靜電噴涂設(shè)備廠家｜粉末涂料流動性因素探討

導(dǎo)讀：介紹了粉末涂料流動性的檢測原理及判斷指標(biāo)，從粉末涂料樹脂的選擇、粉末顆粒形狀與粒徑、流化空氣質(zhì)量，噴涂環(huán)境濕度、涂料流化助劑等方面，探討了影響粉末涂料流動性的因素，并提出相應(yīng)的生產(chǎn)工藝控制參數(shù)與措施。

粉末涂料是一種以空氣為載體進行分散并涂裝的涂料品種，是典型的”４Ｅ”（高效、經(jīng)濟、生態(tài)、能源）產(chǎn)品，每年以１０％以上的速度增長。

尤其在鋁建材方面，它與陽極氧化、電泳涂裝表面處理方法相比，水、大氣的污染程度、能耗明顯降低。

涂膜的機械性能如硬度、耐磨性、耐酸性等指標(biāo)卻大幅提高，使用壽命比普通陽極氧化鋁材高出一倍，且色彩豐富，更能體現(xiàn)建筑的多樣化、個性化。

因此，用粉末涂料噴涂的鋁建材，以其優(yōu)異的耐久性、裝飾性和加工成形性，深受用戶好評，目前粉末靜電噴涂已成為國內(nèi)鋁型材表面處理中的熱點。

在粉末涂料靜電噴涂過程中，流動性好的粉末，象水沸騰一樣，顯得很蓬松，有流水般的效果。

從供粉桶至噴槍，粉末傳送輕便，粉末從噴嘴出來霧化好，克服粉末涂料結(jié)團而造成噴涂堵槍或“吐粉”等生產(chǎn)異常現(xiàn)象，避免粉末涂料因使用不當(dāng)使噴涂產(chǎn)品表面出現(xiàn)針孔、縮孔、淺坑等弊病，提高勞動生產(chǎn)效率。

探討粉末涂料流動性的影響因素，對粉末涂料的生產(chǎn)和使用具有一定的指導(dǎo)意義。

１流動性檢測

粉末的流動性是指粉末涂料在流化床中被空氣流化的程度，它是評價粉末涂料施工性能好壞的重要依據(jù)。粉末涂料流動性好壞通?？捎冒蚕⒔腔蛄鞫认禂?shù)來衡量。安息角是粉末流動性直接檢測方法，安息角越小，流動性越好。

某公司生產(chǎn)的粉末涂料流動性采用Ｓｅｌｉｅｒ流度測試法測定，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求被檢測粉末涂料的流化系數(shù)在１４０左右，具有較好流動性和可噴涂性。粉末涂料的流度系數(shù)與流化性能的關(guān)系見表１。

２影響流動性因素分析

２.１粉末涂料樹脂選擇

粉末涂料樹脂的Ｔｇ決定著粉末涂料的流動性能與儲存穩(wěn)定性。Ｔｇ是無定型聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的轉(zhuǎn)變溫度，高聚物力學(xué)三狀態(tài)與溫度轉(zhuǎn)變的關(guān)系［１］見圖１。

從圖１可知，高聚物的Ｔｇ提高，粉末的穩(wěn)定性提高，結(jié)塊性降低，粉末涂料的流動性提高。Ｔｇ隨分子量的增加而提高，當(dāng)分子量增加到一定程度時聚合物的玻璃化溫度變化不明顯。

Ｔｇ太高，樹脂的數(shù)均分子量大，熔融粘度大，流動性差，粉末涂料涂膜的機械性能下降。生產(chǎn)中一般選擇樹脂的分子量在２０００～５０００，Ｔｇ控制在５０～６５℃范圍內(nèi)較適宜。

２.２粉末涂料顆粒形狀

粉末涂料顆粒的形狀對粉末流動性影響很大［２］，一般將粉末粒子的形狀分為球形、角狀和須狀３種。

粉末流動性與粒子形狀的關(guān)系見表２，不規(guī)則的角狀粉末具有較好的流動性，須狀粉末流動性最差。

目前粉末涂料的生產(chǎn)工藝絕大多數(shù)采用機械粉碎法生產(chǎn)，粉末涂料粒子大多是無定形不規(guī)則體。

３.３ 粉末涂料粒徑及分布

涂膜的表面外觀還受粉末粒子大小及分布的影響。粒子愈小，其熱容量愈低，熔融所需時間也就愈少，從而可較快聚結(jié)成膜進而流平，產(chǎn)生較好的外觀；

而大的粒子熔融所需時間較小粒子要長，產(chǎn)生桔皮效應(yīng)的機率也就愈大。粉末粒徑也是粉末涂料極其重要的一個質(zhì)量指標(biāo)，它影響著產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、粉末上粉率［３］、粉末穩(wěn)定性及涂膜機械性能等。

因此，控制粉末粒徑，是各粉末生產(chǎn)廠家粉末涂料質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。圖２為某公司生產(chǎn)的純聚酯Ａ９０１６ＳＦ７５鋁型材專用粉末涂料的粒徑分布圖，采用激光粒度分布儀檢測。

從圖２中可知：粉末涂料粒徑小于１０μｍ的粉末（超細(xì)粉）＜１０％（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，全文同），超細(xì)的粉末流動性及帶電性差；

粒徑大于９０μｍ 的粉末＜３％，粒徑太大，涂膜的外觀質(zhì)量下降，桔皮嚴(yán)重，粉末涂料的粒徑控制在２０～８０μｍ 較適合靜電噴涂的要求。

粉末涂料的粒徑及粒子形狀是在ＡＣＭ 磨粉篩中進行的，因此，調(diào)整ＡＣＭ 磨的轉(zhuǎn)速、加料速度、旋風(fēng)分離器、過篩目數(shù)等手段控制工藝參數(shù)，生產(chǎn)合格的粉末涂料。

３.３流化空氣

粉末涂料的流動狀態(tài)與流化空氣壓力有關(guān)。適當(dāng)增加流化空氣的氣壓，改善粉末涂料流化質(zhì)量。

流化氣體的氣壓由粉桶的體積和裝粉數(shù)量決定，在一定壓力下，調(diào)整供氣量，使流化桶內(nèi)粉末達(dá)到穩(wěn)定的流化狀態(tài)才能進行涂裝。

為了改善氣固流化床的流化質(zhì)量，粉桶的底部設(shè)有氣體分布盤，使導(dǎo)入的空氣均勻分布。生產(chǎn)過程中，粉桶的流化空氣的壓力一般采用０．０１～０．１ＭＰａ，輔助空氣流量４～５ｍ３／ｈ較適宜。

３.４ 噴涂環(huán)境

粉末涂料對水分的吸附十分敏感，吸潮后的粉末涂料對其流動性危害極大。粉末涂料的吸濕性（含水量）直接影響粉末的介電常數(shù)，相對濕度每變化３０％，就相當(dāng)于粉末的電阻率變化２個數(shù)量級［４］，如圖３所示。

輕微吸濕將影響其帶電性能，降低粉末的上粉率，影響粉末的流動性、成膜性能等，從而使涂膜不平滑，甚至難以在工件上吸附，涂膜會產(chǎn)生氣泡和針孔及噴槍堵槍等弊??；粉末嚴(yán)重吸濕則將結(jié)團，無法進行靜電噴涂。

因此在粉末涂料涂裝工藝過程中，嚴(yán)格控制噴涂和貯藏過程的濕度。流化空氣凈化系統(tǒng)，經(jīng)過二級過濾吸濕裝置，使壓縮空氣水的質(zhì)量濃度（水的含量）小于１５×１０－６　ｍｇ／Ｌ，相對濕度較大的地區(qū)在噴粉房裝上除濕空調(diào)，相對濕度控制在６０％左右涂裝效果較理想。

３.５ 流化助劑

氣相二氧化硅是多孔的吸濕性很強的物質(zhì)，可以防止粉末涂料吸潮，改善粉末涂料的流動性、防結(jié)塊性及粉管的輸送性，常常在粉末涂料生產(chǎn)過程中的細(xì)粉碎階段添加。

氣相二氧化硅能包覆在粉末涂料粒子的表面，使其在粉末涂料粒子之間形成隔離層，降低粉末涂料顆粒之間的相互吸引和摩擦，防止顆粒間的相互接觸，改善粉末涂料干粉的流動性。

通常加入量是粉末涂料總質(zhì)量的０．１％～０．４％，添加量過多，影響涂膜外觀及機械性能，加量過少，流化作用效果不明顯。

４ 結(jié)語

粉末涂料的流動性是多種因素綜合作用的結(jié)果。除上面討論的主要因素外，還和其它因素有關(guān)，如常用顏、填料性質(zhì)與加入量［５］，噴涂操作工藝條件、安息角檢測方法等，需要科技人員在生產(chǎn)中不斷探索。

探討粉末涂料的流動性，改進粉末涂料配方及噴涂生產(chǎn)工藝控制參數(shù)，對指導(dǎo)生產(chǎn)實踐具有重要意義。

來源：湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院