粉末涂料第4部分：爆炸下限的計算

粉末涂料是什么 粉末涂料的應(yīng)用范圍有哪些

粉末涂料是一種新型的、不含溶劑，100%固體粉末狀涂料。具有不用溶劑、無污染、節(jié)省能源和資源、減輕勞動強(qiáng)度和涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。

它有兩大類：熱塑性粉末涂料（PE）和熱固性粉末涂料。

缺點(diǎn)：邊角上粉不均一、固化后涂膜缺陷難掩蓋、固化條件高。

分類標(biāo)準(zhǔn)多，市場上各類粉末的名稱參差不齊。按照成膜物質(zhì)的性質(zhì)分為兩大類：熱塑性粉末涂料（PE）和熱固性粉末涂料?；蛘咭猿赡の镔|(zhì)的外觀分為：消光型、高光型、美術(shù)型等。還可以按使用環(huán)境分為：戶內(nèi)型和戶外型兩大類。

粉末涂料的應(yīng)用

我國粉末涂料涂裝市場的最大增長領(lǐng)域是：船舶工業(yè)和管道工業(yè)。存在的問題是耐沖擊性及吸濕性有待改善和提高，研究人員把主要精力集中在用各種基料的改性上。國內(nèi)生產(chǎn)的管道防腐環(huán)氧粉末涂料涂裝在貯存穩(wěn)定性及涂覆施工性方面，與國外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品相比尚有一定差距。

由于國外汽車粉末涂料制備技術(shù)取得進(jìn)展，汽車罩光、木材和塑料用涂料涂裝都是最具活力的潛在市場。汽車行業(yè)將是其消費(fèi)大戶，希臘、土耳其和東歐粉末涂料涂裝市場的增長勢頭很好亞太地區(qū)市場潛力更大已被認(rèn)為是全球增長最快的地區(qū)。

粉末涂料的制作工藝

涂料由特制樹脂、顏填料、固化劑及其它助劑，以一定的比例混合，再通過熱擠塑和粉碎過篩等工藝制備而成。它們在常溫下，貯存穩(wěn)定，經(jīng)靜電噴涂、摩擦噴涂（熱固方法）或流化床浸涂（熱塑方法），再加熱烘烤熔融固化，使形成平整光亮的永久性涂膜，達(dá)到裝飾和防腐蝕的目的。

靜電噴涂用粉末涂料需要注意下述幾個參數(shù)，才能保證靜電噴涂工藝的順利實(shí)施和得到高性能的涂膜。

1、粉末涂料的顆粒細(xì)度

粉末涂料和溶劑型涂料的顯著區(qū)別是分散介質(zhì)不同。在溶劑型涂料中，使用有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)；而在粉末涂料中，則使用凈化的壓縮空氣作為分散介質(zhì)。 粉末涂料在噴涂時呈分散狀態(tài)，不能調(diào)節(jié)涂料的顆粒度。

2、粉末涂料的電阻率和介電常數(shù)

對于粉末靜電噴涂工藝，重點(diǎn)要考慮的是粉末涂料顆粒接受電荷，保持電荷和電荷分布 情況，這直接影響到粉末對工件的吸附力和沉積效率，此外，重要的是，未經(jīng)固化的粉末涂層必須經(jīng)得起傳送機(jī)構(gòu)的機(jī)械震動而不掉粉。

實(shí)際上，影響粉末顆粒接受電荷和保持電荷的主要因素是粉末涂料的介電常數(shù)，粉末的介電常數(shù)越低，顆粒帶電越容易， 但喪失電荷也越容易，這反映粉末在工件上的吸咐力不牢，略受振動就掉粉，對于靜電噴涂的粉末涂料，應(yīng)盡可能的用高介電常數(shù)的，它將使粉末吸附力大大提高。涂膜更均勻。但是介電常數(shù)高的粉末涂料，帶電較困難，這就需要在靜電噴粉槍的結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，采用多電極的強(qiáng)制帶電的結(jié)構(gòu)。

對于粉末涂料來講，它均是高分子化合物組成的(如：環(huán)氧粉末、聚酯粉末等)，它們對工件的吸附力主要有二個：庫侖力(靜電力)和Van de Waals力(分子力)。高分子化合物均 有較高的電阻率，因此庫侖力(靜電力)是大而可靠的。粉末本身的電阻率，將決定粉末在一定的靜電電場強(qiáng)度下的帶電狀態(tài)；如：當(dāng)粉末的電阻率在1013歐姆時，靜電電壓只要30-50KV，就能使粉末良好的帶電；而粉末的電阻率在108-109歐姆時，則要施加100-120KV的靜電電壓才能得到上述的帶電效果。粉末的電阻率與靜電電壓的關(guān)系(圖略)。能否自動限制粉末沉積岐的厚度，這與粉末本身的電阻率關(guān)系很大，實(shí)驗證實(shí)，只有高電阻率的粉末才能得到合適的涂膜。

3、粉末涂料的含水量

粉末涂料本身的吸濕性(含水量)直接影響粉末的自身電阻雍介電常數(shù)。如果粉末嚴(yán)重吸濕則將結(jié)團(tuán)。這是無法進(jìn)行靜電噴涂的。一般的吸濕，除了影響其帶電性能外，還將降低粉末的流動性和成膜性，從而使涂膜不平滑甚至難以在工件上吸附并且得到涂膜會產(chǎn)生氣泡和針孔。

粉末涂料的吸濕除保存貯存時不注意引起外，還與噴涂時壓縮空氣凈化程度有關(guān)。

因為壓縮空氣中易產(chǎn)生冷凝水，在空氣凈化系統(tǒng)中一定要有過濾吸濕裝置，使通向供粉器的空氣中含水量降低到最小的程度。 另外，粉末噴涂現(xiàn)場的空氣相對濕度也是要加以重視的。

據(jù)資料報導(dǎo)，相對濕度每變化30%，就相當(dāng)于粉末的電阻率變化二個數(shù)量級。

4、粉末涂料的穩(wěn)定性

粉末涂料的穩(wěn)定性是指粉末在貯存或使用中是否會發(fā)生粉末結(jié)塊，流平特性變差，帶電效果變差，涂膜的桔紋明顯，光澤減弱，針孔氣泡的發(fā)生等等。

在試制粉末涂料時，一定要注意其存放的穩(wěn)定性，只有具有一定穩(wěn)定性的粉末涂料，才能讓用戶使用。國外在粉末涂料中常常加入一些助劑，來增強(qiáng)粉末涂料的穩(wěn)定性，因此這類粉末涂料在一般的潮濕空氣中或溫度高達(dá)70-75℃也不會產(chǎn)生結(jié)塊。

粉末涂料的穩(wěn)定性是用粉末涂料在一定的溫度下，處理一定時間后測定其流平性變化情況來確定的。因為粉末涂料的穩(wěn)定性說明了粉末涂料在存放條件下分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的程度；粉末的交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生越激烈，粉末的分子量變大，就反映在粉末在固化溫度下的粘度增高，而流平特性變差。

試驗證實(shí)，作為粉末靜電噴涂工藝兩大組成部分之一的粉末涂料的性質(zhì)是不容忽視的；在研制、探討靜電噴涂設(shè)備的同時，也應(yīng)對粉末涂料的技術(shù)要求加以重視。這樣兩方面的共同研究，才能達(dá)到取得高質(zhì)量粉末涂膜的目的。

來源：粉末登場

靜電噴涂用粉末涂料需要注意下述幾個參數(shù)，才能保證靜電噴涂工藝的順利實(shí)施和得到高性能的涂膜。下面介紹一下粉末涂料的參數(shù)及相關(guān)參數(shù)測試方法。

1、粉末涂料的顆粒細(xì)度

粉末涂料和溶劑型涂料的顯著區(qū)別是分散介質(zhì)不同。在溶劑型涂料中，使用有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì);而在粉末涂料中，則使用凈化的壓縮空氣作為分散介質(zhì)。 粉末涂料在噴涂時呈分散狀態(tài)，不能調(diào)節(jié)涂料的顆粒度。

因此，適合靜電噴涂的粉末顆粒細(xì)度是重要的。適合靜電噴涂的粉末涂料，其顆粒度最好在10微米到90微米之間(即>170目)。粒度小于10微米的粉末稱超細(xì)粉末，它很容易損耗在大氣中，超細(xì)粉的含量不能太多。這里值得注意的是，粉末的顆粒度和涂膜的厚度有關(guān)，對粉末涂料的顆粒度要有一定的分布范圍(表 1)才能得到厚度均勻的涂膜。如要求涂膜的厚度是25微米，則粉末涂料的最大顆粒不能超過65微米，(200目-240目)，而大部分粉末都應(yīng)通過35微米(350 目—400目)。為了控制和調(diào)整粉末顆粒的大小在粉碎設(shè)備上應(yīng)能加以調(diào)整。對我國的粉末制造廠來講，當(dāng)前還做不到這一點(diǎn)。粉末涂料的顆粒分布可用KCY型自動記錄顆粒測定儀進(jìn)行測試粉末的顆粒度超過90微米時，在靜電噴涂時，顆粒所帶的電荷與質(zhì)量之比很小，大顆粒粉末的重力很快超過空氣動力和靜電力，因此，大顆粒粉末具有較大的動能，不容易吸附到工件上去。

2、粉末涂料的電阻率和介電常數(shù)

對于粉末靜電噴涂工藝，重點(diǎn)要考慮的是粉末涂料顆粒接受電荷，保持電荷和電荷分布 情況，這直接影響到粉末對工件的吸附力和沉積效率，此外，重要的是，未經(jīng)固化的粉末涂層必須經(jīng)得起傳送機(jī)構(gòu)的機(jī)械震動而不掉粉。

實(shí)際上，影響粉末顆粒接受電荷和保持電荷的主要因素是粉末涂料的介電常數(shù)，粉末的介電常數(shù)越低，顆粒帶電越容易， 但喪失電荷也越容易，這反映粉末在工件上的吸咐力不牢，略受振動就掉粉，對于靜電噴涂的粉末涂料，應(yīng)盡可能的用高介電常數(shù)的，它將使粉末吸附力大大提高。涂膜更均勻。但是介電常數(shù)高的粉末涂料，帶電較困難，這就需要在靜電噴粉槍的結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，采用多電極的強(qiáng)制帶電的結(jié)構(gòu)。

對于粉末涂料來講，它均是高分子化合物組成的(如：環(huán)氧粉末、聚酯粉末等)，它們對工件的吸附力主要有二個：庫侖力(靜電力)和Van de Waals力(分子力)。高分子化合物均 有較高的電阻率，因此庫侖力(靜電力)是大而可靠的。粉末本身的電阻率，將決定粉末在一定的靜電電場強(qiáng)度下的帶電狀態(tài);如：當(dāng)粉末的電阻率在1013歐姆時，靜電電壓只要30-50KV，就能使粉末良好的帶電;而粉末的電阻率在108-109歐姆時，則要施加100-120KV的靜電電壓才能得到上述的帶電效果。粉末的電阻率與靜電電壓的關(guān)系(圖略)。能否自動限制粉末沉積岐的厚度，這與粉末本身的電阻率關(guān)系很大，實(shí)驗證實(shí)，只有高電阻率的粉末才能得到合適的涂膜。

3、粉末涂料的含水量

粉末涂料本身的吸濕性(含水量)直接影響粉末的自身電阻雍介電常數(shù)。如果粉末嚴(yán)重吸濕則將結(jié)團(tuán)。這是無法進(jìn)行靜電噴涂的。一般的吸濕，除了影響其帶電性能外，還將降低粉末的流動性和成膜性，從而使涂膜不平滑甚至難以在工件上吸附并且得到涂膜會產(chǎn)生氣泡和針孔。

粉末涂料的吸濕除保存貯存時不注意引起外，還與噴涂時壓縮空氣凈化程度有關(guān)。

因為壓縮空氣中易產(chǎn)生冷凝水，在空氣凈化系統(tǒng)中一定要有過濾吸濕裝置，使通向供粉器的空氣中含水量降低到最小的程度。 另外，粉末噴涂現(xiàn)場的空氣相對濕度也是要加以重視的。

據(jù)資料報導(dǎo)，相對濕度每變化30%，就相當(dāng)于粉末的電阻率變化二個數(shù)量級。

4、粉末涂料的穩(wěn)定性

粉末涂料的穩(wěn)定性是指粉末在貯存或使用中是否會發(fā)生粉末結(jié)塊，流平特性變差，帶電效果變差，涂膜的桔紋明顯，光澤減弱，針孔氣泡的發(fā)生等等。

在試制粉末涂料時，一定要注意其存放的穩(wěn)定性，只有具有一定穩(wěn)定性的粉末涂料，才能讓用戶使用。國外在粉末涂料中常常加入一些助劑，來增強(qiáng)粉末涂料的穩(wěn)定性，因此這類粉末涂料在一般的潮濕空氣中或溫度高達(dá)70-75℃也不會產(chǎn)生結(jié)塊。

粉末涂料的穩(wěn)定性是用粉末涂料在一定的溫度下，處理一定時間后測定其流平性變化情況來確定的。因為粉末涂料的穩(wěn)定性說明了粉末涂料在存放條件下分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的程度;粉末的交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生越激烈，粉末的分子量變大，就反映在粉末在固化溫度下的粘度增高，而流平特性變差。

試驗證實(shí)，作為粉末靜電噴涂工藝兩大組成部分之一的粉末涂料的性質(zhì)是不容忽視的;在研制、探討靜電噴涂設(shè)備的同時，也應(yīng)對粉末涂料的技術(shù)要求加以重視。這樣兩方面的共同研究，才能達(dá)到取得高質(zhì)量粉末涂膜的目的。