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粉末涂料流动性的控制方法

时间:17-08-28    查看次数:47

    在粉体涂料的应用实践中,客户都会关注一个问题,即粉末涂料的喷涂面积是多少?其实喷涂面积大的粉末涂料产品都有一个很明显的特征,即具有很好的自由流动性,意味着粉末涂料在使用过程中疏松、易于流化,从供粉桶至喷枪的传送轻便,且从喷枪出来的粉末雾化状态好,没有结团或吐粉现象。

 

    粉体涂料流动性能是粉末涂料的基本特性之一,提高粉末流动性可有效提高粉末涂料的使用上粉率,也是粉末生产过程品质管理的重要环节。我们依照配方所采用材料的综合因素分析、粉末涂料粒度分布分析、粉末生产工艺对流动性的影响几方面来系统探讨和解决粉末流动性问题。

 

1 控制成品粉末自由流动性的方法

 

1.1 低温粉碎粉末涂料的主要成份是树脂,且树脂的分子量较低,一般只有几千,软化点一般不超过115,环氧树脂的软化点仅90左右。粉末涂料用树脂的玻璃化温度Tg则更低,一般在58左右。目前粉末涂料的研磨粉碎采用ACM磨,粉碎与粉末分级同时进行。在实际生产过程中,ACM磨长时间工作或在炎热的夏季,筛网出来的粉末温度偏高,若立即包装粉体很快就会结块。因此我们在ACM磨的进风管,加装冷冻装置,使粉体的涂装施工性能得到改善。

 

1.2 后混流动助剂为了提高粉末涂料的流动性,我们一般在挤出片粉碎的同时加入气相二氧化硅。气相二氧化硅是四氯化硅通过火焰水解而得到的极细的无定型二氧化硅,由球状微粒组成,平均粒径在7~40nm。由此制成的粉末涂料在电子显微镜下观察,粉末颗粒之间不粘连,颗粒感强,原因在于粉末粒子之间漂浮或流动着粒径更细,比重更小的胶体状二氧化硅微粒,这些微粒发挥了滚珠轴承的作用,有效防止了粉末涂料的结块。常用的气相二氧化硅有:美国卡博特(CABOT)M-5EH-5;德国德固萨(DEGUSSA)Aerosil200Aerosil 972;德国瓦克(WACKER)H-15N-20。适于粉末涂料的气相二氧化硅从化学结构上分为亲水型和疏水型两种,疏水型二氧化硅对粉末涂料带电性能的提高要比亲水型的好,通常在粉碎时添加粉末总量的1‰~2‰即有理想的效果。如此少的气相二氧化硅对粉末涂料的成膜性能和固化过程中的流动性能几乎没有不利影响,有时候还能增加涂膜的边缘包覆能力。但过多加入气相二氧化硅将带来负面影响,从气相二氧化硅的物理性质看,胶体状的气相二氧化硅非常细微,具有极强的飞散性,比表面积特别大,容易飘浮,所以准确定量加入气相二氧化硅是很困难的。为此设备供应商开发了专用设备,可根据实际工况精确添加气象二氧化硅。在实际的生产过程中我们采用以下两种添加方法:

 

A:在粉碎机进料段加开进料口,以专用加料机将气相二氧化硅定量地加入,完成与挤出半成品的共同粉碎。

 

B:在ACM磨的转筛口上加开进料口,利用机械喂料,将气相二氧化硅从供料机中送入,与成品一起粉碎过筛。

 

2 控制粉末粒径分布

 

   ACM磨具有调节粉末粒径的功能,不同品种的粉末片料在不同的环境条件(气温、季节、湿度等)下进行粉碎时,可以通过调节片料输入量、主副磨转速、引风机风量等进行粒径控制,并采用激光粒度分析仪适时监测粉末粒径的分布状况。粉末粒径分布测试图表的分析着重于以下几个方面:

 

——平均粒径:一般以Dv50表示,是指大于和小于该粒径的粉末粒子各占50%,普通粉末涂料的Dv5030~35μm左右

——细粉含量:一般是指小于10~15μm的粉末粒子占粉末粒子总体积的百分比,普通的平面粉末涂料细分含量应控制在10%以下。

——粗粉含量:是指大于粒径90μm的粉末粒子占粉末粒子总体积的百分比。过粗的粉末粒子(>115μm)应该避免出现。

根据实际经验,常规粉末的粒径分布参数控制如下:

——高压静电喷枪用粉末Dv50=30~35μm,小于10μm的细粉<8%,大于90μm的粗粉<3%

——摩擦枪用粉末Dv50=40~45μm,小于10μm的细粉含量<6%,粗粉<70μm的粉末粒子总量>90

 

3 喷涂环境

 

   粉末涂料对水分的吸附十分敏感,吸潮后的粉末涂料对其流动性危害极大。粉末涂料的吸湿性(含水量)直接影响粉末的介电常数,轻微吸湿将影响其带电性能,降低粉末的上粉率,影响粉末的流动性、成膜性能等,从而使涂膜不平滑,甚至难以在工件上吸附,涂膜会产生气泡和针孔及喷枪堵枪等弊病;粉末严重吸湿则将结团,无法进行静电喷涂。因此在粉末涂料涂装工艺过程中,应严格控制喷涂和贮藏过程的湿度。