在現(xiàn)代工業(yè)涂料領(lǐng)域中，粉末涂料是一種新型的環(huán)保涂裝材料，由固體樹脂、顏料、填料等組成，無需溶劑稀釋，經(jīng)靜電噴涂、摩擦噴涂或流化床浸涂后，再通過高溫固化即可形成致密的永久性涂層，具有環(huán)保可回收、利用率高、涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)勢，在建材、家居、家電、汽車、工程機(jī)械中應(yīng)用廣泛。不過粉末涂料在運(yùn)輸和存儲過程中，因堆積或接觸空氣中的水汽，容易出現(xiàn)結(jié)塊、團(tuán)聚等現(xiàn)象，在堵塞噴涂設(shè)備、降低涂裝上粉效率的同時，還會導(dǎo)致涂層厚薄不均，影響涂層美感和耐久性。而根據(jù)研究，往粉末涂料中添加少量以氣相氧化鋁為代表的助流劑，則能夠使應(yīng)用性能得到明顯的提升。

氣相氧化鋁在粉末涂料中的作用

與常規(guī)的煅燒氧化鋁不同，氣相氧化鋁通常是利用AICl3氣體在氫氧焰中燃燒，經(jīng)高溫水解而生成的一種蓬松的白色粉末，其原生粒徑在7~40nm之間，粒子之間不是孤立存在，而是團(tuán)聚成幾百納米大小的軟團(tuán)聚“顆粒”，也就是所說的“附聚體”。因此氣相法合成的氧化鋁具有顆粒細(xì)、顆粒間堆密度低、比表面積高、純度高、良好的分散性以及表面帶正電性的特性，利用這些特性，將其添加進(jìn)粉末涂料中，主要有如下作用：

氣相氧化鋁的附聚體結(jié)構(gòu)

1、提升流動性：

氣相氧化鋁的表面富含羥基并且?guī)д娦裕诜勰┩苛现屑尤脒m量的氧化鋁粉末，通過充分的機(jī)械攪拌，氧化鋁納米顆粒可有序地結(jié)合在基質(zhì)顆粒的表面，形成一層“包覆”，可以在表面形成“滾珠效應(yīng)”，大大提高粉末涂料的自由流動性。

氧化鋁納米顆粒“包覆”在基質(zhì)顆粒表面

2、抗結(jié)塊：

氣相氧化鋁在基質(zhì)顆粒表面形成的包覆層還可以阻隔空氣中水分與粉末涂料顆粒的直接接觸，有效減小顆粒間的靜電引力，避免了由于范德華力、吸潮、顆粒摩擦、受熱情況下樹脂軟化等產(chǎn)生的粉末粘接，同時氣相氧化鋁的超高比表面積和“附聚體”間的微孔結(jié)構(gòu)，還賦予了其較強(qiáng)的吸附能力，可以將顆粒或粉末間隙中的油脂和水分吸收，減少了粉體吸濕的可能，從而達(dá)到防止結(jié)塊的功效。

3、改善帶電噴涂性能：

在靜電噴涂時，粉末粒子必須以一定速度與槍管內(nèi)壁發(fā)生劇烈摩擦才能帶上足夠的電荷，實(shí)現(xiàn)粉末吸附在工件上，如果粉末帶電量太小，靜電引力低，上粉率就會降低。氣相氧化鋁自身帶有大量正電荷，能夠有效改善粉末的摩擦帶電性，使得粉末能更好地吸附在工件上，提高粉末上粉率，同時若靜電噴涂的工件表面帶有深凹坑或溝槽時，加入氣相氧化鋁還能有效克服法拉第籠效應(yīng)，提高噴涂均勻性。

法拉第籠效應(yīng)：在對深凹坑或溝槽進(jìn)行靜電噴涂時，由于邊緣處場強(qiáng)增加，直接導(dǎo)致粉末粒子朝邊緣處運(yùn)動，粉末很難到達(dá)凹槽內(nèi)。

4、提升漆膜耐用性：

氣相氧化鋁具有普通氧化鋁產(chǎn)品耐熱耐腐蝕、硬度高等固有特性，若在粉末涂料中加入較高添加量的氣相氧化鋁，則噴涂后涂膜表面會形成緊密、 均勻的氧化膜保護(hù)結(jié)構(gòu)，很好的提升漆膜強(qiáng)度，并屏蔽腐蝕介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對涂層表面防護(hù)。

氣相氧化鋁如何在粉末涂料中有效應(yīng)用？

作為提升粉末涂料應(yīng)用性能的重要助劑，氣相氧化鋁的應(yīng)用效果受到多方面的影響，在應(yīng)用時可從以下方式優(yōu)化，以最大限度發(fā)揮其作用：

1、根據(jù)需求調(diào)整合適的添加量：

不同的添加量對于粉末涂料的性能提升有不同的影響：從粉末涂料靜電噴涂原理可知，粉末涂料的上粉率與粉末顆粒的帶電量呈正相關(guān)，氣相氧化鋁的加入可以提升粉末顆粒的帶電量，進(jìn)而提升上粉率，但當(dāng)加入量過大時，粉末涂料的噴流性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致上粉率下降。因此目前為提升涂料上粉率，市場中氣相法氧化鋁在粉末涂料中的添加量大多在0.3%-0.5%。但在該添加量范圍內(nèi)，將氧化鋁添加進(jìn)入粉末涂料后，在漆膜固化的過程中，氧化鋁在漆膜內(nèi)層仍以疏松多孔的松散結(jié)構(gòu)為主，對于漆膜強(qiáng)度的提升較小，而若添加量較高（一般大于0.6%）時，則氣相氧化鋁則會優(yōu)先富集在漆膜表 層，使得漆膜表面更加致密，形成類釉質(zhì)層，極大增強(qiáng)漆膜強(qiáng)度。

2、選擇高比表面積的氣相氧化鋁

采取過低的比表面積的氣相氧化鋁可能會對漆膜流平造成負(fù)面影響，一般粉末涂料用氧化鋁的比表面積不低于70 m2 /g，比表面積越高，粉末涂料帶電性能和吸附能力越好，上粉率和

抗結(jié)塊性能也會越好。

3、提升分散性

如果加入的氣相氧化鋁沒有充分?jǐn)嚢瑁敲醇{米氧化鋁顆粒不能均勻地結(jié)合在基質(zhì)顆粒的表面，而是隨機(jī)分布在基質(zhì)顆粒之間，無法在基質(zhì)顆粒的表面形成一層有效“包覆”也就無法有效提升涂料顆粒的流動性，因此不便于施工噴涂。

氣相氧化鋁顆粒隨機(jī)分布在基質(zhì)顆粒間

4、與氣相二氧化硅協(xié)同復(fù)配

氣相二氧化硅的原生粒徑及 聚集體顆粒的尺寸略小于氣相氧化鋁，且氧化鋁密度大于二氧化硅，在相同添加量下，氣相二氧化硅粒 子充分分散后在粉末涂料表面的覆蓋率更高，尤其是疏水型氣相二氧化硅具有水排斥性， 能更均勻地覆蓋在粉末涂料表面，阻隔液膜形成，相比氣相氧化鋁，對于流動性和存儲穩(wěn)定性提升更為明顯。而氣相氧化鋁則更能增強(qiáng)粉末涂料的帶電性能，在抗法拉第籠效應(yīng)的表現(xiàn)上優(yōu)勢更加突出，上粉率提升也更明顯。此外，氣相氧化鋁的莫氏硬度大于氣相二氧化硅，故其對涂層硬度和耐磨性的提升也更為明顯。因此，為了獲得較好的流動性、儲存穩(wěn)定性、上粉率以及漆膜強(qiáng)度，可將氣相氧化鋁和氣相氧化硅復(fù)配使用。

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