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隨著《土壤污染防治行動計劃》、《水污染防治行動計劃》、《大氣污染防治行動計劃》條例的出臺，油轉水、漆改粉方向性趨于明顯。尤其對VOC管制方面，致使粉末涂料的需求量迅猛上升涂料在線coatingol.com。

目前粉末涂料主要應用于家電、家具、汽車、建材、戶外設施、管道等領域的基材處理，且滿足市場對涂膜外觀的大部分要求。

隨著需求量的增大，產品質量穩定性也逐漸被關注，如配方的穩定性、生產工藝的穩定性、設備的穩定性、產品批次的穩定性、貯存的穩定性、施工的穩定性等。

一般產品在采購或第二次采購時，都會與標準樣板的顏色、光澤或是紋理狀態有所差異，如何縮小差異范圍，是保證產品正常施工的先提條件。

常規型產品需要對其進行常規測試（如水平流動或斜流實驗、凝膠時間、粒徑分析、附著力、沖擊、折彎、色差、光澤、膜厚等物理性能），以保證產品質量與產品的生產一致性、穩定性。

每一項檢測，對于產品批次的穩定性都起著重要的作用。其中，粒徑分析是反映產品質量及施工問題最多的項目，也是涂裝穩定的先提條件。

例如產品的帶電性、外觀、部分性能、貯存特性、施工方式、涂層膜厚等（特殊產品會有更多的影響因素，這里主要介紹目前市場比較常規、大眾化產品）。粒徑又稱粒度，由通過顆粒重心連接顆粒表面兩點間直線段的大小所決定。

除了部分顆粒，大部分顆粒都是不規則的，嚴格意義上說是沒有真實粒徑值的。通常所說的粒徑在一定的意義上可稱之為等效粒徑。

粒徑分析（僅介紹激光粒度分析儀）的方法分為干法分析和濕法分析（兩種測試方法由于分散介質不同，測試結果會存在差異）。

1.1 干法分析

干法分析是以空氣作為分散介質，利用紊流分散原理，使樣品顆粒得到充分分散，再導入光路系統中進行分析。

其優勢包括：

（1）在干燥狀態下加工合成，干法分析比濕法分析更具有代表性；

（2）對于一些會溶解在分散劑中或分散后出現水合作用（遇水后，顆粒大小會發生變化）的物料，干法分析是最佳的選擇；

（3）干法分析可在短時間內完成測量，效率高。而其劣勢主要在于干法的分散機制具有破壞性，不適合極易破碎的樣品。

1.2 濕法分析

濕法分析是把樣品直接加入到水或者乙醇等分散介質中進行分散，再經過光路系統，進行粒徑分析。

其特點是：（1）細小或者有黏性的樣品更適合濕法測量，因為可能需要表面活性劑或者其他分散劑來實現樣品完全分散；（2）測試時間長，且測量過程中易產生氣泡，導致分析結果不穩定，造成誤差。

在粉末涂料生產過程中，常用空氣分級磨粉機（ACM）來獲得理想的粉末粒徑，磨粉機的主磨、分級器（副磨）、引風量、篩網目數都是操作人員需要關注的重點。

與此同時，粉末涂料的配方（如原料的差異、顏基比的差異等）、環境的相對濕度、溫度也是影響粉末粒徑參數的重要因素。

2.1 ACM參數

在生產的過程有4個可調整的參數：進料速度、分級器轉速、主磨轉速、引風量；2個控制值：磨粉溫度、粒徑數值；磨粉工序其實就是以氣流為動力，粒度分布和磨粉溫度為工作標準，進行的進料量、引風量、主磨轉速、分級器轉速的協調配合的過程。

這一過程的核心就是力的關系（粉末顆粒旋轉產生的離心力與氣流形成的吸力）。

粉末顆粒的離心力和顆粒的動能有關，顆粒的運動速度越大，動能就越大，通過調整分級器轉速大小可控制粉末顆粒的細或粗，具體的數值依據粒度分析儀分析結果而定。

2.2 主磨、分級器

破碎的片料進入磨粉機主磨盤后會通過離心力效應與主磨的磨柱撞擊，被破碎成粉末狀態，并在磨體的內壁上由氣流轉移至旋風分離器中，進行分級。

相對于主磨，分級器對粉末的粒徑影響最大，但它們之間的關系都是轉速越大，粒徑越細，轉速越低，粒徑越粗（其他條件為不變量）。

2.3 喂料速度

在其他參數恒定時，喂料速度越快，粉末粒徑越粗，喂料速度越慢，粒徑越細。

2.4 氣流風量

對于ACM磨機來說，風量大有利于降溫；但對于旋風分離器來說，風量的大小會直接影響粉末的粒徑：風量大，粒徑偏粗。

風量小，粒徑偏細。調整風量的同時，一定要考慮到磨機的溫度。通常情況下，風量大，磨機內部溫度較低。

當然適當減少進料量，也可以降低磨機內部溫度（注：配方或品種的不同，片料的硬度不同，在相同參數條件下，物料被粉碎的粒度也不同）。

3.1 堆積密度

粉末涂料的堆積密度反映了粉末粒子堆積的緊密程度。由于粉末涂料在靜電吸附后，不會再有堆積狀態變化，因此堆積密度也在一定程度上反映干粉層中粒子排布的疏密（見圖1~圖4）。

堆積密度值的大小取決于粉末粒子等粒徑的大小、形狀、表面粗糙度等（恒溫恒濕）。

常用的粉末涂料粒徑范圍在30～60μm之間。如果超細粉范圍的含量過高時，將嚴重影響到粉末的堆積密度，此時粉末呈蓬松狀態，抓取時表現粘附性。

這種粉末流化易出現局部鼓泡和嚴重飛揚的現象，噴涂時不能提供穩定均勻的粉末氣流，容易造成涂裝弊病。形狀不規則的粉末在涂膜中的堆積較松散。

大量尖端的粉末粒子，電荷分布不均勻的靜電吸附取向性強，會造成粉末在涂膜中的粉粒緊密度下降，影響成膜后的外觀及堆積狀態（在恒定濕度、溫度、配方體系、表觀密度、平均粒徑等條件下）。

3.2 安息角

安息角是指置于斜面上的物體處于沿斜面下滑的臨界狀態時，與水平表面所成的最小角度，即隨著傾斜角增加，斜面上的物體將越容易下滑；當物體達到開始下滑的臨界狀態的角度。

通過安息角的測量，可初步確定粉末涂料的流動性，因為影響其數值的因素過多，故此，在相同條件下，可認為在一定數值范圍內，角度越小，粉末涂料的流動性相對越好，反之越差。

影響安息角的因素包括溫度、相對濕度、粒徑、形態、粗糙度，在溫度、相對濕度、表面粗糙度恒定的情況下，粒徑的大小與分布狀態會直接影響安息角的測量值。在以上信息恒定條件下分別對上述1#～7#樣品進行安息角測量，結果如圖5所示。

由圖5看出，粉末涂料的粒徑在一定范圍內時，安息角（溫度、相對濕度、表觀密度等恒定時）與粒徑是成反比的。當粉末粒徑超過一定的數值時，安息角又會逐漸變大，這是由于粉體粒徑過大，表面粗糙度所致。

由此可見，合理的控制粉末涂料的粒徑對粉末涂料的安息角的測量有很大的影響。也就是說，粒徑過大或過小都會對安息角產生影響，故此合理的控制粒徑范圍，對安息角的測量起著重要的作用。

由以上數據可寬泛認為D50在36~43μm之間時安息角測試效果最佳。

3.3 流出測試

流出測試是檢驗粉末涂料流動性的方法之一，可以簡單模擬粉末在流化筒中的流化程度。流出測試數據好的粉末涂料，粉末的蓬松度高、傳送效果好、霧化效果好、施工方便。

流出測試數據差的粉末涂料，易結團、上粉欠佳或差（應該從不同角度看待該問題）、產品的貯存穩定性差（長時間的儲存和擠壓，粉末會變硬結塊），甚至在產品包裝過程中就會發生結團現象。

粉末的流動性應根據不同產品以及不同的施工進行具體設定，或是進行臨界設定，因為流動性太好或是不太好都會直接導致粉末的不均勻分布。

例如，流動性太好會導致粉末分層，流動性過差會導致粉體結塊等不良現象，因此，合理控制粉末的流動性是粉末涂料在施工過程中需要考慮的重要因素。

流出測試的影響因素與粉末的比重、粒度、溫度、相對濕度等密切相關（流出測試結果不能代表粉末涂料的優劣）。在粉末涂料的比重、溫度、相對濕度恒定的條件下，粒徑與流出測試試驗的數值關系如圖6所示。

從圖6看出，粉末粒徑在其他條件恒定的條件下，流出測試數據與粉末粒徑成正比，但當粒徑超過一定數值后，流出測試數據與粉末粒徑成反比。

這是由于顆粒自身的質量及表面的粗糙度所導致。也就是說，粒徑過大或過小都會對流出測試產生影響，故此合理的控制粒徑范圍，對流出測試起著重要的作用。由以上數據可寬泛認為D50在34~43μm之間時流出測試效果最佳。

4.1 粒徑對涂膜外觀的影響

粉末涂料的粒徑的控制是粉末涂料生產工藝過程中非常重要的環節之一，不同外觀樣式、特性等粉末涂料都有其適合的粒徑范圍。如果粉末涂料粒度分布不均勻、太粗或是太細，都將嚴重影響涂膜的外觀。

在一定粒徑范圍內，通常認為平面產品，粒徑較小的，表面流平性更好，且不容易出現粒子。美術涂料的粒徑要根據具體外觀效果需求而定。

4.2 粒徑對粉末涂料帶電效果的影響

粉末涂料顆粒與金屬基材的粘附力，與粉體的帶電能力有關。粒徑過大或過小都都會嚴重影響粉末的上粉率。

一般來說，粉末涂料顆粒的粒徑偏大，帶電性會相對變好，但當顆粒的質量大于粉體的帶電量及空氣的動力時，由于重力原因，粉體的上粉率和涂覆效果會下降。

粒徑偏小，帶電性相對偏低，上粉效果也會相應地變差，導致施工效率降低，見表1。

從表1數據來看，如果不考慮其他要求情況下（狀態或膜厚等要求），粒徑在30~40μm時，粉末顆粒對金屬基材的附著力最佳。

4.3 粒徑對粉末流化效果的影響

粉末涂料粒徑太細，在流化筒中流化效果差（粒徑太細易發生團聚現象），不易散開。

噴涂工件表面易形成小包（粉末涂料粒徑過細，導致噴涂過程中出現“吐粉”的現象），影響涂層外觀。粉末涂料的粒徑太粗，在流化筒中不容易流化，也容易出現上粉差等不良現象。

4.4 粒徑對粉末涂料的貯存穩定性以及回收率的影響

粉末涂料的貯存穩定性受影響因素較多，例如溫度、相對濕度、粉末涂料的粒徑、粉末涂料的玻璃化轉變溫度等。

粒徑偏小的粉末涂料，粉體的受潮概率和不易散熱導致團聚的概率會增加，還會降低粉末的回收率。粒徑偏大的粉末涂料相對粒徑偏小的粉末涂料抗結團性要好很多（相同配方，不同粒徑），但如果粗粉過多也會導致回收率下降。

4.5 粒徑對粉末涂料涂層厚度的影響

粉末涂料的平均粒徑一般控制在30～60μm，涂層厚度一般在50～200μm之間，見表2。

具體的施工厚度還要根據產品的應用特性而定（涂層的厚度決定單位質量粉末涂料噴涂的面積）。參考粉末涂料特性，結合表2數據，當粒徑在30~40μm時，可以匹配到涂層的最佳效果。

 5 結語

通過上述幾個方面的闡述，著重介紹了影響粉末涂料粒徑的因素，以及粉末涂料粒徑對粉末涂料的質量、貯存、施工、測試等各方面的影響，詮釋了粒徑對于粉末涂料的重要意義。

目前一些高端粉末涂料施工方已經開始注重粉末涂料的來料粒徑分析，并對粉末涂料的加工方進行了粒徑范圍約束。合理控制粒徑指標，將不僅僅是加工廠的生產環節要素，更是施工方為保證產品的可施工性及穩定性的一項監測標準。