一种用于涂膜抗压痕性能的快速检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种涂膜的检测装置，具体涉及了一种用于涂膜抗压痕性能的快速检测装置。
背景技术：
：近年来，政府和社会对环境、安全、能源等问题越来越重视，为配合汽车工业节能减排，发展环保型汽车涂料并倡导汽车涂装工艺的清洁生产成为汽车涂料生产和涂装企业的关注重点。随着中国成为全球最大的汽车铝轮毂生产国，丙烯酸透明粉罩光的轮毂的生产量巨大，仓储基础量越来越大，运输路程、尤其是海上运输路程非常长，在仓储、运输过程中，轮毂的边缘常常会有压痕的产生，这种压痕虽然可以通过抛光工艺去除，但也给oem厂家造成一定的损失，延误了轮毂的交期。因此，汽车铝轮毂厂商希望粉末涂料厂家从压痕产生的源头进行分析并对该问题进行改善，减轻轮毂厂商采用抛光工艺处理压痕的负担。而现有粉末涂料行业没有对该压痕问题的在先研究案例和可参考技术，为了解决这一具体轮毂应用时产生的难题，申请人特别设立研发课题用于研究具有抗压痕效果的丙烯酸透明粉。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于涂膜抗压痕性能的快速检测装置，在确保检测准确性的前提下，检测结构简单，检测操作简单，检测成本低。本实用新型采用的技术方案如下：一种具有抗压痕效果的丙烯酸透明粉，其原料包括占总重量份数为70-90％的gma丙烯酸树脂和占总重量份数为8-28％的固化剂，所述gma丙烯酸树脂在125℃下的熔融指数范围不低于35g/10min，和/或所述gma丙烯酸树脂在150℃下的粘度范围为不高于80pa.s，所述gma丙烯酸树脂的环氧当量范围不高于700g/eq，所述丙烯酸透明粉喷涂固化成膜后的tg范围不低于62℃。优选地，所述gma丙烯酸树脂在125℃下的熔融指数范围为40-70g/10min，和/或所述gma丙烯酸树脂在150℃下的粘度范围为15-50pa.s，所述gma丙烯酸树脂的环氧当量范围为400-600g/eq。优选地，所述固化剂采用十烷基二酸或十二烷基二酸。优选地，所述丙烯酸透明粉喷涂固化成膜后的tg范围为63-68℃。优选地，所述丙烯酸透明粉的固化温度范围为175-180℃，固化时间范围在20-25分钟。优选地，所述助剂包括紫外吸收剂、光稳定剂中的一种或几种的混合。为了实现自动化产线涂装，申请人留意到汽车轮毂厂家一般在喷涂产线完成丙烯酸透明粉加热固化成透明涂膜后，在保证温度安全的前提下，一般会快速进行运输包装，以实现更高效的生产效率，然而，申请人发现，这也是导致发生压痕问题的另一因素，优选地，一种如上所述的丙烯酸透明粉的应用，向待喷涂工件上喷涂丙烯酸透明粉后加热固化成透明涂膜，其中，对完成加热固化的工件进行冷却，冷却的温度范围在15-40℃，且所述冷却时间不少于30分钟。优选地，所述冷却方式包括将完成加热固化的工件置于冷却环境室，所述冷却环境室采用电控冷却或自然冷却。优选地，所述工件包括轮毂，所述透明涂膜作为所述轮毂的罩光面,通常为汽车轮毂。优选地，采用包材对完成涂装后的轮毂进行防护，所述包材不含有增塑材料。优选地，所述包材采用发泡棉。需要说明的是，本实用新型涉及的熔融指数的测试标准依据为astmd1238-57t，其检测仪器采用熔液指数计；粘度的测试标准依据为gb/t22314-2008；环氧当量的测试标准依据为gb/t4612-2008；熔点的测试标准依据为astmd2117。本申请人在研制具有抗压痕效果的丙烯酸透明粉的过程中，发现汽车轮毂厂商反馈的压痕问题都是在其完成运输包装给下游厂家后发现，而粉末涂料厂家需要解决丙烯酸透明粉产生的压痕问题，需要大量模拟测试其喷涂固化成膜后的抗压痕效果，而汽车轮毂的重量重，体积大，成本昂贵，运输过程复杂，显然直接按实际条件来检测研发过程中的粉末涂料产品是不可行的，然而现有针对粉末涂料固化涂膜的检测项目都是对于涂膜附着力(包括划格、轴棒弯曲法以及抗冲击性)以及耐候性能检测，这些检测项目无法评估涂膜的抗压痕性能；而针对液体油漆涂膜领域应用的压痕仪均是采用单个压痕头对涂膜进行检测，采用点压接触方式，本申请人试用后，发现其无法用于本实用新型丙烯酸透明粉的抗压痕效果评估，而且检测效率低下，检测成本高。因此优选地，本实用新型还提出一种用于涂膜抗压痕性能的快速检测方法，采用接触压合板对放置在检测操作台上的待检测基材涂膜进行压合接触，用于形成对待检测基材涂膜的压合接触基材涂膜区域，且所述压合接触基材涂膜区域面积小于所述待检测基材涂膜面积；重力源通过过渡压合平板与所述接触压合板上方接触，所述过渡压合平板的面积大于所述压合接触基材涂膜区域面积，用于调节重力源向所述压合接触基材涂膜区域施加压力的均匀分布；重力源向所述压合接触基材涂膜区域施加压力至目标时间后观察所述压合接触基材涂膜区域相对于非压合接触基材涂膜区域是否产生压痕印记。优选地，所述压合接触基材涂膜区域面积不大于70％的所述待检测基材涂膜面积，所述过渡压合平板面积不低于150％的压合接触基材涂膜区域面积。优选地，所述重力源位于所述过渡压合平板的重心区域。优选地，所述重力源采用砝码。优选地，采用呈间隔分布第一接触压合板和第二接触压合板对所述待检测基材涂膜进行压合接触，用于形成对待检测基材涂膜的第一压合接触基材涂膜区域和第二压合接触基材涂膜区域，所述第一压合接触基材涂膜区域和第二压合接触基材涂膜区域的面积之和小于所述待检测基材涂膜面积；所述重力源通过过渡压合平板与所述第一接触压合板上方和第二接触压合板上方同时接触，所述过渡压合平板的面积大于所述第一压合接触基材涂膜区域和第二压合接触基材涂膜区域的面积之和。优选地，所述第一压合接触基材涂膜区域的面积和第二压合接触基材涂膜区域的面积相等。优选地，在待检测基材涂膜包覆有包材，所述接触压合板与所述包材直接压合接触。优选地，所述包材选自不包含增塑剂的热塑膜、无纺布或发泡棉。优选地，在温度调节室内对所述待检测基材涂膜进行检测，所述检测温度范围在30-80℃。优选地，向所述压合接触基材涂膜区域施加的压力范围在500-5000pa，施加压力的目标时间不低于30分钟。优选地，所述待检测基材涂膜是采用在金属基板上喷涂固化粉末涂料后得到。优选地，如上所述用于涂膜抗压痕性能的快速检测方法应用的快速检测装置，包括与待检测基材涂膜接触的接触压合板、重力源，在所述接触压合板和所述重力源之间设有过渡压合平板；其中，所述待检测基材涂膜的面积大于所述压合板与所述待检测基材涂膜之间的压合接触基材涂膜区域面积，且所述过渡压合平板的面积大于所述压合接触基材涂膜区域面积。优选地，所述快速检测装置包括呈间隔分布第一接触压合板和第二接触压合板，所述过渡压合平板同时与所述第一接触压合板上方和第二接触压合板上方接触；所述第一压合接触基材涂膜区域和第二压合接触基材涂膜区域的面积之和小于所述待检测基材涂膜面积，所述过渡压合平板的面积大于所述第一压合接触基材涂膜区域和第二压合接触基材涂膜区域的面积之和。优选地，所述第一接触压合板和第二接触压合板之间的间距范围在1-5cm。优选地，所述重力源采用砝码。优选地，所述过渡压合平板采用玻璃板。优选地，所述重力源的重量范围为500g-5kg。优选地，所述压合接触基材涂膜区域呈长方型形状。需要说明的是，本实用新型提出的丙烯酸透明粉具有抗压痕效果是指将丙烯酸透明粉喷涂在工件上并加热固化成透明涂膜后，通过长时间的包材运输后不会发生压痕问题，或至少其压痕问题比现有的丙烯酸透明粉有了显著的改善。本实用新型通过大量筛选试验后惊喜地发现对于gma丙烯酸树脂的相关参数范围进行特定筛选选择，确保经喷涂固化后的透明涂膜的tg至少不低于62℃(一旦涂膜tg低于62℃，抗压痕能力显著降低)，相对于现有技术常规的丙烯酸透明粉具有明显更优异的抗压痕能力，将本发明提出的丙烯酸透明粉应用于轮毂产品喷涂成膜后可有效避免或明显减少其包装运输过程中产生的压痕问题。本实用新型还提出了在完成产线喷涂固化后，需要进一步将透明涂膜进行冷却，冷却的温度范围在15-40℃，且冷却时间不少于30分钟，通过大量跟踪试验后发现，通过该特定条件下的冷却步骤可以进一步明显减少涂膜的耐压痕能力。本实用新型还针对用于涂膜抗压痕性能的快速检测方法，采用接触压合板与待检测基材涂膜形成压合接触基材涂膜区域，然后再用过渡压合平板将重力源的压力均匀平衡地传递至压合接触基材涂膜区域，同时通过接触压合板以及过渡压合平板的面积进行合理配置，可以实现对涂膜抗压痕效果的快速检测，本申请人采用该检测方法作为评估验证标准生产的粉末涂料产品，经轮毂厂家使用后进一步验证其结果是一致的，因此可以作为检测涂膜抗压痕性能的检测；为了进一步利于对涂膜的压痕印记观察对比，同时为了进一步确保压力源向压合接触基材涂膜区域的压力传递均匀一致性，与待检测基材涂膜接触的接触压合板不会发生翘起，本实用新型进一步提出采用呈间隔分布第一接触压合板和第二接触压合板、以及同时与所述第一接触压合板上方和第二接触压合板上方接触的过渡压合平板结构设计，有利于快速直接观察对比，同时间隔分布的第一接触压合板和第二接触压合板同时作为过渡压合平板的支撑基面，确保不同压合板的平整度以及受力均匀性，确保本实用新型对于涂膜抗压痕性能的检测精确性和检测效率。附图说明附图1是本实用新型实施例1中用于涂膜抗压痕性能的快速检测装置结构示意图；附图2是本实用新型实施例1中用于涂膜抗压痕性能的快速检测方法的步骤框图；附图3是本实用新型实施例2中用于涂膜抗压痕性能的快速检测装置结构示意图。具体实施方式本实施例提出一种具有抗压痕效果的丙烯酸透明粉，其配方原料请参见下表1：表1本申请实施例的原料配方原料重量份数gma丙烯酸树脂70-90份固化剂8-28份流平剂0-1份脱气剂0-1份紫外吸收剂0-1份光稳定剂0-1份其中，gma丙烯酸树脂在125℃下的熔融指数范围不低于35g/10min，和/或gma丙烯酸树脂在150℃下的粘度范围为不高于80pa.s，gma丙烯酸树脂的环氧当量范围不高于700g/eq，丙烯酸透明粉喷涂固化成膜后的tg范围不低于62℃；进一步优选地，在本实施方式中，gma丙烯酸树脂在125℃下的熔融指数范围为40-70g/10min，和/或gma丙烯酸树脂在150℃下的粘度范围为15-50pa.s，gma丙烯酸树脂的环氧当量范围为400-600g/eq；固化剂采用十烷基二酸或十二烷基二酸；更优选地，在本实施方式中，所述丙烯酸透明粉喷涂固化成膜后的tg范围为63-68℃。为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。实施例1：一种具有抗压痕效果的丙烯酸透明粉，其配方原料请参见下表2：表2实施例1配方原料表在本实施例1中，经检测，dic提供的a254型gma丙烯酸树脂在125℃下的熔融指数范围为46-54g/10min(检测方法为astm–d1238-57t)，在150℃下的粘度范围为20-40pa.s，tg范围为45-51℃，环氧当量范围为480-520g/eq；十烷基二酸的熔点为130-133℃。在其他实施方式中，gma丙烯酸树脂的环氧当量范围为400-600g/eq，超出该范围的gma丙烯酸树脂在对于实现涂膜目标tg范围上的实施效果表现明显更差，涂膜一旦低于62℃，抗压痕效果明显变差。本实施例具体提出了将本实施例提出的丙烯酸透明粉进行应用，向待喷涂工件上喷涂丙烯酸透明粉后加热固化成透明涂膜，固化温度范围为175-180℃，固化时间范围在20-25分钟；其中，将完成加热固化的工件置于冷却环境室，对完成加热固化的工件进行冷却，冷却的温度范围在15-40℃，且冷却时间不少于30分钟，冷却环境室采用电控冷却或自然冷却；优选地，在本实施方式中，工件采用汽车轮毂，透明涂膜作为汽车轮毂的罩光面，采用包材对完成涂装后的汽车轮毂进行防护，包材不含有增塑材料；包材可以选自热塑膜、无纺布或发泡棉；具体优选地，本实施例1在后续应用于汽车轮毂时，采用发泡棉作为包材；进一步优选地，对完成加热固化的汽车轮毂进行冷却，冷却的温度设定在25℃，且冷却时间为60分钟，冷却环境室采用电控冷却，当然，也可以放在室外进行通风自然冷却，冷却时间不得低于30分钟；在完成冷却后，再采用包材对完成涂装后的汽车轮毂进行防护；请参见图1所示，为了实现对本实用新型提出丙烯酸透明粉进行涂膜抗压痕性能的快速检测，本实施例还提出了一种用于涂膜抗压痕性能的快速检测装置，待检测基材涂膜12是采用在铝质基板11(在其他实施方式中，也可以采用铁质基板)上喷涂固化粉末涂料后得到的透明涂膜；待检测基材涂膜包覆有包材，本实施方式最优选采用发泡棉13，在其他实施方式中，包材还可以采用不包含增塑剂的热塑膜或无纺布，本实施例采用发泡棉13包覆的待检测基材涂膜12可以更好地模拟轮毂的压痕产生环境；在本实施方式中，快速检测装置包括与发泡棉13接触的接触压合板110、采用砝码130作为重力源(在其他实施方式中，也可以采用其他具有固定总量的物品作为重力源，本实施例对此不做特别限定)，在接触压合板110和砝码130之间设有过渡压合平板120，过渡压合平板120采用玻璃板；其中，待检测基材涂膜12的面积大于接触压合板110与待检测基材涂膜12之间的压合接触基材涂膜区域面积，且过渡压合平板120的面积大于压合接触基材涂膜区域面积；优选地，压合接触基材涂膜区域面积不大于70％的待检测基材涂膜面积，过渡压合平板面积不低于150％的压合接触基材涂膜区域面积；向压合接触基材涂膜区域施加的压力范围在500-5000pa，施加压力的目标时间不低于30分钟，优选地，施加压力的目标时间设定在1小时以上，具体参数选择可以基于实际抗压痕要求高低来具体设置，压力越高，施加压力的目标时间越长，则表示对待检测基材涂膜12的抗压痕要求越高；具体优选地，在本实施方式中，待检测基材涂膜12是采用在a5规格的铝质基板11上喷涂固化粉末涂料后得到的透明涂膜，接触压合板110采用长为12cm，宽为3cm的铝质接触压合板，作为过渡压合平板120的玻璃板通常采用a5规格，砝码130采用2kg；请进一步参见图2所示，本实施例采用如上所述的快速检测装置用于涂膜抗压痕性能的快速检测，其检测方法如下：a10)、将包覆有发泡棉13的待检测基材涂膜12上放置在检测操作台(图未示出)上，检测操作台置于温度调节室(图未示出，具体可以采用温度箱)内，调温范围在30-80℃；a20)、将接触压合板110放置在发泡棉13上，用于形成对待检测基材涂膜12的压合接触基材涂膜区域；然后在接触压合板110上依次放置过渡压合平板120以及砝码130，砝码130位于过渡压合平板120的重心区域；a30)、将温度调节室的温度设置在50℃后计时，计时达到60分钟后，分别移除砝码130、过渡压合平板120、接触压合板110以及发泡棉13，观察到铝质基板11上的压合接触基材涂膜区域相对于非压合接触基材涂膜区域没有产生压痕印记。将本实施例1的丙烯酸透明粉末涂料提供给轮毂厂家进行包装运输验证后，同样反馈未发生压痕印记。实施例2：本实施例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例2中，请参见图3所示，快速检测装置包括呈间隔分布第一接触压合板110a和第二接触压合板110b，第一接触压合板110a和第二接触压合板110b均采用长为12cm，宽为3cm的铝质接触压合板，优选地，第一接触压合板110a和第二接触压合板110b之间的间距范围在1-5cm；具体地，在本实施方式中，第一接触压合板110a和第二接触压合板110b之间的间距d为2cm；本实施例采用如上所述的快速检测装置用于涂膜抗压痕性能的快速检测，其检测方法如下：b10)、将包覆有发泡棉13的待检测基材涂膜12上放置在检测操作台上，检测操作台置于温度调节室内，调温范围在30-80℃；b20)、将呈间隔分布的第一接触压合板110a和第二接触压合板110b放置在发泡棉上，用于形成对待检测基材涂膜12的压合接触基材涂膜区域；然后在接触压合板上依次放置过渡压合平板120以及砝码130，砝码130位于过渡压合平板120的重心区域；b30)、将温度调节室的温度设置在50℃后计时，计时达到60分钟后，分别移除砝码130、过渡压合平板120、第一接触压合板110a、第二接触压合板110b以及发泡棉13。将本实施例2的丙烯酸透明粉末涂料提供给轮毂厂家进行包装运输验证后，反馈未发生压痕印记。实施例3：本实施例3的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例3中，采用anderson提供的gma丙烯酸树脂(环氧当量为400-450g/eq，熔融指数范围为46-54g/10min)替代实施例1中的gma丙烯酸树脂；经检测，未产生压痕印记。实施例4：本实施例4的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例4的配方原料请参见下表3：表3实施例4配方原料表实施例5：本实施例5的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例5的配方原料请参见下表4：表4实施例5配方原料表实施例6：本实施例6的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例6的配方原料请参见下表5：表5实施例6配方原料表实施例7：本实施例7的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例7的配方原料请参见下表6：表6实施例7配方原料表实施例8：本实施例8的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例8中，在步骤a30)中将温度调节室的温度设置在30℃或35℃或40℃或45℃后计时，计时达到80分钟后分别移除砝码、玻璃板、接触压合板以及发泡棉，观察到铝质基板上的压合接触基材涂膜区域相对于非压合接触基材涂膜区域没有产生压痕印记。实施例9：本实施例9的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例8中，在步骤a30)中将温度调节室的温度设置在55℃或60℃或70℃或80℃后计时，计时达到60分钟后分别移除砝码、玻璃板、接触压合板以及发泡棉，观察到铝质基板上的压合接触基材涂膜区域相对于非压合接触基材涂膜区域仍然没有产生压痕印记。对比例1：本对比例1的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本对比例1中，采用十二烷二酸取代实施例1中的十烷基二酸，经检测，观察到产生压痕印记。将本对比例1的丙烯酸透明粉末涂料提供给轮毂厂家进行包装运输验证后，反馈有明显压痕印记。对比例2：本对比例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本对比例2中，本对比例2采用本申请人在先批量销售的丙烯酸透明粉，经检测，观察到产生压痕印记。将本对比例2的丙烯酸透明粉末涂料提供给轮毂厂家进行包装运输验证后，反馈有明显压痕印记。对比例3：本对比例3的其余技术方案与实施例2相同，区别在于，在本对比例3中，本对比例3采用本申请人在先批量销售的丙烯酸透明粉观察到产生压痕印记，且压痕印记比对比例2更加清晰，压痕印记与压合接触基材涂膜区域基本一致，由此可知，实施例2提出的间隔接触压合板的结构设计更加有利于检测精准度。对比例4：本对比例4的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本对比例4中，采用具有增塑剂的包材对完成涂装冷却后的汽车轮毂进行防护，经过高温且长时间的运输后，仍然发现会有部分轮毂产生压痕问题。对比例5：本对比例5的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本对比例5中，将实施例1提供的透明丙烯酸粉末涂料在后续应用于汽车轮毂时，没有经过特别冷却步骤，直接进行包装运输，仍然发现较明显的压痕问题。因此，通过以上对比例4-5可发现，虽然本申请提出的丙烯酸粉末涂料可以提高涂膜的抗压痕效果，但是在后续进行应用时，要对完成热固化的涂膜进行不少于30分钟的冷却，同时不要采用具有增塑剂的包材进行包装防护，这些都是引起涂膜压痕的原因。通过申请人大量实施例对比后，发现本申请提出的用于涂膜抗压痕性能的快速检测技术可以作为粉末涂料厂家作为快速检测涂膜压痕效果的测试技术，其检测结果与后续实际验证结果是相符的；在确保检测准确性的前提下，本申请提出的涂膜压痕效果检测技术可以显著地提高检测效率，同时检测过程简单，成本低。同时，本申请还对本实施例涂膜进行了性能检测，测试结果请参见下表7：表7：本实施例涂膜的测试结果显然地，本申请提出的用于涂膜抗压性能的快速检测装置同样适合应用于其他类型粉末涂料固化成型的基材涂膜，这是本领域技术人员在本实用新型记载技术内容的基础上可做出的常规技术选择。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12