提高粉末流动性的措施

提高粉末流动性的措施

4.1低温粉碎

粉末涂料的主要成份是树脂。粉末涂料用树脂的分子量较低，一般只有几千，软化点平均低于120℃．环氧树脂仅为95℃左右，而玻璃化温度(Tg)则更低，一般在60"C左右。

现在粉碎粉末涂料绝大多数采用ACM磨，粉末的粉碎与分级同时进行，因有大量空气通过磨腔，所以物料和磨体升温幅度小。但在实际使用过程中我们发现，设备长时间运转或在炎热的夏季，粉末的生产效率明显下降，粉末从筛网出来的温度偏高，立即包装后会有松散的结块产生，影响正常使用。这样的粉在电子显微镜下观察，就会出现表2所说的现象，如粉末形状不规则，许多粒子呈锯齿状等。

国产ACM磨进风口很短，空气没有经过处理直接进入磨体，而国外ACM磨的进风口很长，且空气进入磨体前经过冷却处理，一般在15℃以下，能保证磨出来的粉温度不超过25℃，远低于粉末的Tg点。

建议国内制粉设备厂改进进风管，加装冷冻装置。粉末厂则可在ACM磨进风口处加装冷却空调或专用冷风机。有许多粉末厂已采用这种方法，效果很好。粉末厂在条件许可的情况下，应让挤出机出来的半成品尽量冷透，不要立即粉碎。

4.2后混流动助剂

粉末涂料本身很细，通常颗粒粒径以微米(um)为单位来衡量。粒度分布呈正态分布的粉末，大都有一定的流动性。但粉末自身的流动性很弱，要提高其流动性应在挤出和粉碎的同时加入气相二氧化硅。

加有一定量气相二氧化硅的粉末涂料在电子显微镜下观察，其粉末颗粒之间不粘连，颗粒感强。原因在于粉末粒子之间漂浮或者流动有粒径更细，比重更小的胶体状二氧化硅微粒。常用的气相二氧化硅有美国卡博特(CABOT)的M-5．EH-5和德国迪高莎(DEGUSSA)的AEROSIL200和AEROSIL972。这些产品的具体技术指标见表3和表4。

表3 卡博特气相二氧化硅的特性参数性能代号M-5 H-5 HS-5 EH-5

外观白色微粉白色微粉白色微粉白色微粉

比表面积(m2/g) 200±25 300±25 325±25 380±25

Ph值(4%水溶液) 3.7～4.3 3.7～4.3 3.7～4.3 3.7～4.3

加热损失(105℃，%) <1.5 <1.5 <1.5 <1.5

燃烧损失(1000℃) <1 <2 <2 <2

堆积密度(g/l) 40 40 40 40

注：M-5和EH-5可用于粉末涂料。

表4 迪高莎气相二氧化硅的特性参数性能代号Aerosil 200 Aerosil 300 Aerosil R972 Aerosil R974

外观白色微粉白色微粉白色微粉白色微粉

比表面积(m2/g) 200±25 300±30 110±20 170±20

Ph值(4%水溶液) 3.6～4.3 3.6～4.3 3.6～4.3※3.6～4.3※

初级粒子直径(nm) 12 7 16 12

燃烧损失(1000℃) <1 <2 <2 <2

堆积密度(g/l) 约50 约50 约50 约50

※在水和乙醇比例为1：3的条件下测定。

气相二氧化硅是四氯化硅通过火焰水解法而得的极细的无定型二氧化硅，为球状微粒，平均粒径7～40nm。气相二氧化硅按极性可分为亲水性和疏水性两类，其中疏水性二氧化硅对改善粉末涂料的工艺应用性很有利，通常在粉碎时添加粉末总量0.1％～0.2％的气相二氧化硅即有理想的效果。如此少的气相二氧化硅对粉末涂料成膜和固化过程中的流动性几乎没有不利影响，有时候还能增加涂膜的边缘包覆能力。但物极必反，过多加入气相二氧化硅将产生不利的作用。从气相二氧化硅的一些物理指标看(可参见表3和表4)，胶体状的气相二氧化硅非常细微，以纳米来衡量其直径，具有极强的飞散性，比表面积特别大，很容易飘浮。所以如何准确而定量地将气相二氧化硅加入粉碎机，并与粉末一起粉碎过筛，是一件很困难的工作。

针对国内粉末厂的许多实际情况，这里列出3种使用方法供大家参考。

(1)若仅生产少量的粉末(如几十或一二百公斤)，可将预先计算并称量的气相二氧化硅和粉末半成品机械混合——手工或机器搅拌，然后再进行粉碎。

(2)在粉碎机进料段加开进料口，用专门的气相二氧化硅加料机定量地将二氧化硅加入，完成与挤出半成品的共同粉碎。

(3)在ACM磨的空气进风口罩上加开进料口，利用负压，将从气相二氧化硅供料机中输出的二氧化硅吸进磨腔里，与挤出半成品一起粉碎。

4.3控制粉末粒径分布

粉末的粗细从宏观角度考虑应是一个统计学概念，因为成品粉末一定是由粗粉、细粉、以及介于粗粉和细粉之间的粉末构成的。粉末粒径以微米(um)为统计单位，早先采用筛分法进行测定。即称取一定质量的粉末，经过叠加在一起的不同粒径的筛网，统计通过各层筛网的粉末质量，以此来表述该粉末的粒径分布状况。筛分法很费时，每次测试至少要耗时一刻钟，重复性差，数据波动大，现在粉末行业已不再推荐使用。

随着技术的进步，激光衍射粒度分析法已日臻成熟，在国外很早即被用来测试粉末涂料的粒径分布。激光衍射粒度分析法快速方便，可在线检测，通常完整测试一个样品粉仅需2～3min，并能在一个图表中表述一组或几组重要参数和粒径分布曲线图，非常直观。

粉末的粒径分布理论上应呈正态分布(即高斯曲线)，反映在图上就是在某个中心点两侧粉末的粒径均匀地减少或增大，在中心点处峰值明显，而且必须是单峰分布。通俗地讲，粉末的

粒子大小应尽量集中在平均粒径周围，过粗和过细的粉末粒子都应很少。

粉末的粒径分布从测试图表上来分析应注重以下几点。

(1)平均粒径一般以Dv 50表示，这是一个统计概念．即将粉末都看成是一个个直径相等的圆球，其直径的数值以微米(um)为计量单位。

(2)细粉含量也是一个统计数字，意思是小于某个粒径的粉末的累计体积占整个粉末粒子体积的百分比，主要考虑小于10um粒子的百分含量。

(3)粗粉含量同样是统计数字，与细粉含量相对应，主要考虑大于90um粒子的粉末含量

(4)图形分布状况，须观察是单峰还是双峰，峰形高耸还是平坦等。

根据实际经验，这里提供常规粉末的粒径分布参数。

(1)高压静电喷枪用粉末：Dv50=35～38um。小于10um的细粉<8％，大于90um的粗粉<3％。

(2)摩擦枪用粉末：Dv50=40～45um，<10um的细粉含量<6％，<70 um的粗粉含量>90％。

(3)流化床用粉末：Dv50一般在50～60um。<10um的、细粉含量<4％，>170um的粗粉含量<3％。

粉末涂料的喷涂性与细粉含量有很大的关系，细粉(尤其是<5um的超细粉)的带电性能非常差，有时干脆就无法带上电荷。所以这一部分粉末通常会进入回收系统而成为直接的损耗。曾经测试过许多家小型粉厂的粉末．绝大多数粉末粒径偏细。平均粒径多在25～32um，<10um的细粉大多在15％左右，而>75um的粗粉又偏少。

过细的粉末流动性很差，超细粉含量高则粉末带电性弱，回收粉量高，粉末利用率降低，喷涂速度也不易提高。相对于高压静电粉末，摩擦枪用粉末更应注重粒径控制，这是因为在摩擦枪中，粉末要带上足够的正电荷，粉末粒子必须以一定的速度与枪管内壁的聚四氟乙烯材料剧烈摩擦。如果粉末粒子太细，与管内壁相摩擦的面积就过小，不足以产生和保持足够的正电荷，摩擦带电喷涂系统中，喷枪和工件之间没有静电场，粉末要沉积到工件上，主要依靠粉末摩擦所带的电荷量，粉末带电量小，静电吸引力低，粉末不易吸附到工件上。经实践观察，<5pm的粉末粒子通常在摩擦枪喷涂系统中无法使用。用于摩擦枪的粉末必须尽量干燥，湿度影响粉末的摩擦带电性。

在生产摩擦枪用粉末涂料时，流动助剂应选用气相法氧化铝。它可增加摩擦带电性