影響鋁型材表面粉末涂料質(zhì)量因素的分析

?1.?粉末粒徑：

?（1）粉末粒徑的檢測 ?粉末粒徑是鋁型材表面粉末涂料極其重要的質(zhì)量指標(biāo)，直接影響粉末顆粒流動性、穩(wěn)定性、帶電性、涂裝鋁型材涂膜外觀以及噴涂操作工藝參數(shù)，從而影響粉末涂料涂裝型材的質(zhì)量。因?yàn)楸仨氁揽肯冗M(jìn)的粒徑檢測設(shè)備，嚴(yán)格和生產(chǎn)管理，控制好粉末生產(chǎn)工藝參數(shù)，獲得較理想的粉末涂料粒徑及其粒徑分布，來提高鋁型材表面噴涂質(zhì)量。

粉末涂料的粒徑是指不規(guī)則形狀粒子的平均直徑，粒徑分布是對一群具有特定直徑的粉末進(jìn)行測量，并對粒度大小進(jìn)行排列，粉末粒徑及其分布是粉末涂料產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。粉末涂料粒及其分布的測定方法較多，最普遍的是篩分析法，但由于粉末之間，粉末與篩網(wǎng)之間摩擦易產(chǎn)生靜電，分離效率降低，現(xiàn)在大多采用較先進(jìn)的激光粒度分布儀，它具有測量速度快、動態(tài)范圍大、操作簡便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，激光粒度儀是根據(jù)光的散射現(xiàn)象測量顆粒大小的。

（2）影響鋁型材粉末噴涂質(zhì)量因素分析：

①流平性 ?鋁型材粉末涂料的噴涂產(chǎn)品，其涂膜外觀現(xiàn)溶劑型涂料相比是要遜色些，粉末涂料標(biāo)準(zhǔn)也允許輕微橘皮的存在。一般來說粉末粒徑越小，涂料固化時(shí)流平性越好，鋁型材涂膜的外表美觀性越平整、光滑，因而粉末涂料生產(chǎn)廠家在保證粉末涂料靜電噴涂基本條件下，盡量控制粉末粒徑，以達(dá)到較好的流平效果，追求較好的外觀質(zhì)量，生產(chǎn)粒徑較小的粉末產(chǎn)品。但是粉末的帶電性與粒徑的平方成正比，粉末太細(xì)，帶電性降低，涂裝施工效率就會下降，超細(xì)粉（粒徑＜10μm粉末涂料）基本上不帶電，同時(shí)粉末太細(xì)也加大了粉末生產(chǎn)的難度。粉末涂料流動性可采用Selier流度測試流法測定。

其測試粉末涂料流度的方法和程序如下。

a.?接通 ?粉末流動性測試儀壓縮空氣至接口D。

b.?將流化杯底部的流出小口用膠帶紙封好或橡膠塞封好。

c.?稱取待測粉末樣品250g置于流化桶G中。

d.?打開旋紐2至壓力表B的刻度指示為1-3。

e.?調(diào)節(jié)流量計(jì)按鈕至200L/h，使粉末流化20-30s，采用帶刻度的塑料直尺測試粉末層最大高度，測量3個(gè)點(diǎn)取其平均值，記為h?，以cm表示，精確到mm。

f.?關(guān)閉流量計(jì)按鈕，使流化杯中的粉末靜置10s，再次測定粉末層高度，測試3點(diǎn)取其平均值，高為h0.

g.?重新開啟流量計(jì)至壓縮空氣流量200L/h，使粉末充分流化，打開流化桶底部的封條，稱量并記錄30s內(nèi)流出的粉末質(zhì)量，記為m，精確至g。

h.?計(jì)算粉末的流動指數(shù)（流化系數(shù)）R，計(jì)算公式為R=mh?/h0.

i.?可得粉末涂料流動指數(shù)與流化性能的關(guān)系。

流化系數(shù)與流化性能的關(guān)系

鋁型材粉末涂料的流化系數(shù)與流化性能的關(guān)系如上表如示。

因此粉末涂料產(chǎn)品必須兼顧涂膜美觀性和涂裝經(jīng)濟(jì)性二者之間關(guān)系，一般檢測粉末涂料的流化系數(shù)在140左右具有較好可噴涂性。

②上粉率 ?粉末涂料的上粉率，一般是指粉末噴涂在鋁型材表面的覆蓋效率。它主要決定粉末涂料本身原帶電性能和靜電粉末涂裝工藝條件，提高粉末微粒的帶電能力，粉末涂料的上粉率將提高。從噴涂機(jī)理可知，靜電噴涂的主要吸附力是靜電力，粉末上粉率的高低，主要取決于粉末顆粒的帶電的多少。根據(jù)庫侖定律，在一定時(shí)間里，粉末涂料顆粒的帶電量有如下關(guān)系。

Qs=3πεo[（ε-1）/（ε+2）]d2E

式中，ε為粉末介電常數(shù)；d為粉末顆粒的直徑；E為外加的電場強(qiáng)度；εo=（0.89×10﹣11）F/m。

從上式可知粉末的帶電量與粉末顆粒粒徑的平方成正比，增大粉末的粒徑，粉末的帶電量增加，上粉率提高，反之減小粉末顆粒粒徑，降低粉末的帶電量，粉末的上粉率下降。

因此在粉末涂料生產(chǎn)過程中，盡可能減少粉末粒徑＜10μm粉末涂料的生成；但是粉末顆粒的粒徑也不能太大，粒徑太大，大顆粒粉末的重力超過空氣動力和靜電力，粉末涂料在飛行過程中，由于重力作用未達(dá)到鋁型材表面就已經(jīng)落下，反而使上粉率降低。

③穩(wěn)定性 ?粉末涂料的穩(wěn)定性是指粉末在一定條件下保持粉末顆粒的大小、形狀和硬度等能力，即粉末在貯存或使用過程中是否會吸濕受潮，發(fā)生粉末結(jié)塊等現(xiàn)象。粉末涂料的穩(wěn)定性與粉末粒徑也有關(guān)系，通常粉末越細(xì)，尤其是粒徑10μm的超細(xì)粉含量太多，粉末易吸潮、結(jié)團(tuán)，穩(wěn)定性下降，使用時(shí)會產(chǎn)生堵塞噴槍、吐粉等不良現(xiàn)象，到目前為止，粉末涂料吸濕受潮結(jié)塊還沒有理想的處理方法。輕微的粉末受潮結(jié)塊，雖然通過粉碎過篩后能勉強(qiáng)使用，但是在使用過程中最直接的表現(xiàn)為粉末的帶電性差，而且還將降低粉末的流動性和成膜性，從而使涂膜不平滑甚至難以在鋁型材上吸附并且得到的涂膜會產(chǎn)生氣泡和針孔，噴涂產(chǎn)品質(zhì)量差。粉末嚴(yán)重吸濕則將結(jié)團(tuán)，無法進(jìn)行靜電噴涂。因此在粉末涂料生產(chǎn)過程中應(yīng)控制粉末粒徑及超細(xì)粉的含量。

④回收率 ?粉末涂料生產(chǎn)廠和粉末涂料涂裝廠都存在回收粉末涂料問題，粉末涂料的優(yōu)點(diǎn)之一是粉末涂料的利用率高，幾乎達(dá)到100%，回收粉末涂料可以和新粉末涂料按一定比例混合再使用。回收的粉末涂料主要是粉末粒徑小、粒徑分布窄、流動性不好的一些超細(xì)粉末涂料。通過生產(chǎn)檢測，回收率與粒徑有如下關(guān)系。

回收率與粒徑的關(guān)系

從表中可知，粉末粒徑＜10μm的超細(xì)粉回收率較低，當(dāng)粉末粒徑＞10μm時(shí)，粉末涂料回收率迅速上升，并且粉末的回收率隨著粒徑的增大而增加。

⑤粉末涂料粒徑的控制 ?粉末涂料的粒徑及粒度分布能否滿足需求，主要取決于所用的粉碎設(shè)備的技術(shù)水平。目前我國粉末涂料行業(yè)大都采用ACM磨粉碎系統(tǒng)。其工作原理如下：物料由進(jìn)料器送入粉碎室內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)的粉碎盤上的銷柱沖擊粉末涂料的顆粒使其粉碎，被粉碎的粉末涂料由自下而上的空氣流帶到分級轉(zhuǎn)子上進(jìn)行顆粒分級。在分級過程中，大顆粒所受離心力大，被甩向?qū)Я魅?nèi)壁返回到粉碎盤銷柱旋轉(zhuǎn)區(qū)再次粉碎；細(xì)顆粒被空氣氣流夾帶，通過分級轉(zhuǎn)子排出粉碎機(jī)，氣固分離后就可得到成品粉末涂料。ACM磨是控制粉末粒度關(guān)鍵設(shè)備，控制好螺旋加料器的速度和旋風(fēng)分離器的轉(zhuǎn)速，可以得到理想的粒度分布。如生產(chǎn)設(shè)備空氣分離級磨（ACM-30）的轉(zhuǎn)速控制在2300r/min，能得到適宜粒徑的粉末涂料。其他條件一定的情況下，ACM磨的轉(zhuǎn)速和粉末粒徑關(guān)系如下表。

ACM磨的轉(zhuǎn)速與粉末粒徑的關(guān)系

如何對鋁型材粉末涂料的粒徑進(jìn)行控制，主要從以下幾方面采取措施。

a.?調(diào)整ACM磨的主磨速度，可以調(diào)整粉末涂料的粒度分布。主磨的速度越快，粉碎能力加大，粉末涂料的粉碎粒度變小，平均粒度變小，粒度小的粉末含量增多。

b.?調(diào)整副磨轉(zhuǎn)速 ?可以控制粉末涂料的粒度分布。當(dāng)副磨轉(zhuǎn)速加快時(shí)，粉末涂料的平均粒徑變小，粒度小的粉末含量增多；副磨轉(zhuǎn)速減慢，粉末涂料的平均粒徑變大，粒度小的粉末含量減小。

c.?調(diào)節(jié)加料器的加料速度，可以調(diào)整粉末涂料的粒度分布。加料速度越慢粉末涂料的平均粒徑越小，粒度小的粉末含量增多；加料速度加快粉末涂料的平均粒徑變大，粒度小的粉末含量減小。但不能超過設(shè)備的額定的生產(chǎn)能力。

d.?旋風(fēng)分離器的分離效果也影響粉末涂料的粒度分布。分離效果好時(shí)粉末涂料細(xì)粒子成分含量較少，粉末涂料的粒度分布更趨于合理。

e.?引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量大小影響粉末涂料的粒度分布。引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量越大，粉末涂料的平均粒度變大，粒度小的粉末含量減少，否則粉末涂料的平均粒度變小，粒度小的粉末含量增多。

f.?過篩目數(shù)的選擇也影響粉末涂料的粒度分布。