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粉末涂料流动性能的影响因素及改进方式

1、粉末涂料流动性及其检测

粉末的流动性是指粉末涂料在流化床中被空气流化的程度,它是评价粉末涂料施工性能好坏的重要依据。粉末涂料流动性好坏通常可用安息角或流度系数来衡量。安息角是粉末流动性直接检测方法,安息角越小,流动性越好。目前流动性常用检测方法有两种:

1.1标准漏斗法

(霍尔流速计)

GB/T1482-2010

该方法主要用来检测金属粉末的流动性,测量50g金属粉末流过标准尺寸漏斗孔所需的时间,单位s/50g,用时越长,则表示流动性越差,反之则流动性越好。

1.2自然堆积角

(安息角、堆粉角)

让粉末通过一组筛网自然流下并堆积在直径为1英寸的平整圆板上,当粉末堆满圆板后,以粉末锥的底角称为安息角或堆粉角。堆粉角越大,则表示粉末的流动性越差,反之则流动性越好。

2、流动性能的影响因素

粉末流动性是粉末的基本特性,是指粉末流动的难易程度。粉末流动性能与很多因素有关,如粉末颗粒尺寸、形状、粗糙度、干湿度等。一般地说,增加颗粒间的摩擦系数会使粉末流动困难。通常球形颗粒的粉末流动性最好,而颗粒形状不规则、尺寸小、表面粗糙的粉末,其流动性差。

另外,粉末流动性受颗粒间粘附作用的影响,颗粒表面如果吸附水分、气体或加入成形剂会降低粉末的流动性,粉末流动性直接影响混合均匀性,流动性太差,在混合时容易粘附、抱团无法将其混合均匀。

粉末涂料树脂的玻璃化温度决定着粉末涂料的流动性能与储存稳定性。T高聚物的玻璃化温度提高,粉末的稳定性提高,结块性降低,粉末涂料的流动性提高。玻璃化温度随分子量的增加而提高,当分子量增加到一定程度时聚合物的玻璃化温度变化不明显。玻璃化温度太高,树脂的数均分子量大,熔融粘度大,流动性差,粉末涂料涂膜的机械性能下降。生产中一般选择树脂的分子量在2000~5000,玻璃化温度控制在50~65℃范围内较适宜。

3、流动性能对粉末涂料的影响

3.1对涂装施工的影响

在粉末涂料静电喷涂过程中,流动性好的粉末,像水沸腾一样,显得很蓬松,有流水般的效果,从供粉桶至喷枪,粉末传送轻便,粉末从喷嘴出来雾化好,克服粉末涂料结团而造成喷涂堵枪或“吐粉”等生产异常现象。流动性差的粉末在粉桶内则相反,从而导致涂装上粉差效率低。

3.2对生产存储过程的影响

粉末涂料的流动性直接影响到产品的贮存稳定性,在产品生产打包过程中,粉末就开始结团。随着时间的推长和仓储过程中的挤压,粉末开始变硬结块。纹理类粉末喷涂后丧失纹理效果,平光类粉末还出现过变质现象。

4、粉末涂料流动性能的改进

粉末涂料的流动性和贮存稳定性息息相关,粉末的贮存稳定性主要是决定于树脂和固化剂的玻璃化温度,他们在配方设计中占据比例大,所以起到更重要的作用。虽然固化剂的用量少,但对粉末涂料贮存性有明显影响。在保证涂膜外观的情况下,尽量选择玻璃化温度高的树脂和固化剂。

在粉末涂料配方中,颜料和填料的质量分数对流动性有明显影响,粉末涂料的颜填料主要是起到着色和提高刚度用的,颜填料的质量分数太高树脂相对就越少,粉末涂料的流动性能则越差。同时在配方设计过程中,尽量少加或不加影响玻璃化温度和贮存稳定性的助剂,例如少加流平剂,蜡型消光剂和促进剂等

内加方式添加改进粉末涂料松散性的疏松剂,降低粉末涂料的安息角,使粉末不易结团,添加以后调节粉末涂料中成膜物之间的亲和力和凝聚力,可以提高粉末涂料的防结块温度,改进粉末涂料贮存稳定性,改善干粉流动性能;另外在静电粉末喷涂时,使粉末涂料不容易堵塞喷枪,避免结团和粘壁现象。湖北来斯化工新材料有限公司干粉流动剂445属于这类助剂。

以外加的方式添加比表面积大,吸湿能力强的气相白炭黑和氧化铝等助剂,使粉末涂料粒子间形成隔层,减少粉末涂料粒子碰撞和凝聚的机会,降低粉末涂料颗粒之间的相互吸引和摩擦,防止颗粒间的相互接触,使粉末涂料不容易结团。湖北来斯抗结块剂466,是以无机矿物质为主体,辅助有机表面活性剂,采用气流粉碎加工而成,抗结块剂的颗粒和密度与粉末涂料相近。加量0.4%,可以直接外加到成品粉末中,也可以和片料一起粉碎过筛。

5、结语

粉末涂料的流动性是多种因素综合作用的结果。除上面讨论的主要因素外,还和其它因素有关,如常用颜、填料性质与加入量,喷涂操作工艺条件、安息角检测方法等,需要科技人员在生产中不断探索。探讨粉末涂料的流动性,改进粉末涂料配方及喷涂生产工艺控制参数,对指导生产实践具有重要意义。


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