粉末涂料的顆粒測(cè)試,最初的測(cè)試設(shè)備多為刮板細(xì)度計(jì),這個(gè)設(shè)備特點(diǎn)是操作方便,非常直觀,對(duì)于大顆粒的辨別很有優(yōu)勢(shì)。但對(duì)于粉末涂料的整體粒度分布,就無(wú)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(duì)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(gè)先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備,迅速進(jìn)入了粉末涂料市場(chǎng),很受技術(shù)人員的歡迎。下文就對(duì)激光粒度儀在粉末涂料行業(yè)中的應(yīng)用做詳細(xì)介紹。
一、首先簡(jiǎn)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(huì)影響涂料的流平性、上粉率、回收率以及涂層厚度。 一般來(lái)說(shuō),涂料粒徑越小,就越有利于其固化時(shí)的流平性,涂膜的外觀也越平整、光滑。同時(shí)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(guó)外同行在幾年前就已經(jīng)開(kāi)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(dāng)今社會(huì),提倡減耗、節(jié)能,降低涂層厚度具有較大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)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(xì)粉基本上不帶電。粉末涂料帶電性降低,就會(huì)導(dǎo)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(guò)程中,減小涂料顆粒粒徑的同時(shí)要控制小于10μm顆粒的百分含量。
粉末涂料生產(chǎn)過(guò)程中,需要加入一些無(wú)機(jī)物粉體作為填料或者用以改善涂料性能。常見(jiàn)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(huì)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(huì)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(cè)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(diǎn)
一般來(lái)說(shuō),粉末粒徑越小,涂料固化時(shí)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(diǎn);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(guò)空氣動(dòng)力和靜電力,粉末涂料在飛行過(guò)程中,由于重力作用未達(dá)到工件表面就已經(jīng)落下,反而使上粉率降低。粉末太細(xì)帶電性降低,涂裝施工效率就會(huì)下降,超細(xì)粉(粒徑<10μm)基本上不帶電,同時(shí)粉末太細(xì)也加大了粉末生產(chǎn)難度。
3、粉末的流化效果
粉末太細(xì)時(shí),過(guò)細(xì)的粉末會(huì)結(jié)集成粉末團(tuán),流化時(shí)也不會(huì)散開(kāi)。噴涂到工件上時(shí)會(huì)形成一個(gè)個(gè)圓滑的小包,影響涂層外觀。粉末太粗時(shí),粉末在供粉桶中不容易流化。
4、儲(chǔ)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(guò)程中是否會(huì)吸潮,發(fā)生粉末結(jié)塊等現(xiàn)象。 通常粉末越細(xì),尤其是10μm以下的超細(xì)粉含量太多,粉末易吸潮、結(jié)團(tuán),穩(wěn)定性下降,使用時(shí)會(huì)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(wèn)題,通常粒徑<10μm的超細(xì)粉回收率低,當(dāng)粉末粒徑>10μm時(shí)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(cè)試的。這種情況不是偶然現(xiàn)象。粉末涂料做粒度檢測(cè)的意義就是在相同的配方下,指導(dǎo)粉末的生產(chǎn),使粉末的性能實(shí)現(xiàn)最大限度的優(yōu)化。
1、從儀器自身來(lái)說(shuō) 激光粒度儀具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)前最流行的粒度測(cè)試儀器之一,這具體體現(xiàn)在:
激光粒度儀器測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍大,量程可以達(dá)到0.02μm到2000μm,而且不需要任何形式的換擋操作即可測(cè)試全量程范圍內(nèi)的樣品。這一點(diǎn)是圖像顆粒分析儀和電阻法顆粒計(jì)數(shù)器做不到的。儀器動(dòng)態(tài)范圍越大,使用局限性就越小,測(cè)試寬分布樣品的能力越強(qiáng)。
激光粒度儀測(cè)試速度很快,一個(gè)樣品的測(cè)試全過(guò)程一般只需兩、三分鐘,這一點(diǎn)又是一般沉降儀和圖像顆粒分析儀無(wú)法比擬的。
激光粒度儀進(jìn)行一次測(cè)試,樣品取樣量大,因而代表性好,同時(shí)采用光電掃描技術(shù),測(cè)試時(shí)信號(hào)采樣次數(shù)超過(guò)100次,因而測(cè)量的重復(fù)性精度比較高。儀器操作簡(jiǎn)便,對(duì)環(huán)境要求也很低。常規(guī)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境就可以滿足使用要求。一般的純凈水甚至自來(lái)水就可滿足測(cè)試用水要求。以上就是激光粒度儀自身主要的優(yōu)勢(shì)。
2、從粉末涂料行業(yè)特點(diǎn)來(lái)說(shuō),涂料的粒度分布范圍及其顆粒性質(zhì)特點(diǎn)正好處于激光粒度儀的優(yōu)勢(shì)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(cè)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(tái)儀器同時(shí)實(shí)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(jià)格考慮。再好的儀器設(shè)備,如果價(jià)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(guó)產(chǎn)激光粒度儀的發(fā)展進(jìn)步,儀器的價(jià)格也不再動(dòng)輒幾十萬(wàn)元,十萬(wàn)元以內(nèi)就可以買到性價(jià)比很高的產(chǎn)品。
上面談到的三點(diǎn)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(shí)的首選。
(粉體圈 作者:終吉)
作者:粉體圈
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