粉末涂料的顆粒測試,最初的測試設(shè)備多為刮板細度計,這個設(shè)備特點是操作方便,非常直觀,對于大顆粒的辨別很有優(yōu)勢。但對于粉末涂料的整體粒度分布,就無法給出比較詳盡的數(shù)據(jù),但隨著涂料工業(yè)的不斷發(fā)展,涂料技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)涂料粉體的粒度分布對于涂料的性能有非常明顯的影響。隨之,激光粒度儀作為一個先進的檢測設(shè)備,迅速進入了粉末涂料市場,很受技術(shù)人員的歡迎。下文就對激光粒度儀在粉末涂料行業(yè)中的應用做詳細介紹。
一、首先簡述粉末涂料行業(yè)為什么需要粒度儀
粉末涂料粒度分布會影響涂料的流平性、上粉率、回收率以及涂層厚度。 一般來說,涂料粒徑越小,就越有利于其固化時的流平性,涂膜的外觀也越平整、光滑。同時涂料顆粒粒徑小也可以降低噴涂涂層的厚度。目前普遍使用的粉末涂料的粒徑多分布在10μm 到70μm之間,涂層厚度多在50μm到70μm之間。如果能將涂料顆粒粒徑控制在10μm 到50μm之間,就能使涂層厚度降低到20-30微米。國外同行在幾年前就已經(jīng)開發(fā)出了超薄涂層粉末涂料,他們產(chǎn)品的平均粒徑可以做到20微米左右。降低涂層厚度,同等重量的涂料就可以噴涂更大的面積。當今社會,提倡減耗、節(jié)能,降低涂層厚度具有較大的經(jīng)濟及社會效益。
雖然降低涂料粒徑有利于提高流平性和降低涂層厚度,但是也要看到粉末涂料的帶電性與顆粒粒徑的平方成正比的,小于10μm的超細粉基本上不帶電。粉末涂料帶電性降低,就會導致涂裝施工中效率下降,涂料的上粉率、回收率降低。所以在粉末涂料生產(chǎn)過程中,減小涂料顆粒粒徑的同時要控制小于10μm顆粒的百分含量。
粉末涂料生產(chǎn)過程中,需要加入一些無機物粉體作為填料或者用以改善涂料性能。常見的添加粉體有硅灰石,云母粉,硅微粉,硫酸鋇等。這些粉體很多也都需要控制粒度分布,否則將會直接影響涂料的性能。由以上論述可以看出,粉末涂料的粒度分布會在很大程度上影響其使用性能和使用效率。因此,有非常必要配置粒度檢測設(shè)備,監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量、協(xié)助新產(chǎn)品新技術(shù)研發(fā)。
二、粉末涂料粒徑與其質(zhì)量之間的關(guān)系詳解
1、外觀、流平性和質(zhì)點
一般來說,粉末粒徑越小,涂料固化時平整性越好;在相同的噴涂厚度下,粒徑小的粉末更不容易出現(xiàn)質(zhì)點;涂膜的外觀越平整、光滑。
2、帶電效果及上粉率
提高粉末微粒的帶電能力,粉末涂料的上粉率將提高。靜電噴涂的主要吸附力是靜電力,粉末上粉率主要取決于粉末顆粒帶電的多少。粉末的帶電量和粉末顆粒粒徑的平方成正比。增大顆粒粒徑,粉末帶電量增加,上粉率提高。但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工件表面就已經(jīng)落下,反而使上粉率降低。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)基本上不帶電,同時粉末太細也加大了粉末生產(chǎn)難度。
3、粉末的流化效果
粉末太細時,過細的粉末會結(jié)集成粉末團,流化時也不會散開。噴涂到工件上時會形成一個個圓滑的小包,影響涂層外觀。粉末太粗時,粉末在供粉桶中不容易流化。
4、儲存穩(wěn)定性。
穩(wěn)定性是指粉末涂料在一定條件下,保持粉末顆粒的大小、形狀和硬度等的能力,即粉末在貯存或使用過程中是否會吸潮,發(fā)生粉末結(jié)塊等現(xiàn)象。 通常粉末越細,尤其是10μm以下的超細粉含量太多,粉末易吸潮、結(jié)團,穩(wěn)定性下降,使用時會產(chǎn)生堵塞噴槍、吐粉不良等現(xiàn)象。
5、 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的問題,通常粒徑<10μm的超細粉回收率低,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。
三、粉末涂料行業(yè)粒度儀選型
在粉末涂料行業(yè),相信絕大部分企業(yè)是使用激光粒度儀測試的。這種情況不是偶然現(xiàn)象。粉末涂料做粒度檢測的意義就是在相同的配方下,指導粉末的生產(chǎn),使粉末的性能實現(xiàn)最大限度的優(yōu)化。
1、從儀器自身來說 激光粒度儀具有多項優(yōu)點,已成為當前最流行的粒度測試儀器之一,這具體體現(xiàn)在:
激光粒度儀器測試動態(tài)范圍大,量程可以達到0.02μm到2000μm,而且不需要任何形式的換擋操作即可測試全量程范圍內(nèi)的樣品。這一點是圖像顆粒分析儀和電阻法顆粒計數(shù)器做不到的。儀器動態(tài)范圍越大,使用局限性就越小,測試寬分布樣品的能力越強。
激光粒度儀測試速度很快,一個樣品的測試全過程一般只需兩、三分鐘,這一點又是一般沉降儀和圖像顆粒分析儀無法比擬的。
激光粒度儀進行一次測試,樣品取樣量大,因而代表性好,同時采用光電掃描技術(shù),測試時信號采樣次數(shù)超過100次,因而測量的重復性精度比較高。儀器操作簡便,對環(huán)境要求也很低。常規(guī)實驗室環(huán)境就可以滿足使用要求。一般的純凈水甚至自來水就可滿足測試用水要求。以上就是激光粒度儀自身主要的優(yōu)勢。
2、從粉末涂料行業(yè)特點來說,涂料的粒度分布范圍及其顆粒性質(zhì)特點正好處于激光粒度儀的優(yōu)勢領(lǐng)域。而且由于激光粒度儀適用面廣,還可以為生產(chǎn)企業(yè)檢測涂料生產(chǎn)原料粉體(例如硅灰石,云母粉,硅微粉,硫酸鋇 鈦白粉、鋅粉、等)。一臺儀器同時實現(xiàn)產(chǎn)品及原材料的質(zhì)量控制,這是其它類型的儀器很難做到的。
3、從儀器的價格考慮。再好的儀器設(shè)備,如果價格高不可攀,那也很難被大家所接受。隨著激光粒度儀普及和國產(chǎn)激光粒度儀的發(fā)展進步,儀器的價格也不再動輒幾十萬元,十萬元以內(nèi)就可以買到性價比很高的產(chǎn)品。
上面談到的三點因素決定了激光粒度儀這種類型的粒度儀非常適合粉末涂料行業(yè)使用,是大家配置粒度儀時的首選。
(粉體圈 作者:終吉)
作者:粉體圈
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