邦定前后粉末涂料粒度分布变化的研究
博一南 张路锋 李宝
山东朗法博粉末涂装科技有限公司
1、前言
金属闪光和金属光泽粉末涂料作为装饰性粉末涂料品种，在粉末涂料品种中占有一定的地位，它的用量在不断提高，对产品质量的要求也越来越高。为适应和满足用户对金属闪光和金属光泽粉末涂料产品质量的要求，国内部分单位进口生产金属粉粉末涂料的邦定设备，同时国内不少设备制造单位也开始生产金属粉粉末涂料的邦定设备，这些设备的质量在不断提高，使我国金属粉粉末涂料的质量提高了一大步。虽然进口邦定设备的质量好，但是价格比较昂贵，所以使用进口设备的单位不多，大部分在使用国产邦定设备。
虽然金属粉粉末涂料的邦定设备，在原理上并不复杂，但是具体设备的设计、加工的要求很高，控制各种参数的精度非常严格，特别是邦定容器中各个部位的温度控制要求非常均匀，而且温度的控制精度也非常高。另外，不同品种金属粉粉末涂料的配方组成很复杂，相应的粉末涂料玻璃化温度差别也较大，这就使粉末涂料邦定温度的控制带来很多困难。还有投料量的不同，邦定时间也成为变量，这种参数的复杂性使粉末涂料的邦定工艺更为复杂。再有冷却设备的冷却速度也要求非常迅速，使邦定粉末涂料颗粒组成和粒度分布保持稳定。总体来说设备的制造有相当的难度，不同公司之间的设备质量也有一定的差距。所以不同公司生产邦定设备之间的价格和质量的差别也是比较明显的。
检验金属粉邦定效果的检验方法很多，其中包括旋风分离法、静电粉末涂料喷涂法、粉末粒度分布分析法、电子显微镜法等。在本文中我们采用粉末粒度分布分析法， 测定和分析邦定前底粉、干混粉末和邦定后粉末涂料粒度分布的变化，分析金属粉粉末涂料的邦定效果。我们分别选用几种金属粉粉末涂料底粉，分别用A 公司邦定设备和B 公司邦定设备进行邦定以后，分析测定金属粉邦定前底粉、金属粉的粒度分布，然后测定邦定以后粉末涂料的粒度变化情况；再把邦定后的金属粉粉末涂料静电喷涂后刮下来测定粉末涂料粒度度分布，比较两种邦定设备之间的粉末涂料粒度变化情况。通过邦定后粉末涂料静电喷涂吸附上去的
粉末涂料粒度分布的测定，分析和探索金属粉邦定效果与粉末涂料粒度分布之间的关系，进一步探索金属粉邦定前后的粒度分布与邦定产品质量之间的关系，以便控制产品质量。同时今后结合涂装生产中的产品涂膜外观质量，结合喷涂现场的试验数据，再考虑利用电子显微镜观察，进一步探索金属邦定产品质量与这些因素之间的关系，从而控制好邦定产品质量。
本文是以邦定前后粉末涂料粒度分布变化的研究为主，谈谈我们的看法。
2、试验部分
2.1 试验用粉末涂料品种与设备
2.1.1 试验中使用粉末涂料品种
金属粉粉末涂料配方编号分别为：配方1、配方2、配方3、配方4、配方5、配方6。 全部都是铝粉型金属粉末涂料。
2.1.2 试验设备
欧美克激光粒度分布仪、马尔文粒度分布测试仪、A 公司邦定设备（简称A 设备）、B公司邦定设备（简称B 设备）。
2.2 试验方法
将按上述配方配制或生产的粉末涂料底粉，根据不同需要分别加规定含量的金属粉后，用不同邦定设备进行邦定。把邦定粉末涂料进行静电喷涂，然后轻轻扫下静电吸附上去的粉末涂料。分别取底粉、金属粉、邦定粉、静电吸附上去的粉末涂料样品，用粒度分布仪进行粒度分布分析。
3、结果与讨论
3.1 底粉、金属粉和邦定粉的粒度分布比较
我们选择金属粉粉末涂料配方1 的底粉、金属粉和邦定粉分别测定累积粒度分布，测定结果在表1 中；金属粉粉末涂料配方2 的底粉、金属粉和邦定粉分别测定累积粒度分布，测定结果在表2 中。
从表1的试验结果说明，底粉加金属粉邦定以后，粉末粒度5.13μm 以下累积百分含量有明显的下降，由底粉1.95%降到邦定后的1.06%；而粉末粒度11μm 以下底粉和邦定粉的累积分布含量差不多。由于金属粉的D50小于底粉的D50，邦定粉的D50 小于底粉的D50。
从表2的试验结果说明，底粉加金属粉邦定以后，粉末粒度5.13μm以下累积百分含量有明显的下降，由底粉1.79%降到邦定后的0.17%；而粉末粒度11μm 以下底粉中的累积百分含量由7.33%下降到邦定粉末中的4.25%，邦定以后11μm 以下超细粉末明显减少。底粉的D50 加金属粉邦定以后D50 明显减小，由43.32μm 降到35.17μm；而D90明显增大，由
59.89μm 增加到63.31μm。
3.2 底粉与邦定粉的粒度分布差别
我们选择金属粉粉末涂料配方3 的底粉和邦定粉测定的微分粒度分布和累积粒度分布结果在表3 中；金属粉粉末涂料配方4 的底粉和邦定粉测定的微分粒度分布和累积粒度分布结果在表4 中。
表3 配方3 底粉和邦定粉的微分粒度分布和累积粒度分布数据（欧美克设备测定）
从表3 的试验结果说明，底粉加金属粉邦定以后，5.13μm 以下的粉末粒度累积分布由2.15%下降到0.39%；11μm 以下的粉末累积分布由8.63%下降到3.29%，说明邦定以后微细粉末明显减少。分析原因，这些微细粉末邦定到金属粉上面所造成的结果。同时粉末粒度50.6μm 的底粉邦定以后，微粉分布由11.57%增加到14.95%；粉末粒度74.2μm 的底粉邦定以后，由5.52%增加到7.3%，比起表4 数据变化幅度大，分析添加金属粉粒径大（金属粉D50是31.09μm）有关。从粗粉（50.6μm 至74.1μm）的微分粒度分布变化说明，部分粉末由于金属粉的邦定使粉末粒径变大。
从表4 的试验结果说明，底粉加金属粉邦定以后，5.13μm 以下的粉末粒度累积分布由2.3%下降到0.09%；11μm 以下的粉末累积分布由10.66%下降到3.28%，说明邦定以后微细粉末明显减少，同样可以分析成邦定到金属粉的结果，与表3 的结果一样。同时50.6μm 的底粉邦定以后，微分分布由12.88%增加到13.77%；74.2μm 的底粉邦定以后，由3.43%增加到3.86%。从粗粉的粒度分布也变化说明，部分粉末由于金属粉的邦定粒径变大，但比表3的变化小，其原因分析，添加金属粉的粒径小（D50是11.94μm）有关。
3.3 不同公司邦定设备 邦定粉的粒度分布差别
我们选择金属粉粉末涂料配方5 底粉在不同厂家设备（A 设备和B 设备 ）邦定粉末涂料的累积粒度分布测定结果在表5 中；又选择金属粉粉末涂料配方6 底粉在不同厂家设备（A设备和B 设备）邦定粉末涂料的累积粒度分布测定结果在表6 中。
从表7 的试验结果说明，A 设备邦定粉的5μm 和10.00μm 以下原粉和吸附粉的累积分布差不多，B 设备邦定粉的5μm 和10.00 以下原粉和吸附粉的累积分布差别较大。而对于20μm、30μm、40μm、60μm 以下累积粒度分布来说，B 设备的原粉与吸附粉的重叠性比A设备好。
从图1和图2的微分分布曲线来说，A 设备和B 设备的原粉与吸附粉的曲线有一定差别，A 设备的原粉与吸附粉的微分粒度分布曲线的重叠性比B 设备好一些，但这种差别不是特别明显。
从表8 的试验结果说明，A 设备邦定粉的5μm 和10.00μm 以下原粉和吸附粉的累积分布差不多，B设备邦定粉的5μm 和10.00 以下原粉和吸附粉的累积分布差别大。而对于20μm、30μm、40μm、60μm 以下累积粒度分布来说，B 设备的原粉与吸附粉的重叠性比A 设备好。
从图3 和图4 的微分分布曲线来说，A 设备的原粉与吸附粉的微分粒度分布曲线的重叠性比B 设备好一些，但这种差别不是特别明显。
4、结语
从上述的金属邦定粉的底粉、金属粉、邦定粉和静电喷涂吸附粉的粒度分布分析结果得出如下结论：
（1 ）金属粉粉末涂料底粉加金属粉邦定以后，10μm 以下的超细粉的累积分布百分率明显下降。
（2 ）A 设备和B 设备比较，A 设备比B 设备邦定效果好。邦定效
果好的设备，邦定以后5μm 以下粉末粒度的累积分布在1%以下；10μm 以下粉末粒度的累积分布在5%以下。
（3 ）从基本趋势来说，金属粉的邦定，使粉末涂料的D50 变大的趋势，但也不是绝对的，还决定于金属粉的D50。当金属粉的D50 很小时，邦定粉末涂料的D50 还比底粉的D50 小。
（4 ）邦定效果好的粉末涂料，邦定原粉与吸附粉粉末涂料的微分粒度分布曲线的重叠性相对比较好。
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