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激光粒度仪在粉末涂料行业的应用详解
2015年02月07日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:2980
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      粉末涂料的颗粒测试,最初的测试设备多为刮板细度计,这个设备特点是操作方便,非常直观,对于大颗粒的辨别很有优势。但对于粉末涂料的整体粒度分布,就无法给出比较详尽的数据,但随着涂料工业的不断发展,涂料技术人员发现涂料粉体的粒度分布对于涂料的性能有非常明显的影响。随之,激光粒度仪作为一个先进的检测设备,迅速进入了粉末涂料市场,很受技术人员的欢迎。下文就对激光粒度仪在粉末涂料行业中的应用做详细介绍。


       一、首先简述粉末涂料行业为什么需要粒度仪


       粉末涂料粒度分布会影响涂料的流平性、上粉率、回收率以及涂层厚度。 一般来说,涂料粒径越小,就越有利于其固化时的流平性,涂膜的外观也越平整、光滑。同时涂料颗粒粒径小也可以降低喷涂涂层的厚度。目前普遍使用的粉末涂料的粒径多分布在10μm 到70μm之间,涂层厚度多在50μm到70μm之间。如果能将涂料颗粒粒径控制在10μm 到50μm之间,就能使涂层厚度降低到20-30微米。国外同行在几年前就已经开发出了超薄涂层粉末涂料,他们产品的平均粒径可以做到20微米左右。降低涂层厚度,同等重量的涂料就可以喷涂更大的面积。当今社会,提倡减耗、节能,降低涂层厚度具有较大的经济及社会效益。


      虽然降低涂料粒径有利于提高流平性和降低涂层厚度,但是也要看到粉末涂料的带电性与颗粒粒径的平方成正比的,小于10μm的超细粉基本上不带电。粉末涂料带电性降低,就会导致涂装施工中效率下降,涂料的上粉率、回收率降低。所以在粉末涂料生产过程中,减小涂料颗粒粒径的同时要控制小于10μm颗粒的百分含量。


      粉末涂料生产过程中,需要加入一些无机物粉体作为填料或者用以改善涂料性能。常见的添加粉体有硅灰石,云母粉,硅微粉,硫酸钡等。这些粉体很多也都需要控制粒度分布,否则将会直接影响涂料的性能。由以上论述可以看出,粉末涂料的粒度分布会在很大程度上影响其使用性能和使用效率。因此,有非常必要配置粒度检测设备,监控产品质量、协助新产品新技术研发。


      二、粉末涂料粒径与其质量之间的关系详解


       1、外观、流平性和质点

 
       一般来说,粉末粒径越小,涂料固化时平整性越好;在相同的喷涂厚度下,粒径小的粉末更不容易出现质点;涂膜的外观越平整、光滑。     


       2、带电效果及上粉率

 
       提高粉末微粒的带电能力,粉末涂料的上粉率将提高。静电喷涂的主要吸附力是静电力,粉末上粉率主要取决于粉末颗粒带电的多少。粉末的带电量和粉末颗粒粒径的平方成正比。增大颗粒粒径,粉末带电量增加,上粉率提高。但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工件表面就已经落下,反而使上粉率降低。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)基本上不带电,同时粉末太细也加大了粉末生产难度。 


      3、粉末的流化效果


       粉末太细时,过细的粉末会结集成粉末团,流化时也不会散开。喷涂到工件上时会形成一个个圆滑的小包,影响涂层外观。粉末太粗时,粉末在供粉桶中不容易流化。 

  

       4、储存稳定性。 


       稳定性是指粉末涂料在一定条件下,保持粉末颗粒的大小、形状和硬度等的能力,即粉末在贮存或使用过程中是否会吸潮,发生粉末结块等现象。 通常粉末越细,尤其是10μm以下的超细粉含量太多,粉末易吸潮、结团,稳定性下降,使用时会产生堵塞喷枪、吐粉不良等现象。 

    
       5、 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的问题,通常粒径<10μm的超细粉回收率低,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。       
    
      

        三、粉末涂料行业粒度仪选型


       在粉末涂料行业,相信绝大部分企业是使用激光粒度仪测试的。这种情况不是偶然现象。粉末涂料做粒度检测的意义就是在相同的配方下,指导粉末的生产,使粉末的性能实现最大限度的优化。


       1、从仪器自身来说 激光粒度仪具有多项优点,已成为当前最流行的粒度测试仪器之一,这具体体现在:
激光粒度仪器测试动态范围大,量程可以达到0.02μm到2000μm,而且不需要任何形式的换挡操作即可测试全量程范围内的样品。这一点是图像颗粒分析仪和电阻法颗粒计数器做不到的。仪器动态范围越大,使用局限性就越小,测试宽分布样品的能力越强。


       激光粒度仪测试速度很快,一个样品的测试全过程一般只需两、三分钟,这一点又是一般沉降仪和图像颗粒分析仪无法比拟的。


       激光粒度仪进行一次测试,样品取样量大,因而代表性好,同时采用光电扫描技术,测试时信号采样次数超过100次,因而测量的重复性精度比较高。仪器操作简便,对环境要求也很低。常规实验室环境就可以满足使用要求。一般的纯净水甚至自来水就可满足测试用水要求。以上就是激光粒度仪自身主要的优势。


       2、从粉末涂料行业特点来说,涂料的粒度分布范围及其颗粒性质特点正好处于激光粒度仪的优势领域。而且由于激光粒度仪适用面广,还可以为生产企业检测涂料生产原料粉体(例如硅灰石,云母粉,硅微粉,硫酸钡  钛白粉、锌粉、等)。一台仪器同时实现产品及原材料的质量控制,这是其它类型的仪器很难做到的。


       3、从仪器的价格考虑。再好的仪器设备,如果价格高不可攀,那也很难被大家所接受。随着激光粒度仪普及和国产激光粒度仪的发展进步,仪器的价格也不再动辄几十万元,十万元以内就可以买到性价比很高的产品。


      上面谈到的三点因素决定了激光粒度仪这种类型的粒度仪非常适合粉末涂料行业使用,是大家配置粒度仪时的首选。

(粉体圈  作者:终吉)


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