热固性粉末涂料在涂装中有颗粒是怎样造成的？
日期: 2021-01-05
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粉末涂料涂层表面突起的粒子即颗粒对于粉末涂料喷涂厂家及生产厂家是一个棘手的问题。颗粒可以说对表面涂层装饰性是一个致命的伤害，最终影响涂装产品的档次。粉末涂料中颗粒的产生与粉末涂料的特性及生产工艺、涂装现状是分不开的，粉末涂料的不可过滤性决定了粉末涂料的颗粒问题的存在。下面具体介绍粉末涂料颗粒产生的原因及如何降低颗粒的产生。
1 粉末涂料中的颗粒
粉末涂料的颗粒基本上分为机械杂质颗粒及胶化物颗粒。
1.1 机械杂质颗粒的产生及预防
机械杂质颗粒主要来源于材料本身及其生产过程、设备磨损、粉末涂料生产过程中环境带入的杂物。
(1) 树脂中可能因为原材料含有或其生产过程中带入各种机械杂质，机械杂质形成的颗粒形状比较尖锐。这必须要求树脂生产厂家使用合格的原材料、保持整洁的生产环境，严格控制生产工艺，采取相应的过滤措施。
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(2) 颜填料中的杂质。对于钛白和钡、钙等，某些低品质的产品，在不同程度上都含有相当的粗砂砾及黑色杂物，用这种颜填料肯定会在涂膜中形成粒子。对于颗粒而言，较细的且过 325目无筛余物的颜填料不容易出现颗粒；越粗的颜填料越容易出现颗粒。但颜填料过细，会增加其吸油量，从而可能影响粉末涂料的流平，这就要求颜填料必须有一个合理的粒度，而且严格控制过粗粒子的存在。
(3) 在粉末涂料的生产过程中也有可能因为磨堂内的磨损、部件脱落而产生金属屑，其形成的颗粒用手摸会有刺划感。
(4) 织物纤维也可造成颗粒的产生。有些粉末涂料生产厂使用布料绑在配料出料口或产品包装口接料，磨损一定时间则纤维脱落，进入物料或产品中，产生串状颗粒。在预混岗位中也可带入机械杂质颗粒，包括外包装可能携带的灰尘等杂质，包装物（纸、塑料纤维、封装线等）掉落到混合器中。因此在这些工段一定要随时进行检查，以减少颗粒的产生。
1.2 胶化物颗粒
胶化物颗粒形状较圆，数量也比较多，主要来自使用的树脂和粉末涂料生产过程中的挤出过程。
(1) 树脂中的胶粒。在树脂生产过程中，反应釜可能局部过热，或搅拌状况不良，使整批物料当中可能出现分子量过大、熔点特别高的胶粒。这些胶粒在粉末涂料生产过程中通过挤出时不可能融化，在其后的粉碎工序中难以被破碎成太细的颗粒，如果这种胶粒混在正常的粉末涂料中，在涂料喷涂固化后就可能会形成涂层中的粒子。
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(3) 粉末涂料生产过程中的挤出过程是颗粒产生的一个主要因素。一方面有可能是设备本身造成；一方面有可能是工艺控制造成，要么温度过高，要么挤出断料空转。
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挤出机的温度一般设定在 110 ℃左右，混合型、聚酯型、环氧型等热固型粉末涂料在此温度下一般不会发生化学反应而导致物料胶凝，但是挤出机螺杆与螺筒之间总是一定间隙，而且使用越久间隙越来越大，就有可能残留有一定的物料；此外螺杆和螺秆之间也可能存在一定的死角，因而也可能残留积存若干物料，这些物料在 110 ℃的温度下长期作用下，就会发生化学反应，从而出现胶凝，成为不能再熔化的物质。不管是哪种类型的挤出机，都不能避免挤出过程中胶化物的产生，但间隙小、长径比合适、自清洁能力强的挤出机产生的胶化物要少得多。
2 粉末涂料涂装中的颗粒问题及解决方法
2.1 被涂装工件材质方面
在用粉末涂料涂装的金属工件中，有部分材质如铸件（铁、铝）、热轧钢板、镀锌等表面粗糙，有微细孔，这使涂膜容易出现颗粒。其形成机理是粉末涂料烘烤固化过程中，在熔融流平时使被涂物表面封闭，从而使熔融流平的涂膜拱起，如果内部压力不足以冲破涂膜时便会形成颗粒。
从粉末涂料制造方面来讲，解决以上问题就是研发一种专门应用的透气型粉末涂料，设计配方时可以从两个方面考虑：一是在微细孔的气泡还没有到达涂膜表面时，粉末就已完成了流平、固化，让气孔留在涂膜以下；二是使粉末涂料在熔融时降低表面张力，让微细孔中的气体易逸出，同时粉末会及时流平，然后固化，也能达到光滑、平整涂膜的效果。从涂装方面来讲，尽量使被涂工件打磨光滑、平整，表面没有氧化皮和微细孔。如果有条件还可以对其进行预烘烤，也能有效地降低此种颗粒的形成。
2.2 工件表面处理方面
一般粉末涂料涂装工件需经过除油、除锈后，脱脂、水洗、磷化、水洗、（钝化）、去离子水洗、烘干的表面处理过程。其中除锈、磷化残等杂质可能会附着在工件上，从而造成成膜后颗粒的存在。
在前处理的过程中，磷化前，应采用一种或几种方法的组合除去待磷化表面上的结垢、锈、油脂、指印和外来物质，主要是要求不产生粗晶粒。为避免形成粗结晶的磷化膜或单位面积质量过大的膜，应尽可能少用或者不用强酸、强碱清洗。处理过的工件应在冷水或热水中充分清洗，除掉残渣，否则一旦残液带入磷化槽中将破坏槽液质量，并直接影响磷化效果。
磷化过程中，应注意磷化液的酸度，包括总酸度和游离酸度。总酸度是指磷化（如锌系）中， Zn 2+ 、 Fe 2+ 、 H + 、 H 2 PO 4- 、 HPO 42- 等各种离子浓度的总和。总酸度过低，磷化反应速度慢，磷化膜层厚而粗糙。游离酸度是指磷化槽液中游离 H + 的浓度，游离酸度过高时，磷化反应速度慢，成膜时间延长，且磷化膜晶体粗大多孔，溶液中的沉淀多。
2.3 涂装的工作环境方面
喷粉房周围的生产环境将直接影响涂膜的表面质量。对于电晕放电的静电喷枪的涂装，环境中的一些粉尘和颗粒物（比如絮状纤维）被带进粉末涂料涂装的喷粉房，通过静电作用使带电杂质吸附在涂装物表面，在粉末熔融流平时，成为涂膜表面颗粒。
整洁的生产环境对产品质量有良好的作用。有条件的生产厂家可以通过将喷粉房与生产车间的隔离，有效地降低表面涂装颗粒和杂质。生产车间及周围的环境一定要整洁。
2.4 涂膜的厚度控制方面
涂膜过薄 , 除了会出现颗粒外，还会有流平差，橘皮严重，浅色品种的遮盖力差，同时涂膜的防护能力（如耐酸、耐碱、耐盐和耐水等）性能差。适当地增加涂膜的厚度，能有效减少颗粒的形成。但涂膜也不应太厚，太厚会影响被涂工件的尺寸，耐冲击、柔韧性、附着力等性能会下降, 一般控制在 60 ～ 80 μ m 为宜。
对于涂装企业，可以通过下列方式来控制涂膜的厚度：①粉房中的喷枪数目和排列方式；②喷枪的出粉量和空气压力（出粉、雾化、流化参数）；③传送链的运转速度，即链速；④被涂工件的悬挂方式和排列。
2.5 回收粉末的处理方面
对于回收粉末，未经过筛或者筛网目数过小，产生一些不熔颗粒（包括吊具、外来杂质等）将成为涂膜的颗粒。
对大部分涂装企业，回收粉末一般有如下几种处理方式：①传送带回收的全自动粉末涂装系统中，喷逸的粉末经自动回收过筛后，再与新粉末涂料混合继续供给粉末喷枪用，此种回收粉末的质量比较稳定，不易产生颗粒；②旋风分离器和袋滤器两级回收系统中，旋风分离器一级回收的粉末经振动筛过筛后与供粉系统循环时，基本对涂装的影响不大，也不易产生颗粒；③对于手工喷涂的涂装回收系统回收的粉末，因为环境中的灰尘和杂质容易带进回收粉末中，回收以后必须经过120 目以上的振动筛。
在以上三种常用的回收利用系统中，由于环境的影响和挂链上附着物的影响，在回收粉中容易带进一些杂质，特别是固体小颗粒，容易在供粉槽中逐渐积多，其中相当一部分是挂链或吊具上掉下来的固化粉末粒子。
3 结 语
粉末涂料制造企业和涂装企业都十分迫切希望能有一种有效的方法来控制粉末颗粒的出现。因为一旦涂装后，涂装表面的颗粒明显，势必造成的物力、人力方面的浪费。所以正确对待颗粒问题，显得非常具有实际意义。
