聚酯铝型材专用粉末涂料典型案例分析及处理

聚酯铝型材专用粉末涂料典型案例分析及处理

1、生产现象

2000 年 8 月，某粉末涂料公司为经阁集团生产纯聚酯铝型材专用粉末涂料，一天同时发出两批货，第一批次 A7056SF75 粉末 200 kg ，另一批 A9016SF75 粉末 2 000 kg 。客户反映：批次 A7056SF75 粉末涂料产品正常使用，无异样；批次 A9016SF75 部分产品有质量问题，使用过程中具体表现为：

(1) 控制台带电显示仪表以往有 5 格，可这次只有 2 格，粉末出现不带电现象；

(2) 喷涂时喷枪偶尔有吐粉现象；

(3) 生产试验样板机械性能 ( 冲击、划格等 ) 能通过检测，但外观流平性较原来差。

2、案例分析

根据上述涂装工艺中出现的现象，从理论上分析，估计其原因应该是粉末涂料受潮。但是为什么在完全相同的操作条件下，同一批次产品，出现产品部分有问题而部分没问题 ? 带着疑问我们从粉末涂料的生产和使用两方面来分析查找原因。

2 ． 1 粉末配方体系

为什么粉末涂料会不带电呢 ? 影响粉末颗粒接受电荷和保持电荷的主要因素是粉末的介电常数 ? ，粉末的介电常数越低，颗粒带电越容易，但丧失电荷也越容易，这反映在粉末在工件上的吸咐力不牢，略受振动就掉粉。对于静电喷涂的粉末涂料，应尽可能的用高介电常数的，它将使粉末的吸附力大大提高。 A9016SF75 是铝型材喷涂大众化的成熟产品，生产批次无数，本批次也是沿袭前面的生产配方，原材料选用和配方均未作改变，生产样板的常规性能检测，如冲击、划格、光泽、膜厚、色差等，均达到企业生产标准，因此，配方不是引起上述现象的原因。

2 ． 2 粉末粒径

粉末涂料的粒径是其质量好坏的一个重要指标，适合静电喷涂的粉末涂料，其颗粒度最好在 1 ～ 90 μ m 之间 ( 即 >170 目 ) 。粒度小于 10 μ m 的粉末称超细粉末，超细粉的含量不能太多。有报道，粉末涂料的带电性与粉末颗粒粒径的平方成正比，粉末颗粒粒径越小，其带电量越低。上述生产中我们发现其带电性比

往常差，刚开始怀疑是否超细粉太多而引起粉末涂料的带电性下降，为此我们采用欧美克激光粒度分布仪 A9016SF75 的细度进行抽检，结果见图 1 。

从图 1 结果可知： A9016SF75 的粒径完全符合铝型材静电喷涂的要求，粒径不是引起上述喷涂不正常的原因。

图 l 粉末粒径分布曲线图

2.3 粉末涂料的流化性

流动性好的粉末在使用过程中，易于流化，显得很松，如流水般的效果，从供粉桶至喷枪，粉末传送轻便，且粉末从喷嘴出来雾化好，一没有结团或吐粉现象。流化性效果不好的粉末涂料会产生堵枪、吐粉现象。通常粉末涂料的流动性采用 Selier 流度测试法，其检测标准如表 1 所示。

表 1 粉末涂料的流度系数与流化性能关系

我们采用流化仪对 Ag016SF75 进行检测，其流度系数只有 85 左右，流化效果肯定差，因而出现吐粉、堵枪现象。以往我公司粉末涂料产品的流度系数通常在 140 左右，流化效果好，粉末易喷涂。引起流化效果差的主要原因是粉末太细或受潮，通过对粉末粒径的检测，排除了是由于超细粉太多所引起的问题，估计应该是因为粉末涂料受潮所造成的现象。

2 ． 4 喷涂工艺条件

考虑到可能是粉末受潮而带电性差，我们对生产厂家喷涂工艺条件进行仔细考察，尤其是与粉末的带电性、吐粉有关的一些工艺参数，如操作电压、供粉系统压缩空气气压、喷粉房相对湿度、使用压缩空气的油水分离器分离效果等，均未发现任何异常现象。其主要操作工艺参数见表 2 。

我们采用流化仪对 Ag016SF75 进行检测，其流度系数只有 85 左右，流化效果肯定差，因而出现吐粉、堵枪现象。以往我公司粉末涂料产品的流度系数通常在 140 左右，流化效果好，粉末易喷涂。引起流化效果差的主要原因是粉末太细或受潮，通过对粉末粒径的检测，排除了是由于超细粉太多所引起的问题，估计应该是因为粉末涂料受潮所造成的现象。

3 事故原因及处理

3 ． 1 原因

通过以上分析，确定引起上述现象是粉末涂料的质量问题而不是使用问题，因此我们对生产粉末涂料的每一环节进行了仔细检查、分析，终于查到了问题的根本所在：

在 ACM 磨细微粉碎过程中，由于物料的碰撞产生大量热量，同时又处在气温较高的夏天，受环境温度条件所限而不能及时散热，用温度计检测有近 45 ℃左右，而操作师傅动作熟练，没让其及时冷却散热，直接迅速包装存放起来，粉末涂料的导热性较差，内部热量无法散发出去，加速了粉末涂料各组分分子的热运动，导致粉末涂料的结团，同时塑料包装袋中较高温度的空气冷凝到室温时，也有水分析出，二者共同作用的结果，致使粉末涂料受潮结块，导致在使用过程中出现了上述现象。

3 ． 2 处理措施

粉末涂料制造过程中，微细粉碎空气分级磨 (ACM 磨 ) 是粉末涂料产品质量好坏的关键设备之一，它决定了粉末涂料的粒径和粒度分布，从而影响粉末涂料的涂装性能。 ACM 磨本身没有专用的冷却系统，主要通过引进大量风来冷却物料，而夏季生产环境温度普遍偏高，为此，我们采取了如下措施进行处理：

(1) 物料充分冷却。进入 ACM 粉碎系统之前，在压片冷却和破碎工艺中，需充分冷却。根据生产经验，一般碎片经过 ACM 磨粉碎后，物料温度会上升 2 ～ 4 ℃，只有充分冷却，粉碎后的产品温度才不会太高；(2) 控制环境温度。主要采取如下降温措施：

A ．条件好的生产厂家在生产车间安装中央空调，使生产环境温度低于 32 ℃。

B ．采用 ACM 磨人风口通冷空气方法局部冷却降温；使粉末涂料产品的温度不超过 35 ℃，即安装一个大型的冷风柜甚至空调，让其通风口与 ACM 磨的人风口连接，对 ACM 磨系统进行冷却，这样，即使在炎热的夏季，物料的温度也难以上升，粉末涂料不会结块受潮。

(3) 调节加料速度，减少粉碎过程中产生的热量；或者加大通风量，把粉碎过程产生的热量带走；

(4) 配方中也适当考虑提高粉末涂料的稳定性，选择玻璃化温度高的树脂，提高耐结块温度；还可以在配方中内加疏松剂或者外加粉末涂料流动改性剂等；

(5) 生产工艺条件的控制见表 3 。

表 3 ACM 磨 (ACM-30) 工艺控制参数