粉末涂料

粉末涂料的生产工艺

一、粉末涂料的生产工艺过程与质量控制

粉末涂料生产过程更接近塑料加工工艺，而不同于一般涂料的制作工艺。热固性粉末涂料的生产要经过以下四到五个工序，即配混料工序、混炼挤出工序、冷却破碎工序、磨粉筛分工序，有的产品还需要加上拼混或邦定工序。

1、配混料工序：该工序是粉末涂料生产的基础，是粉末涂料生产最重要的工序。

目前该工序大都使用两种混料设备

1.1固定高速混料罐

这种混料罐下部装有水平转动的并有一定斜面的桨叶，桨叶将物料水平搅动，并在离心力的作用下物料趋向罐体内壁。同时，桨叶的斜面将物料向上推抛，物料再顺着罐体侧壁的斜面向内翻动。与此同时，侧面的破碎刀片高速旋转，将树脂打碎。该混料罐混料强度大、效率高、设备结构和维修比较简单，其价格低，是目前最常用的混料设备。此种混料罐可做成卧式结构，通过皮带轮传动和变速，这样可做成较大容量的混料罐。这类设备的一个主要缺点是有混料和出料死角。

1.2翻转式高速配料

翻转式高速混料机是目前比较新型的设备，有了翻转的动作，增大混料投料量效果很好，一次投料量和生产效率大大提高。混料机罐体可进行多次的翻转操作。混料机罐体罐机可分离，可一机多罐，以提高工作效率。这种设备几乎没有混料和出料死角。

此外，一些低速混合器，如：滚筒式混合器、卧式混合器、锥式以及现在还在应用的翻转混合器（双锥、V型等）这里就不一一介绍了。

混料均匀（包括调整补料后的均匀）是该工序的关键，其工艺关键点：

—物料的计量：称量的偏差量不会影响产品质量。

—物料的粒径：块状物料粒径的控制，小则影响挤出的压缩比；大则不均匀。

—投料量是否合适——投料的料容比，物料的堆积密度是罐体容积的30～80%。

—混料时间和搅拌次数——跑色的问题。

—补料的方法

该工序对设备的要求是不能有混料和下料死角。

该工序的质量标准：物料均匀；同品种产品一致。

一旦混合不均匀，靠后面的混炼挤出工序是解决不了问题的！

粉末涂料的颜色和涂膜性能的调整就在此工序完成。

2、混炼挤出工序

2、1单螺杆挤出机：目前粉末涂料混炼挤出一般使用两种设备来完成，即单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。单螺杆挤出机的螺杆结构见下图

单螺杆挤出机的结构为螺筒的内壁与螺杆的外缘以及螺筒内的三排阻尼销钉和螺杆上的凹槽，在螺杆转动时形成对物料的剪切和混炼，进口设备的螺杆还同时具有明显的往复运动（冲程在5cm以上），增强了物料的混炼效果。单螺杆挤出机的螺杆扭矩相对较小，螺杆可以做得较长，使挤出物料在螺筒内的存留时间较长，单螺杆挤出机螺杆的转动和往复运动可使物料形成较多的湍流，可以增加树脂对颜填料浸润时间和增大物料的剪切流动方式，使物料的混炼更加充分。单螺杆的螺筒内部结构间隙相对较大，挤出物料的胶化粒子较少。单螺杆的混炼长度、间隙及往复地幅度决定其混炼效果。进口单螺杆挤出机价格昂贵，国产单螺杆设备在许多方面达不到进口设备的条件，国内使用这类设备的粉末涂料生产厂家和数量不多。单螺杆挤出机清机换色较困难。

以下表格列出BUSS公司不同的单螺杆挤出机的性能

另外，掺有细粉的物料不适合在单螺杆挤出机生产。

2、2双螺杆挤出机：双螺杆挤出机的传动结构比较复杂，两只螺杆的转动方向相同，剪切程度加大。双螺杆挤出机的螺杆结构见图

双螺杆的螺杆结构

1送料段（即螺旋进料器）2塑化段3混炼捏合段4加强混炼段

对于单螺杆挤出机来说，双螺杆挤出机具有更好的分散效果，可加工加有细粉的物料，对填料填充较大的物料有较好的加工性能，自清洗性能好，螺杆更换、清理、换色容易。缺点是温度稳定性较低，易产生胶化颗粒。

由于双螺杆间隙小，物料在螺筒中有更强的剪切分散。

双螺杆挤出机的螺杆可随意调节塑化段和捏合混炼段的比列，可对物料的分散效果进行调整，因而对粉末涂料产品的加工范围更宽，从高光平面粉到砂纹粉等等。

2、3该工序对物料温度的要求：粉末涂料的树脂部分在一定温度塑化后对颜料和填料以及其他材料形成一定程度的分散，下图就是挤出机各个区域的温度分布图。

一旦物料超出这个区域就容易发生分散差、堵料、预胶化等问题。

2、4该工序物料在螺筒内留存时间：挤出机的挤出量越接近其最大生产量时，物料在螺筒内留存的时间越短，反之则反。或者说在保证一定喂料的情况下，螺

杆转速越高，物料在螺筒内留存的时间越短，反之亦反。

物料在螺筒内滞留时间长则利于树脂对颜填料的浸润分散；螺杆的转速高则剪切分散效果好。

一些浸润分散性差而更需通过加强剪切分散而达到一定分散效果的的产品，如：羟烷基酰胺/聚酯体系和PT910/聚酯体系，则最好使用长径比较大、螺杆转速较高的双螺杆挤出机来生产。

3、压片破碎工序：该工序就是把塑化的物料进行冷却和粗破碎，以利于后面细

磨粉工序的进行。

该工序的关键就是把物料快速冷却到最低温度，是磨粉工序保证磨粉质量的基础。

4、磨粉筛分工序：下图是磨粉工序设备系统图

这套设备即完成了磨粉、也完成了筛分过程。磨粉、筛分工序在生产过程有四个可调整的参数——进料速度、分级器（副磨）转速、引风量和主磨转速。首先是主磨转速（或粉碎脊柱的线速度），物料是通过在一定速度下形成的撞击而破碎的，脊柱的线速度越高，产生的冲击能量越大，磨粉细度越高。物料在磨膛内的撞击分为与脊柱和衬瓦的撞击以及物料之间的撞击，与脊柱和衬瓦的撞击更利于物料的破碎，物料之间的撞击粉碎效率较低，进料速度大会增加物料间撞击的机率，使磨粉效率降低，磨粉效果变差。此外，还有两个控制值——磨粉温度、粒径分布数值。磨粉、筛分工序是通过冲击粉碎，以气流为动力，粒度分布和磨粉温度为工作标准进行进料量和副磨转速调整配合的过程。这一过程的核心就是力——冲击力、粉末颗粒旋转产生的离心力与气流形成的吸力。粉末颗粒的离心力和颗粒的动能有关，颗粒的运动速度越大其动能越大，通过调整分级器转速大小