Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Film Formation and Surface Tension Studies of Powder Coatings
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE), Fibre and Polymer Technology.
2005 (English)Independent thesis Basic level (professional degree), 20 points / 30 hpStudent thesis
Abstract [en]

In industrial use of paint systems a swift processing is crucial. Another very important issue is to improve the quality of the final coating. This report investigates the film formation process of powder coatings, specially the spreading of individual powder particles. The obtained results can be used to understand and control the film formation process. In this way the desired levelling can be achieved and thus the desired gloss or other surface characteristics that may be required. This means that the method could be used when evaluating different polymer and additive combinations that could be used to change film formation behaviour or curing time for powder coating systems to suit various substrates. It makes it possible to avoid and minimize different surface defects as orange peel or cratering in the powder coated film.

We used a reflection optical microscope to better understand the film formation process and especially the spreading of a powder melt on surfaces with various surface energies. The obtained data were: the particle diameter, the area, area ratio and the contact angle of the powder particle as a function of time and temperature. This information can be used to derive the surface tension of any powder melt.

In this report we evaluate the dependencies of temperature, heat rate and surface energy for powder coatings on different substrates. The method provides information that can be used to optimize the film formation of a specific powder coating/substrate combination. This method can be used to evaluate the powder spreading and levelling on different substrates from a surface tension point of view.

We found, as expected, that the powder flows out on a hydrophilic surface and is inhibited by a hydrophobic. The increase of the area ratio on a hydrophilic surface was about five times as the initial area coverage and on a hydrophobic surface only two times the initial area coverage. The contact angle between the melted powder particle on the different surface types could be calculated. The melt surface tension could be calculated since three substrates surfaces with various surface energies were used. The melt surface tension was found to be about 18.5 mN/m.

Abstract [sv]

Sammanfattning

Vid industriell användning av ett färgsystem är det viktigt med en snabb och smidig målningsprocess. En viktig del är att förbättra kvaliteten på den färdiga ytan. Denna rapport undersöker filmbildningsprocessen för pulverfärg, närmare bestämt spridningen av individuella pulverpartiklar. Resultaten från utvärderingen av denna metod kan användas för att bättre förstå och få kontroll över filmbildningsprocessen. Med denna undersökningsmetod kan den önskade utslätningen uppnås och därmed den önskade glansen eller annan yteffekt som kan vara önskvärd.

Metoden kan användas för att utvärdera olika polymer- och additivkombinationer som kan användas för att ändra filmbildningens uppförande eller bestämma härdningstiden för en pulverfärg att passa ett visst substrat. Metoden gör det möjligt att förhindra och minska olika ytdefekter såsom apelsinskals- eller kratereffekter i pulverfärgens yta.

Ett optiskt reflectionsmikroskop användes för att bättre kunna förstå filmbildningsprocessen och särskilt spridningen av smält pulver på substrat med olika ytenergier. De mätdata vi fick var partikeldiameter, area, areaförändring och kontaktvinkeln för pulverpartiklar som funktion av tid och temperatur. Ur denna information kunde pulversmältans ytenergier härledas.

I denna rapport utvärderas pulvrets beroende av temperatur, uppvärmning och ytenergi på olika substrat. Denna metod ger information som kan användas för att optimera filmbildningen av en specifik kombination av pulverfärg och substrat. Denna metod kan också användas för att utvärdera pulverspridning och utjämning av färgfilmen på olika substrat med avseende på ytenergierna.

Som förväntat flyter pulvret ut på hydrofila ytor och utflytningen ändras på en hydrofob yta. På en hydrofil yta sprider sig partikeln till fem gånger den ursprungliga arean över substratet och motsvarande två gånger för en hydrofob yta. Kontaktvinkeln mellan en smält pulverpartikel på olika sorters substrat från utförda mätningar beräknas utifrån utförda mätningar. Kontaktvinklar mellan pulver och olika substrat kan användas för att beräkna smältans ytspänning. Smältans ytspänning kan beräknas då experiment gjorts på tre sorters ytor med olika kända ytenergier. Smältans ytspänning var 18,5 mN/m.

Slutsatsen är att det går att observera och utvärdera resultaten av utsmältningsförloppet för pulverfärg med denna metod.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: Ytkemiska Institutet, Institute for Surface Chemistry, YKI , 2005. , 44 p.
Keyword [en]
Powder Coatings, surface tension, surface energy, contact angle, surface, film formation, time, temperature, powder particle spreading, heating profile, wetting, microscope, surface defects, levelling, curing time
National Category
Manufacturing, Surface and Joining Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-3935OAI: oai:DiVA.org:kth-3935DiVA: diva2:10081
Uppsok
teknik
Supervisors
Examiners
Available from: 2006-05-03 Created: 2006-05-03

Open Access in DiVA

fulltext(1460 kB)6991 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1460 kBChecksum MD5
ac41e6c18ac3eaa93548af4105adc6de48da56ea5d070dc9387aedc50124d8d5bf71dd99
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Fibre and Polymer Technology
Manufacturing, Surface and Joining Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 6991 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1509 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf