung dies wiederum verursacht Pigmentagglomeration und im Rückgewinnungssystem verursachen
Farbänderungen. Gemischte Produkte verursachen aufgrund der freien Größe große Anwendungsprobleme
Metallpartikel, die in der Mischung vorhanden sind, einschließlich des Verstopfens von Pistolen während der Korona
wird bearbeitet.
Die Herstellung von Metallpulverbeschichtungen wird am besten über das Bonding-Verfahren erreicht, das
ist relativ sicher und hinterlässt bei korrekter Anwendung keine freien Metallpartikel im Pulver
gebunden. Der Verbindungsprozess kann als die vollständige Befestigung von Metall beschrieben werden
Pigmente zu duroplastischen Pulverbeschichtungen. Die mit der Trennung verbundenen Probleme und
Die Agglomeration verschwindet mit einer Rückgewinnung, die normalen nichtmetallischen Pulverbeschichtungen entspricht.
Der Metalleffekt bleibt auch bei großen Chargen konstant.
Die Risiken des Einbaus der Pigmente, insbesondere Aluminium. Kann durch beseitigt werden
Festlegen einer Grundlage für einen sicheren Betrieb des Prozesses und Verwenden der besten Ausrüstung für
Herstellung.
Aufgrund des speziellen Charakters dieses Verfahrens haben nur wenige Hersteller von Pulverlacken
zog intern in diesen Prozess ein, wobei die meisten sich für eine Bonding-Servicefirma entschieden
zum Verkleben der Metallpigmente mit dem von den Pulverbeschichtungen gelieferten Basispulver
Hersteller.
Das Problem bei jedem Bonding-Service ist die Zeit, die für das Senden der Probe und benötigt wird
Detaillierung der Spezifikation, Identifizierung der erforderlichen Basis-Pulverbeschichtung, Herstellung
das Basispulver, das es gebunden hat und an den Hersteller der Pulverbeschichtung zurücksendet und
weiter zum Endbenutzer. Ein typischer Service wäre acht Wochen ab Erhalt des Farbmusters bis
Gebundene Pulverbeschichtungen.
Größere Bonding-Dienstleister sind auch Hersteller der Metallpigmente
die im Bonding-Prozess verwendet werden, damit sie die Rohstoffe für das Bonding liefern können
Prozess. Hauptlieferanten von Metallpigmenten in Europa sind Eckart und Benda-Lutz.

B. GRUNDSÄTZE UND THEORIE
Der Verbindungsprozess kann in drei verschiedene Teile unterteilt werden:
1. Anbringen - Das Anbringen des Metalls an der Pulverbeschichtung erfolgt einfach durch Hitze
Erweichen der Pulverbeschichtung und anschließendes Einmischen des Metallpigments, bis alle
Partikel haften buchstäblich an der Pulveroberfläche. Die am häufigsten verwendete Methode
Anhaftung zu erreichen ist Hochgeschwindigkeitsdispergieren, die Pulverbeschichtung und das Metallpigment
werden in einen Hochgeschwindigkeitsmischer geladen (normalerweise ummantelt, um eine gewisse Kontrolle über den Prozess zu ermöglichen
Temperatur) und dann einige Minuten bei hoher Geschwindigkeit gemischt. Die Energie des Mischens
liefert den erforderlichen Temperaturanstieg, damit das Pulver seinen Erweichungspunkt erreicht
Durch Erweichen (40-600C) kann das Metallpigment an der Pulveroberfläche haften.
Das Mischen wird fortgesetzt, bis alle Metallpartikel an dem erweichten Pulver haften geblieben sind. Das
Der Endpunkt ist kritisch und wird über Temperaturregelung und Energieinstrumentierung gesteuert.
Sobald der Endpunkt erreicht ist, muss die Mischung schnell in einen Kühler abgelassen werden
Vorzeitiges Aushärten / Erstarren verhindern.
2. Abkühlen / Chargen - Die warm abgelassene Mischung muss so schnell wie möglich abgekühlt werden
(150C) und dies wird unter Verwendung eines separaten Mischers mit geringer Intensität erreicht, der mantelgekühlt ist oder
ausreichend gekühlt haben, um diese Massentemperatur zu senken. In den meisten Fällen die gebundene Menge
ist ein kleiner Teil einer größeren Charge, so dass auch hier das Mischen einer Anzahl von Mischungen erreicht wird
Bühne. Die Größe des Kühlermischers wird durch die Chargengrößenverteilung bestimmt.
3. Sieben - Da die Pulverbeschichtung während des Klebevorgangs Wärme ausgesetzt wird,
und da dies lokalisiert werden kann, ist es notwendig, das Endprodukt zu verfeinern, um jegliches zu entfernen
Agglomerate, die möglicherweise gebildet wurden. Kurs Sieben bei 130 - 150 Mikron ist in der Regel
ausreichend.
Die endgültigen Anforderungen an die gebundene Pulverbeschichtung sind eine optimale Pulverrückgewinnung aufgrund der
feine Pigmente, die sich an die größeren Pulverbeschichtungspartikel binden. Keine Trennung von der
Pulverbeschichtung während der Sprühapplikation, gleichmäßige Anwendung von Effektpigment und der
Pulverbeschichtung des Werkstücks.
C. HINTERGRUND ZU STAUBEXPLOSIONEN IN PULVERBESCHICHTUNGEN UND METALL
PIGMENTE
Hersteller, die die Herstellung von Pulverbeschichtungen mit Metalleffekt in Betracht ziehen, werden dies tun
müssen die Prozessrisiken berücksichtigen. Der Prozess beinhaltet das „Verkleben“ von feinem Aluminium
Flockenpigment auf die Oberfläche warmer duroplastischer Pulverbeschichtungspartikel. Fein
Aluminiumpulver kann unter den richtigen Bedingungen zu starkem Staub führen
Explosionsgefahr. Pulverbeschichtungspartikel selbst sind ebenfalls potenziell entzündlich als
Stäube. Daher muss die Handhabung und Verarbeitung dieser Materialien in durchgeführt werden
Ein Weg, der das Risiko einer Staubexplosion minimiert.
Um eine \"Sicherheitsgrundlage\" für den Betrieb eines Prozesses zu definieren, muss dies berücksichtigt werden
das Maß an Risikominderung, das durch die vorgeschlagenen Präventions- oder Schutzmethoden erreicht wird.
Dies ermöglicht eine Beurteilung der Angemessenheit eines vorgeschlagenen Systems für
Reduzierung des Risikos auf ein tolerierbares Maß. Wichtige Informationen, die für die Risikobewertung erforderlich sind
Situation sind Explosionsdaten für die Materialien, die gehandhabt werden.

Sowohl Pulverbeschichtungen als auch Metallpulver sind potenziell explosiv, wenn sie in der Luft verteilt sind
einen bestimmten Konzentrationsbereich. Eine Zündung kann auftreten, wenn eine Zündquelle ausreichend zündet
Macht war gleichzeitig vorhanden.
Die Energiemenge, die benötigt wird, um eine dispergierte Staubwolke aus Aluminium zu entzünden, ist abhängig
hauptsächlich auf die Partikelgrößenverteilung des Pulvers und in geringerem Maße auf die
Art der Oberflächenbehandlung. Andere Faktoren wie Alter, Feuchtigkeitsgehalt und Partikelform
(d. h. Kugel oder Flocke) spielen ebenfalls eine Rolle. Die Leichtigkeit der Zündung wird durch einen Parameter namens definiert
Die Werte für die minimale Zündenergie (MIE) und die Literatur reichen von weniger als 1 mJ bis zu 50 mJ
mJ. Daher wird erwartet, dass die Feinblattqualitäten die niedrigste Zündung aufweisen
Energie.
Um dies ins rechte Licht zu rücken, finden Sie unten eine Tabelle möglicher elektrostatischer Zündenergien
Entladungen, die in einer Bonding-Anlage auftreten können.

Obwohl die Entzündung einer Staubwolke durch Bürstenentladung in nicht erreicht wurde
Praxis kann es nicht ausgeschlossen werden. Zündung von Aluminium durch elektrostatische Entladung aus
isolierte Leiter oder geladene menschliche Bediener sind eindeutig möglich. Zündwahrscheinlichkeit
von Aluminium aus mechanischen Funken, Reibungsfunken und heißer Oberfläche ist schwieriger zu
vorhersagen und hängt von vielen Faktoren ab. Es ist jedoch davon auszugehen, dass eine Zündung möglich ist
treten aufgrund von Funken auf, die beispielsweise von einem überhitzten Mischerlager oder einem überhitzten Motor ausgehen.
Sollte eine Explosion auftreten, kann die Explosionsgewalt einer Aluminiumexplosion sein
sehr hoch. Die Explosionsgewalt wird durch einen Parameter definiert, der als Kst-Wert bezeichnet wird
eine Funktion der maximalen Druckanstiegsrate bei einer nicht entlüfteten Explosion. Gemeldete Werte
für reines Aluminiumpulver liegen im Bereich von 300-1000 bar.m / s. Auch am unteren Ende von
In diesem Bereich ist die Explosionsschwere sehr hoch und daher eine signifikante Explosion
Festigkeit ist bereits ab einer Menge von 1 kg zu erwarten. Aluminiumexplosionen sind
Es ist ziemlich schwierig, sich dagegen zu schützen, und daher liegt der Schwerpunkt im Allgemeinen auf der Prävention.
Pulverbeschichtungen selbst sind potenziell explosive Stäube. Minimale Zündenergie ist
abhängig von der Partikelgröße und in geringerem Maße von der Formulierung. Feine Pulverpartikel
(dv, 50 3-4 Mikrometer) wurden als 1-3 mJ gemessen (Referenz 2). Wie auch immer
Es ist unwahrscheinlich, dass Pulverpartikel dieser Feinheit als Basis für die Bindung verwendet werden. a
Ein typischer MIE-Bereich wäre 10-30 mJ. Auch hier sind Pulverbeschichtungspartikel anfällig
auf bestimmte Arten von elektrostatischen Entladungen, mit Ausnahme von Bürstenentladungen, die
Es ist nicht zu erwarten, dass sich Pulverbeschichtungspartikel entzünden. In Bezug auf die Schwere der Explosion
Pulverbeschichtungen haben typischerweise einen Bereich von Kst-Werten von 100 bis 200 bar / s, wobei 200 nur sind
für sehr feines psd material. Eine Explosion wäre in der Regel deutlich weniger gewalttätig als eine
Eine Aluminiumexplosion könnte jedoch dennoch erhebliche Schäden verursachen.

Wenn Aluminiumpulver mit normaler Pulverbeschichtung gemischt wird, deuten die Literaturdaten darauf hin
dass der Kst-Wert der Pulverbeschichtung bei 5 bis 6 Gew .-% um etwa 10 Gew .-% anstieg
Aluminium wird hinzugefügt. Erst wenn etwa 25 Gew .-% Aluminium zugesetzt werden, wird der Kst
nähern Sie sich dem von reinem Aluminiumpulver. Die minimale Zündenergie des Pulvers
Die Beschichtung wird nur dann wirklich verringert, wenn mehr als 10% der feinsten Blattqualitäten vorhanden sind
benutzt. Daher liegt in vielerlei Hinsicht der gefährlichste Teil der Verklebung in der Handhabung
aus reinem Aluminium. Es ist jedoch zu beachten, dass die Trennung des Aluminiums
könnte die obigen Zahlen zugunsten höherer Kst-Werte und niedrigerer MIE-Werte ändern.
D. BONDING-PROZESS-ROUTE
D.1 Verklebung und Kühlung
Um gebundene metallische Pulverbeschichtungen herzustellen, ist ein Verfahren erforderlich, das sich erwärmt
das Pulver bis zu seinem Erweichungspunkt, normalerweise 45-550 ° C. Der Wärmeeintrag wird durch a erreicht
Kombination von mechanischer Energie aus Hochgeschwindigkeitsmischwerkzeugen aus einem Heißwassermantel
Mischer oder eine Kombination aus beiden. Die Mischgeschwindigkeit ist variabel, da sie im Allgemeinen hoch ist
Geschwindigkeit ist erforderlich, um das Pulver innerhalb einer angemessenen Zeitskala aufzuheizen, niedrige Geschwindigkeit jedoch
vorzugsweise zum Einmischen des Pigments und zum Erreichen der Haftung. Niedrige Geschwindigkeit minimiert
Beschädigung der Pigmentstruktur. Wenn die Verklebung erreicht ist, ist es wichtig, die Mischung abzukühlen
so schnell wie möglich, um übermäßige Agglomeration und Klumpenbildung zu vermeiden. In dem
Extreme, gebundene Chargen können sich im Bondmischer vollständig verfestigen, wenn sie überhitzt sind oder nicht
schnell genug abgekühlt. Die Kühlung erfolgt entweder durch Einbringen von gekühltem Wasser in die
Mischermantel verkleben oder in einem separaten Kühlermischer kühlen.
Die schnellste Abkühlung wird wahrscheinlich durch Verwendung des separaten Mischers / Kühlers erreicht
Kombination, da der einzelne Mischer / Kühler versucht, einen bereits heißen Mischer zu kühlen.
Wenn jedoch die Chargengröße des Mischers größer wird, wird mit einem Mantel gekühlt (auch in einem
separater Kühlermischer) kann sehr zeitaufwändig sein, da die Kühlfläche zu chargen ist
Größenverhältnis reduziert. Der Vorteil eines separaten Mischers / Kühlers besteht jedoch darin, dass die Verklebung erfolgt
und Kühlzyklen können entkoppelt werden, wodurch ein gleichzeitiges Verbinden / Abkühlen ermöglicht wird
Erhöhung der Kapazität. Ein möglicher Nachteil ist die zusätzliche Reinigungszeit mit zwei
anstatt einen Mischer zu reinigen. Der Kühlermischer sollte jedoch relativ einfacher zu bedienen sein
sauber, da eine Verschmelzung des Pulvers mit seinen Oberflächen unwahrscheinlich ist.
Eine Gleichung zum Schätzen der Abkühlzeit lautet wie folgt:

Wo :
T = Zeit (Sekunden),
M = Pulvermasse (kg)
A = Mantelwärmeübertragungsfläche (m2)
U = Gesamtwärmeübergangskoeffizient (W / m2C)
Tw = Kühlwassertemperatur (C)
Ts = Starttemperatur (C)
Tf = erforderliche Endtemperatur (C)