影響鋁型材表面粉末涂料質量因素的分析

?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量指標，直接影響粉末顆粒流動性、穩定性、帶電性、涂裝鋁型材涂膜外觀以及噴涂操作工藝參數，從而影響粉末涂料涂裝型材的質量。因為必須依靠先進的粒徑檢測設備，嚴格和生產管理，控制好粉末生產工藝參數，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量。

粉末涂料的粒徑是指不規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行測量，并對粒度大小進行排列，粉末粒徑及其分布是粉末涂料產品質量的一個重要指標。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，粉末與篩網之間摩擦易產生靜電，分離效率降低，現在大多采用較先進的激光粒度分布儀，它具有測量速度快、動態范圍大、操作簡便、重復性好等優點，激光粒度儀是根據光的散射現象測量顆粒大小的。

（2）影響鋁型材粉末噴涂質量因素分析：

①流平性 ?鋁型材粉末涂料的噴涂產品，其涂膜外觀現溶劑型涂料相比是要遜色些，粉末涂料標準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，以達到較好的流平效果，追求較好的外觀質量，生產粒徑較小的粉末產品。但是粉末的帶電性與粒徑的平方成正比，粉末太細，帶電性降低，涂裝施工效率就會下降，超細粉（粒徑＜10μm粉末涂料）基本上不帶電，同時粉末太細也加大了粉末生產的難度。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.?調節流量計按鈕至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個點取其平均值，記為h?，以cm表示，精確到mm。

f.?關閉流量計按鈕，使流化杯中的粉末靜置10s，再次測定粉末層高度，測試3點取其平均值，高為h0.

g.?重新開啟流量計至壓縮空氣流量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內流出的粉末質量，記為m，精確至g。

h.?計算粉末的流動指數（流化系數）R，計算公式為R=mh?/h0.

i.?可得粉末涂料流動指數與流化性能的關系。

流化系數與流化性能的關系

鋁型材粉末涂料的流化系數與流化性能的關系如上表如示。

因此粉末涂料產品必須兼顧涂膜美觀性和涂裝經濟性二者之間關系，一般檢測粉末涂料的流化系數在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。根據庫侖定律，在一定時間里，粉末涂料顆粒的帶電量有如下關系。

Qs=3πεo[（ε-1）/（ε+2）]d2E

式中，ε為粉末介電常數；d為粉末顆粒的直徑；E為外加的電場強度；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，由于重力作用未達到鋁型材表面就已經落下，反而使上粉率降低。

③穩定性 ?粉末涂料的穩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，發生粉末結塊等現象。粉末涂料的穩定性與粉末粒徑也有關系，通常粉末越細，尤其是粒徑10μm的超細粉含量太多，粉末易吸潮、結團，穩定性下降，使用時會產生堵塞噴槍、吐粉等不良現象，到目前為止，粉末涂料吸濕受潮結塊還沒有理想的處理方法。輕微的粉末受潮結塊，雖然通過粉碎過篩后能勉強使用，但是在使用過程中最直接的表現為粉末的帶電性差，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生氣泡和針孔，噴涂產品質量差。粉末嚴重吸濕則將結團，無法進行靜電噴涂。因此在粉末涂料生產過程中應控制粉末粒徑及超細粉的含量。

④回收率 ?粉末涂料生產廠和粉末涂料涂裝廠都存在回收粉末涂料問題，粉末涂料的優點之一是粉末涂料的利用率高，幾乎達到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粉末涂料。通過生產檢測，回收率與粒徑有如下關系。

回收率與粒徑的關系

從表中可知，粉末粒徑＜10μm的超細粉回收率較低，當粉末粒徑＞10μm時，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備的技術水平。目前我國粉末涂料行業大都采用ACM磨粉碎系統。其工作原理如下：物料由進料器送入粉碎室內，高速旋轉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子上進行顆粒分級。在分級過程中，大顆粒所受離心力大，被甩向導流圈內壁返回到粉碎盤銷柱旋轉區再次粉碎；細顆粒被空氣氣流夾帶，通過分級轉子排出粉碎機，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鍵設備，控制好螺旋加料器的速度和旋風分離器的轉速，可以得到理想的粒度分布。如生產設備空氣分離級磨（ACM-30）的轉速控制在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磨的轉速和粉末粒徑關系如下表。

ACM磨的轉速與粉末粒徑的關系

如何對鋁型材粉末涂料的粒徑進行控制，主要從以下幾方面采取措施。

a.?調整ACM磨的主磨速度，可以調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.?調整副磨轉速 ?可以控制粉末涂料的粒度分布。當副磨轉速加快時，粉末涂料的平均粒徑變小，粒度小的粉末含量增多；副磨轉速減慢，粉末涂料的平均粒徑變大，粒度小的粉末含量減小。

c.?調節加料器的加料速度，可以調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。但不能超過設備的額定的生產能力。

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

e.?引風機的引風量大小影響粉末涂料的粒度分布。引風機的風量越大，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.?過篩目數的選擇也影響粉末涂料的粒度分布。