影响铝型材表面粉末涂料质量因素的分析

 1. 粉末粒径：

 （1）粉末粒径的检测  粉末粒径是铝型材表面粉末涂料极其重要的质量指标，直接影响粉末颗粒流动性、稳定性、带电性、涂装铝型材涂膜外观以及喷涂操作工艺参数，从而影响粉末涂料涂装型材的质量。因为必须依靠先进的粒径检测设备，严格和生产管理，控制好粉末生产工艺参数，获得较理想的粉末涂料粒径及其粒径分布，来提高铝型材表面喷涂质量。

粉末涂料的粒径是指不规则形状粒子的平均直径，粒径分布是对一群具有特定直径的粉末进行测量，并对粒度大小进行排列，粉末粒径及其分布是粉末涂料产品质量的一个重要指标。粉末涂料粒及其分布的测定方法较多，最普遍的是筛分析法，但由于粉末之间，粉末与筛网之间摩擦易产生静电，分离效率降低，现在大多采用较先进的激光粒度分布仪，它具有测量速度快、动态范围大、操作简便、重复性好等优点，激光粒度仪是根据光的散射现象测量颗粒大小的。

（2）影响铝型材粉末喷涂质量因素分析：

①流平性  铝型材粉末涂料的喷涂产品，其涂膜外观现溶剂型涂料相比是要逊色些，粉末涂料标准也允许轻微橘皮的存在。一般来说粉末粒径越小，涂料固化时流平性越好，铝型材涂膜的外表美观性越平整、光滑，因而粉末涂料生产厂家在保证粉末涂料静电喷涂基本条件下，尽量控制粉末粒径，以达到较好的流平效果，追求较好的外观质量，生产粒径较小的粉末产品。但是粉末的带电性与粒径的平方成正比，粉末太细，带电性降低，涂装施工效率就会下降，超细粉（粒径＜10μm粉末涂料）基本上不带电，同时粉末太细也加大了粉末生产的难度。粉末涂料流动性可采用Selier流度测试流法测定。

其测试粉末涂料流度的方法和程序如下。

a. 接通  粉末流动性测试仪压缩空气至接口D。

b. 将流化杯底部的流出小口用胶带纸封好或橡胶塞封好。

c. 称取待测粉末样品250g置于流化桶G中。

d. 打开旋纽2至压力表B的刻度指示为1-3。

e. 调节流量计按钮至200L/h，使粉末流化20-30s，采用带刻度的塑料直尺测试粉末层最大高度，测量3个点取其平均值，记为h₁，以cm表示，精确到mm。

f. 关闭流量计按钮，使流化杯中的粉末静置10s，再次测定粉末层高度，测试3点取其平均值，高为h0.

g. 重新开启流量计至压缩空气流量200L/h，使粉末充分流化，打开流化桶底部的封条，称量并记录30s内流出的粉末质量，记为m，精确至g。

h. 计算粉末的流动指数（流化系数）R，计算公式为R=mh₁/h0.

i. 可得粉末涂料流动指数与流化性能的关系。

流化系数与流化性能的关系

铝型材粉末涂料的流化系数与流化性能的关系如上表如示。

因此粉末涂料产品必须兼顾涂膜美观性和涂装经济性二者之间关系，一般检测粉末涂料的流化系数在140左右具有较好可喷涂性。

②上粉率  粉末涂料的上粉率，一般是指粉末喷涂在铝型材表面的覆盖效率。它主要决定粉末涂料本身原带电性能和静电粉末涂装工艺条件，提高粉末微粒的带电能力，粉末涂料的上粉率将提高。从喷涂机理可知，静电喷涂的主要吸附力是静电力，粉末上粉率的高低，主要取决于粉末颗粒的带电的多少。根据库仑定律，在一定时间里，粉末涂料颗粒的带电量有如下关系。

Qs=3πεo[（ε-1）/（ε+2）]d²E

式中，ε为粉末介电常数；d为粉末颗粒的直径；E为外加的电场强度；εo=（0.89×10﹣11）F/m。

从上式可知粉末的带电量与粉末颗粒粒径的平方成正比，增大粉末的粒径，粉末的带电量增加，上粉率提高，反之减小粉末颗粒粒径，降低粉末的带电量，粉末的上粉率下降。

因此在粉末涂料生产过程中，尽可能减少粉末粒径＜10μm粉末涂料的生成；但是粉末颗粒的粒径也不能太大，粒径太大，大颗粒粉末的重力超过空气动力和静电力，粉末涂料在飞行过程中，由于重力作用未达到铝型材表面就已经落下，反而使上粉率降低。

③稳定性  粉末涂料的稳定性是指粉末在一定条件下保持粉末颗粒的大小、形状和硬度等能力，即粉末在贮存或使用过程中是否会吸湿受潮，发生粉末结块等现象。粉末涂料的稳定性与粉末粒径也有关系，通常粉末越细，尤其是粒径10μm的超细粉含量太多，粉末易吸潮、结团，稳定性下降，使用时会产生堵塞喷枪、吐粉等不良现象，到目前为止，粉末涂料吸湿受潮结块还没有理想的处理方法。轻微的粉末受潮结块，虽然通过粉碎过筛后能勉强使用，但是在使用过程中最直接的表现为粉末的带电性差，而且还将降低粉末的流动性和成膜性，从而使涂膜不平滑甚至难以在铝型材上吸附并且得到的涂膜会产生气泡和针孔，喷涂产品质量差。粉末严重吸湿则将结团，无法进行静电喷涂。因此在粉末涂料生产过程中应控制粉末粒径及超细粉的含量。

④回收率  粉末涂料生产厂和粉末涂料涂装厂都存在回收粉末涂料问题，粉末涂料的优点之一是粉末涂料的利用率高，几乎达到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径小、粒径分布窄、流动性不好的一些超细粉末涂料。通过生产检测，回收率与粒径有如下关系。

回收率与粒径的关系

从表中可知，粉末粒径＜10μm的超细粉回收率较低，当粉末粒径＞10μm时，粉末涂料回收率迅速上升，并且粉末的回收率随着粒径的增大而增加。

⑤粉末涂料粒径的控制  粉末涂料的粒径及粒度分布能否满足需求，主要取决于所用的粉碎设备的技术水平。目前我国粉末涂料行业大都采用ACM磨粉碎系统。其工作原理如下：物料由进料器送入粉碎室内，高速旋转的粉碎盘上的销柱冲击粉末涂料的颗粒使其粉碎，被粉碎的粉末涂料由自下而上的空气流带到分级转子上进行颗粒分级。在分级过程中，大颗粒所受离心力大，被甩向导流圈内壁返回到粉碎盘销柱旋转区再次粉碎；细颗粒被空气气流夹带，通过分级转子排出粉碎机，气固分离后就可得到成品粉末涂料。ACM磨是控制粉末粒度关键设备，控制好螺旋加料器的速度和旋风分离器的转速，可以得到理想的粒度分布。如生产设备空气分离级磨（ACM-30）的转速控制在2300r/min，能得到适宜粒径的粉末涂料。其他条件一定的情况下，ACM磨的转速和粉末粒径关系如下表。

ACM磨的转速与粉末粒径的关系

如何对铝型材粉末涂料的粒径进行控制，主要从以下几方面采取措施。

a. 调整ACM磨的主磨速度，可以调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变小，平均粒度变小，粒度小的粉末含量增多。

b. 调整副磨转速  可以控制粉末涂料的粒度分布。当副磨转速加快时，粉末涂料的平均粒径变小，粒度小的粉末含量增多；副磨转速减慢，粉末涂料的平均粒径变大，粒度小的粉末含量减小。

c. 调节加料器的加料速度，可以调整粉末涂料的粒度分布。加料速度越慢粉末涂料的平均粒径越小，粒度小的粉末含量增多；加料速度加快粉末涂料的平均粒径变大，粒度小的粉末含量减小。但不能超过设备的额定的生产能力。

d. 旋风分离器的分离效果也影响粉末涂料的粒度分布。分离效果好时粉末涂料细粒子成分含量较少，粉末涂料的粒度分布更趋于合理。

e. 引风机的引风量大小影响粉末涂料的粒度分布。引风机的风量越大，粉末涂料的平均粒度变大，粒度小的粉末含量减少，否则粉末涂料的平均粒度变小，粒度小的粉末含量增多。

f. 过筛目数的选择也影响粉末涂料的粒度分布。