PPG最新技术：为何金属件的锐边防腐如此困难？如何解决？

　　锐边涂覆，是涂料行业面临的一项巨大挑战。锐边涂覆量少，会使涂层性能受损。暴露锐边导致的生锈或腐蚀，是涂层的重大缺陷之一。从制造工艺和涂料或技术的角度来说，应对上述问题有多种解决方案。就制造工艺而言，在涂布之前，磨圆部件锐边，是众所周知的一种方案。但是，这种方案会大幅增加制造成本。就涂料而言，许多客户会采用双涂层系统，但这需要两个单独的烘箱，从而加大了工艺复杂度。底涂层无法始终涂布成合适的厚度，可能无法起到真正的保护作用。干涂法虽然无需复杂的双烘箱，但效果却不尽如人意。此外，干涂法实施起来难度较大，因此不太受欢迎。显然，还需要研究改善锐边涂覆的创新方法。

　　PPG技术团队，开发出全新的单层高性能锐边保护粉末免底涂技术，其防腐性能远胜于现有的单涂层技术。本文概述了上述新技术的研发过程。

锐边防腐的挑战

　　为什么金属件锐边防腐如此困难？原因在于涂料（液体或粉末）在固化或烘干过程中会发生流动。上图显示了固化后锐边涂料发生的变化。

　　当锐边上的涂料在固化过程中发生收缩时，涂料会朝着远离锐边的方向进一步流动，导致金属锐边完全外露。这便是防腐失效的开始。因此，改善锐边防腐性能的挑战，在于将涂料涂覆于锐边，并且使之在固化过程中保持原位。我们将同时解决这两大挑战。

　　将粉末涂料涂覆于锐边

　　对于粉末涂料而言，其涂布过程，要比常见的液态喷涂产品略显复杂。我们在粉末涂料新产品的配方中，加入了特殊的专利型添加剂，以提高涂着效率。只要适当设定涂布参数，便可以使粉末停留在锐边，无需担心发生反电晕。

使粉末涂料保持锐边原位

　　通过限制涂料的流变，使之在固化过程中保持在锐边原位。如果涂布厚度足够，则可能不再需要底涂层来实现防腐。我们希望通过在锐边上，涂布均匀厚度的涂层，以达到防腐效果。我们的目标，是在锐边上涂覆能够实现防腐性能的涂层。

　　PPG早期的实验工作，主要聚焦于优化喷涂参数和粉末涂料配方。我们以标准粉末涂料为起点，优化涂料在固化过程中的流动性，直至实现外观和防腐的双效平衡。上图显示了PPG公司内部完成的实验结果，对比了我们的高性能边缘保护涂料配方，与常规涂料在500小时中性盐雾试验下的磷酸铁预处理激光切割板防腐性能。

　　上图是高性能锐边保护粉末涂料的另一个实验。该实验中，将产品涂布于磷酸铁预处理热轧钢板上，按照SAEJ23334标准进行40个腐蚀试验循环。值得一提的是，激光切割热轧钢板是防腐难度较大的一种基材。这是因为在激光切割过程中，锐边会产生不利于预处理的氧化物，进而成为防腐的薄弱环节。图4显示我们的配方产品，涂布于激光切割锐边，通过了40次腐蚀试验循环，这足以证明PPG产品的性能。可对比看到，常规涂料在锐边出现了过度腐蚀问题。

　　在商业团队的帮助下，我们将上述技术运用到实战中，取得了出色的现场试验效果。图5是实际试验件的历经1000小时盐雾试验后的试验结果照片。对于法拉第笼区域，尤其是锐边位置，我们的配方能够显著降低腐蚀度。

　　如上图所示，改善防腐性能背后的机制，在于我们的全新粉末涂料配方，能够比标准配方，显著增加边缘位置的涂层厚度。从上述试验件的SEM图可以清晰看出，两种配方的涂层厚度差距。如图5所示，锐边涂层厚度达到了2.5 mils（50um）。这一厚度水平，避免了底涂层的使用，对于想要降低工艺复杂度并节约成本的客户来说颇具吸引力。由于只需一道涂层生产线和一次烘干，生产效率显著提高。

　　上图显示了产品涂布于带大锯齿毛刺边的打孔件的优异效果。这些照片有力证明了PPG的产品远胜于常规涂料的性能，既能涂覆在锐边上，又能在固化过程中保持原位。

　　此外，我们还进行了PPG高性能边缘保护产品，和常规涂料的光学效果对比。该试验中，将PPG高性能锐边保护产品与常规涂料，涂布于已涂底漆的相同部件上。光学试验表明，常规涂料不能完全覆盖锐边，而我们的涂料产品则在锐边上形成了较厚的涂层膜。

　　我们的产品在内部和客户现场试验过程中，均展现出强大性能，能够为仅做化学前处理的金属件，提供优异的防腐效果。这种防腐效果，得益于锐边干涂层膜厚度的增加。这项创新技术能够显著简化重型设备及一般涂料应用的防腐过程。