一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法
阅读说明：本技术 一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法 (Test method for coating weld joints of three-piece can bodies with powder coating ) 是由 陆永亮 曹美霞 于 2020-05-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法,解决现有在实验室用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验成本高以及无法检测焊缝涂膜附着力的技术问题。本发明一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法,包括：1)制备三片罐罐身试样；2)用粉末涂料涂覆试样内表面焊缝；3)对试样焊缝的粉末涂层进行热固化处理；4)制备三片罐罐身焊缝涂膜附着力检测试样；5)评价试样焊缝涂膜的附着力。本发明方法流程简单,操作简便,便于实施；检测方法的分辨力高；检测效率高。(The invention discloses a test method for coating three-piece can body welding seams with powder coating, and solves the technical problems that the existing test method for coating three-piece can body welding seams with powder coating in a laboratory is high in cost and the adhesion of a welding seam coating film cannot be detected. The invention relates to a test method for coating weld joints of three-piece can bodies with powder coating, which comprises the following steps: 1) preparing a three-piece can body sample; 2) coating the weld seam on the inner surface of the sample by using powder coating; 3) carrying out thermosetting treatment on the powder coating of the welding seam of the sample; 4) preparing a three-piece can body weld joint coating adhesive force detection sample; 5) and evaluating the adhesion of the coating film of the welding line of the sample. The method has simple flow, simple and convenient operation and convenient implementation; the detection method has high resolution; the detection efficiency is high.)
技术领域
本发明涉及三片罐罐身焊缝涂膜，特别涉及一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法，具体而言，涉及一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法及其焊缝涂膜附着力的检测方法，所述三片罐用冷轧电镀锡钢板制成，属于冷轧电镀锡钢板表面涂饰技术领域。
背景技术
冷轧电镀锡钢板广泛应用于金属包装领域，冷轧电镀锡钢板在制作食品饮料罐过程中，往往都需要对食品饮料罐的内表面和外表面、以及焊缝处进行涂料涂覆处理，所涂覆的涂料经过热固化处理形成一层致密的有机膜层，该有机膜层能够兼顾美观的同时，还能够隔绝罐外空气和罐内盛装物的腐蚀，延长食品饮料罐的使用周期。
作为罐身用途的冷轧电镀锡钢板一般要经过印铁、制罐、灌装三个重要环节，三片罐罐身的生产工艺如下：首先，要对大张(长度为900-1050mm、宽度为750-950mm)的冷轧电镀锡钢板进行涂料涂覆和热固化处理，由于后续需要焊接处理，热固化涂层不导电，所以每个小片铁的两端约5-10mm区域不能有涂层；然后，将大张冷轧电镀锡钢板裁剪成小片镀锡板，经窄搭焊接工艺将小片冷轧电镀锡钢板焊接形成圆筒状罐身，在焊接过程中，焊缝与母材熔为一体；最后，经过全自动涂料涂覆装备和烘房将涂料固化于焊缝处以及焊缝边缘的前道涂层，将焊缝两端的前道涂层连接起来，形成完整的膜层。
焊缝区域常采用液体涂料或粉末涂料进行补涂，补涂涂料一般覆盖镀锡板的同时，还要覆盖前道内表面涂层3-10mm，粉末涂层的厚度一般为20-60g/m2，均需要经过热固化工艺，该涂层有利于避免金属包装容器的破损、罐内盛装物的泄漏。
液体涂料可通过涂料棒或者辊涂的方式附着于镀锡板表面，经过不同烘烤温度进行热固化处理，然后参照QB/T2763-2006中规定的附着力测试方法进行测试和评级。
然而，焊缝处粉末涂料无法通过上述的涂料棒或辊涂方式进行实验室模拟涂覆。工业生产中，印涂制罐企业一般采用静电喷涂的方式将粉末涂料喷涂到罐身内壁焊缝处，然后再经过热固化成膜，热固化后的粉末涂料表面非常光滑，也无法参照QB/T2763-2006中规定的附着力测试方法进行测试和评级。
为了更好的在实验室模拟粉末涂料的涂覆方法，并对上述试样进行附着力评价，需要配置全自动化涂料涂覆装备，该装备价格昂贵、占地面积大。
现有技术中缺乏，未找到适合于粉末涂料的模拟涂覆方法和附着力评价方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法，解决现有在实验室用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验成本高以及无法检测焊缝涂膜附着力的技术问题；本发明方法降低了实验室用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验成本，实现了焊缝涂膜附着力的检测和精准检测。
本发明的技术思路是，通过对已印涂前道内表面涂层且已焊接后的样品进行粉末涂料模拟涂覆和热固化，然后对模拟涂覆和热固化处理后的试样进行变形处理，根据粉末涂层与冷轧电镀锡钢板以及前道内表面涂层脱离的长度进行量化评级，弥补平板测试的不足，预先识别出灌装后粉末涂层附着力不良的风险。
本发明采用的技术方案是，一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法，包括以下步骤：
1)制备三片罐罐身试样，三片罐罐身高度为10-30cm，直径为6-12cm，内表面涂膜厚度为5-15g/m2；截取已内表面涂膜且已焊接后的三片罐罐身试样，试样长度为10-25cm，试样宽度为2-5cm，用夹钳夹住试样的两端，使水平放置且内表面朝上；
2)用粉末涂料涂覆试样内表面焊缝，用取样勺将粉末涂料均匀洒在试样内表面焊缝处，粉末涂料要覆盖内表面涂层的两端3-10mm，控制试样焊缝处粉末涂层的厚度为20-60g/m2；
3)对试样焊缝的粉末涂层进行热固化处理，采用快速加热装置，升温速率为30-50℃/s，对试样的外表面进行加热，加热温度为150-300℃，保温时间为5-30s，待试样内表面焊缝处粉末涂料变成光滑的表面后，结束试样焊缝粉末涂层的热固化处理，将试样空冷至15-25℃。
本发明采用的粉末涂料模拟涂覆方法的原理是，粉末涂料一般有环氧类和聚酯类，粉末涂料厚度为20-60g/m2，下游印涂制罐企业产线采用静电喷涂的方式进行涂覆，而实验室无法采用常规的棒涂或辊涂进行模拟涂覆，本发明恰恰解决了该技术难题，通过简易的模拟涂覆方法和快速热固化实现了粉末涂料的模拟涂覆。
利用上述方法获得的三片罐罐身焊缝涂膜的附着力的检测方法，包括以下步骤：
1)制备三片罐罐身焊缝涂膜附着力检测试样，将三片罐罐身试样的焊缝涂膜区域裁剪成矩形试样，试样长度为8-20cm，试样宽度为2-3cm的试样；用手持式弯曲实验仪器对试样进行若干次180°折弯变形，至试样焊缝涂膜区域的涂膜与冷轧电镀锡钢板完全分离，控制涂膜不断裂；
2)评价试样焊缝涂膜的附着力，将试样一端固定在平台上，将样片的另一端以斜上方45°方向快速将粉末涂层撕裂，测量试样焊缝涂膜与冷轧电镀锡钢板的脱离长度L1以及试样焊缝涂膜与三片罐罐身内表面涂膜的脱离长度L2，根据两者中的最大脱离长度max(L1,L2)进行试样焊缝涂膜的附着力评级，最大脱离长度max(L1,L2)≤3mm的试样焊缝涂膜附着力合格；最大脱离长度max(L1,L2)＞3mm的试样焊缝涂膜附着力不合格。
本发明方法基于申请人的如下研究，本发明所用的粉末涂料为环氧类涂料或聚酯类涂料，其经热固化后形成的粉末涂层柔韧性非常好，能牢固的附着于焊缝处的镀锡板表面以及焊缝处的前道内表面涂层，其中粉末涂料与前道内表面的附着优于粉末涂料与镀锡板表面；由于粉末涂层较厚且表面非常光滑，无法采用百格法或者划圈法进行附着力性能指标评价的难题；本发明采用数次180°折弯变形处理使得冷轧电镀锡钢板断裂而涂层不断裂，为后续的附着力评价提供保障；进而，采用易测量的粉末涂层与冷轧电镀锡钢板以及前道内表面涂层脱离的长度来评价附着力，克服了原有的评价方法无法真实表征附着力的缺点，实现了粉末涂料的附着力快速准确评价，便于镀锡板和下游印涂制罐行业从业人员掌握粉末涂料的性能差异。
本发明技术方案的理由如下：
1、粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法，为了模拟下游印涂制罐企业焊缝处粉末涂料涂覆工序，为后续的附着力检测提供可能；采用本发明的模拟涂覆试验方法，可以节省大型静电喷涂设备的投资，该方法可行、效率高，可以实现不同类型粉末涂料、不同厚度粉末涂料的试样制备，方便镀锡板和下游印涂制罐行业从业人员掌握粉末涂层与冷轧电镀锡钢板以及前道内表面涂层的附着力性能；
2、三片罐罐身焊缝涂膜的附着力的检测方法，首先对试样进行数次180°折弯，能够将冷轧电镀锡钢板断裂而涂层不断裂，为后续的附着力检测提供保障；采用粉末涂层与焊缝处冷轧电镀锡钢板以及前道内表面涂层脱离的长度进行量化评级，以此来表征粉末涂层与冷轧电镀锡钢板乃至前道内表面涂层的附着力，脱离长度便于测量，且易于镀锡板和下游印铁制罐从业者达成统一认知，通过一次测试，可分别得到粉末涂层与冷轧电镀锡钢板、粉末涂层与前道内表面涂层的附着力性能，起到良好的效果。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、无需购买大型的静电喷涂设备，节约了投资；通过对已印涂前道内表面涂层且已焊接后的试样进行粉末涂料模拟涂覆和热固化，可以较好的模拟下游印涂制罐企业的实际工况。2、测试方法流程简单，操作简便，便于实施，测试效率大幅提高，通过一次测试可以同时得到粉末涂层与冷轧电镀锡钢板、粉末涂层与前道内表面涂层的附着力性能指标，便于镀锡板和下游印涂制罐从业者掌握粉末涂层的性能，避免了将不良品流入灌装企业和消费市场。3、本发明方法能模拟下游印涂制罐用户的粉末涂料涂覆工艺和附着力检测方法，更好的指导用户稳定生产和质量提升。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1，一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法，该方法包括：
1)制备三片罐罐身试样，三片罐罐身高度为20cm，直径为8cm，内表面涂膜厚度为10g/m2；截取已内表面涂膜且已焊接后的三片罐罐身试样，试样的长度为15cm，宽度为4cm的试样，用夹钳夹住试样的两端，水平放置且内表面朝上；
2)粉末涂料涂覆试样内表面焊缝，用取样勺将聚酯类粉末涂料均匀洒在内表面焊缝处，粉末涂料要覆盖内表面涂层的两端5mm，控制试样焊缝处粉末涂层的厚度为50g/m2；
3)对试样焊缝的粉末涂料进行热固化处理，采用快速加热装置，升温速率为40℃/s，对试样的外表面进行加热，加热温度为230℃，保温15s，待试样内表面焊缝处粉末涂料变成光滑的表面后，结束试样焊缝粉末涂层的热固化处理，将试样空冷至20℃。
利用上述方法获得的三片罐罐身焊缝涂膜的附着力的检测方法，包括以下步骤：
1)制备三片罐罐身焊缝涂膜附着力检测试样，将三片罐罐身试样的焊缝涂膜区域裁剪成矩形试样，试样的长度为12cm，宽度为3cm的试样；用手持式弯曲实验仪器对试样进行若干次180°折弯变形，至试样焊缝涂膜区域的涂膜与冷轧电镀锡钢板完全分离，控制涂膜不断裂；
2)评价试样焊缝涂膜的附着力，测量试样焊缝涂膜与冷轧电镀锡钢板的脱离长度L1为3.5mm，测量试样焊缝涂膜与三片罐罐身内表面涂膜的脱离长度L2为2.1mm，根据两者中的最大脱离长度max(L1,L2)进行试样焊缝涂膜的附着力评级，最大脱离长度max(L1,L2)为3.5mm，试样焊缝涂膜附着力不合格。
实施例2，一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法，该方法包括：
1)制备三片罐罐身试样，同实施例1；
2)粉末涂料涂覆试样内表面焊缝，用取样勺将聚酯类粉末涂料均匀洒在内表面焊缝处，粉末涂料要覆盖内表面涂层的两端5mm，控制试样焊缝处粉末涂层的厚度为30g/m2；
3)对试样焊缝的粉末涂料进行热固化处理，采用快速加热装置，升温速率为40℃/s，对试样的外表面进行加热，加热温度为180℃，保温10s，待试样内表面焊缝处粉末涂料变成光滑的表面后，结束试样焊缝粉末涂层的热固化处理，将试样空冷至20℃。
利用上述方法获得的三片罐罐身焊缝涂膜的附着力的检测方法，包括以下步骤：
1)制备三片罐罐身焊缝涂膜附着力检测试样，将三片罐罐身试样的焊缝涂膜区域裁剪成矩形试样，试样的长度为12cm，宽度为3cm的试样；用手持式弯曲实验仪器对试样进行若干次180°折弯变形，至试样焊缝涂膜区域的涂膜与冷轧电镀锡钢板完全分离，控制涂膜不断裂；
2)评价试样焊缝涂膜的附着力，测量试样焊缝涂膜与冷轧电镀锡钢板的脱离长度L1为1.8mm，测量试样焊缝涂膜与三片罐罐身内表面涂膜的脱离长度L2为0.5mm，根据两者中的最大脱离长度max(L1,L2)进行试样焊缝涂膜的附着力评级，最大脱离长度max(L1,L2)为1.8mm，试样焊缝涂膜附着力合格。
实施例3，一种用粉末涂料涂覆三片罐罐身焊缝的试验方法，该方法包括：
1)制备三片罐罐身试样，同实施例1；
2)粉末涂料涂覆试样内表面焊缝，用取样勺将环氧类粉末涂料均匀洒在内表面焊缝处，粉末涂料要覆盖内表面涂层的两端5mm，控制试样焊缝处粉末涂层的厚度为30g/m2；
3)对试样焊缝的粉末涂料进行热固化处理，采用快速加热装置，升温速率为40℃/s，对试样的外表面进行加热，加热温度为200℃，保温15s，待试样内表面焊缝处粉末涂料变成光滑的表面后，结束试样焊缝粉末涂层的热固化处理，将试样空冷至20℃。
利用上述方法获得的三片罐罐身焊缝涂膜的附着力的检测方法，包括以下步骤：
1)制备三片罐罐身焊缝涂膜附着力检测试样，将三片罐罐身试样的焊缝涂膜区域裁剪成矩形试样，试样的长度为12cm，宽度为3cm的试样；用手持式弯曲实验仪器对试样进行若干次180°折弯变形，至试样焊缝涂膜区域的涂膜与冷轧电镀锡钢板完全分离，控制涂膜不断裂；
2)评价试样焊缝涂膜的附着力，测量试样焊缝涂膜与冷轧电镀锡钢板的脱离长度L1为0.8mm，测量试样焊缝涂膜与三片罐罐身内表面涂膜的脱离长度L2为0.3mm，根据两者中的最大脱离长度max(L1,L2)进行试样焊缝涂膜的附着力评级，最大脱离长度max(L1,L2)为0.8mm，试样焊缝涂膜附着力合格。
通过对上述实施例实现了粉末涂料的实验室模拟涂覆方法，同时通过实施例可以分辨出不同类型粉末涂料、粉末涂层厚度和热固化温度等对焊缝处镀锡板以及前道内表面涂层的附着力差异，能够较好的识别出粉末涂层对后续灌装的影响。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
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