在现代工业涂料领域中，粉末涂料是一种新型的环保涂装材料，由固体树脂、颜料、填料等组成，无需溶剂稀释，经静电喷涂、摩擦喷涂或流化床浸涂后，再通过高温固化即可形成致密的永久性涂层，具有环保可回收、利用率高、涂膜机械强度高等优势，在建材、家居、家电、汽车、工程机械中应用广泛。不过粉末涂料在运输和存储过程中，因堆积或接触空气中的水汽，容易出现结块、团聚等现象，在堵塞喷涂设备、降低涂装上粉效率的同时，还会导致涂层厚薄不均，影响涂层美感和耐久性。而根据研究，往粉末涂料中添加少量以气相氧化铝为代表的助流剂，则能够使应用性能得到明显的提升。

气相氧化铝在粉末涂料中的作用

与常规的煅烧氧化铝不同，气相氧化铝通常是利用AICl3气体在氢氧焰中燃烧，经高温水解而生成的一种蓬松的白色粉末，其原生粒径在7~40nm之间，粒子之间不是孤立存在，而是团聚成几百纳米大小的软团聚“颗粒”，也就是所说的“附聚体”。因此气相法合成的氧化铝具有颗粒细、颗粒间堆密度低、比表面积高、纯度高、良好的分散性以及表面带正电性的特性，利用这些特性，将其添加进粉末涂料中，主要有如下作用：

气相氧化铝的附聚体结构

1、提升流动性：

气相氧化铝的表面富含羟基并且带正电性，在粉末涂料中加入适量的氧化铝粉末，通过充分的机械搅拌，氧化铝纳米颗粒可有序地结合在基质颗粒的表面，形成一层“包覆”，可以在表面形成“滚珠效应”，大大提高粉末涂料的自由流动性。

氧化铝纳米颗粒“包覆”在基质颗粒表面

2、抗结块：

气相氧化铝在基质颗粒表面形成的包覆层还可以阻隔空气中水分与粉末涂料颗粒的直接接触，有效减小颗粒间的静电引力，避免了由于范德华力、吸潮、颗粒摩擦、受热情况下树脂软化等产生的粉末粘接，同时气相氧化铝的超高比表面积和“附聚体”间的微孔结构，还赋予了其较强的吸附能力，可以将颗粒或粉末间隙中的油脂和水分吸收，减少了粉体吸湿的可能，从而达到防止结块的功效。

3、改善带电喷涂性能：

在静电喷涂时，粉末粒子必须以一定速度与枪管内壁发生剧烈摩擦才能带上足够的电荷，实现粉末吸附在工件上，如果粉末带电量太小，静电引力低，上粉率就会降低。气相氧化铝自身带有大量正电荷，能够有效改善粉末的摩擦带电性，使得粉末能更好地吸附在工件上，提高粉末上粉率，同时若静电喷涂的工件表面带有深凹坑或沟槽时，加入气相氧化铝还能有效克服法拉第笼效应，提高喷涂均匀性。

法拉第笼效应：在对深凹坑或沟槽进行静电喷涂时，由于边缘处场强增加，直接导致粉末粒子朝边缘处运动，粉末很难到达凹槽内。

4、提升漆膜耐用性：

气相氧化铝具有普通氧化铝产品耐热耐腐蚀、硬度高等固有特性，若在粉末涂料中加入较高添加量的气相氧化铝，则喷涂后涂膜表面会形成紧密、 均匀的氧化膜保护结构，很好的提升漆膜强度，并屏蔽腐蚀介质，实现对涂层表面防护。

气相氧化铝如何在粉末涂料中有效应用？

作为提升粉末涂料应用性能的重要助剂，气相氧化铝的应用效果受到多方面的影响，在应用时可从以下方式优化，以最大限度发挥其作用：

1、根据需求调整合适的添加量：

不同的添加量对于粉末涂料的性能提升有不同的影响：从粉末涂料静电喷涂原理可知，粉末涂料的上粉率与粉末颗粒的带电量呈正相关，气相氧化铝的加入可以提升粉末颗粒的带电量，进而提升上粉率，但当加入量过大时，粉末涂料的喷流性增强，从而导致上粉率下降。因此目前为提升涂料上粉率，市场中气相法氧化铝在粉末涂料中的添加量大多在0.3%-0.5%。但在该添加量范围内，将氧化铝添加进入粉末涂料后，在漆膜固化的过程中，氧化铝在漆膜内层仍以疏松多孔的松散结构为主，对于漆膜强度的提升较小，而若添加量较高（一般大于0.6%）时，则气相氧化铝则会优先富集在漆膜表 层，使得漆膜表面更加致密，形成类釉质层，极大增强漆膜强度。

2、选择高比表面积的气相氧化铝

采取过低的比表面积的气相氧化铝可能会对漆膜流平造成负面影响，一般粉末涂料用氧化铝的比表面积不低于70 m2 /g，比表面积越高，粉末涂料带电性能和吸附能力越好，上粉率和

抗结块性能也会越好。

3、提升分散性

如果加入的气相氧化铝没有充分搅拌，那么纳米氧化铝颗粒不能均匀地结合在基质颗粒的表面，而是随机分布在基质颗粒之间，无法在基质颗粒的表面形成一层有效“包覆”也就无法有效提升涂料颗粒的流动性，因此不便于施工喷涂。

气相氧化铝颗粒随机分布在基质颗粒间

4、与气相二氧化硅协同复配

气相二氧化硅的原生粒径及 聚集体颗粒的尺寸略小于气相氧化铝，且氧化铝密度大于二氧化硅，在相同添加量下，气相二氧化硅粒 子充分分散后在粉末涂料表面的覆盖率更高，尤其是疏水型气相二氧化硅具有水排斥性， 能更均匀地覆盖在粉末涂料表面，阻隔液膜形成，相比气相氧化铝，对于流动性和存储稳定性提升更为明显。而气相氧化铝则更能增强粉末涂料的带电性能，在抗法拉第笼效应的表现上优势更加突出，上粉率提升也更明显。此外，气相氧化铝的莫氏硬度大于气相二氧化硅，故其对涂层硬度和耐磨性的提升也更为明显。因此，为了获得较好的流动性、储存稳定性、上粉率以及漆膜强度，可将气相氧化铝和气相氧化硅复配使用。

参考文献：

1、李政法,邱钦标,刘莉,等.气相法氧化铝在粉末涂料中应用性能的研究[J].广州化工.

2、王杰,张勇,朱宁杰,等.气相法纳米粉体对聚酯粉末涂料性能的影响[J].电镀与涂饰.

3、张家宇,谢楠,段先健,等.气相法纳米氧化铝对聚酯型粉末涂料的影响[J].涂料工业.

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