前言：
靜電粉末涂裝法是運用高壓電場的感應(yīng)效應(yīng)，使粉末涂料和被涂物受到感應(yīng)而分別帶上彼此相反電荷，從而把帶電荷的粉末涂料吸附到帶相反電荷的被涂物上面，然后粉末涂料經(jīng)過熔融流平、烘烤固化得到涂膜的涂裝方法。[1] 未經(jīng)表面處理的鋁合金擠壓型材外觀單一，并在潮濕的大氣中容易腐蝕，因而鋁型材一般都要進行表面處理，而粉末噴涂就是現(xiàn)階段鋁型材發(fā)展的一個主要趨勢。由于粉末噴涂存在如下優(yōu)點：①表面顏色豐富、質(zhì)感柔和；②抗腐蝕性好、不易被污染；③耐候性好，保質(zhì)期達10年以上；④粉末涂層堅固耐用，生產(chǎn)簡單等特點。粉末涂料從在鋁型材上應(yīng)用以來，得到飛速發(fā)展。尤其是在經(jīng)濟發(fā)達的長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)，粉末噴涂鋁型材的市場份額已經(jīng)超過60%。[2]
隨著國家節(jié)能減排方針的實施，以及鋁型材企業(yè)對成本控制意識的提高，降低粉末在鋁型材噴涂中的粉耗，是節(jié)能減排和降低成本的重要方向。
影響粉末在鋁型材噴涂中的粉耗的因素很多，大的方面主要有兩個。一方面，與粉末涂料本身的性質(zhì)有關(guān)，另一方面，和粉末的噴涂過程密切相關(guān)，例如噴涂的工藝條件、工件間距、設(shè)備的使用狀態(tài)、員工的操作水平等等。對于粉末噴涂過程的影響，本文不做介紹，而是主要從粉末涂料的技術(shù)角度分析，總結(jié)出幾個可供參考的解決思路。
一、粉末粒徑和粒徑分布的影響
粒徑及粒徑分布是指粉末粒子中不同尺寸的粒子占顆粒總數(shù)的比例。在實際工作中人們常用累積粒度分布表示，即粒度從無限小到某代表粒徑之間所有顆粒重量占總重量的百分比。
在靜電噴涂中，粉末顆粒越大帶電性越好，但是顆粒的重力和慣性力隨粒徑加大的增長速度大于庫侖力的增長速度。也就是說顆粒大到一定程度后，重力會遠大于庫侖力，導(dǎo)致上粉率和涂覆效果會變差。
較粗的粉末涂料，特別是大于60微米的顆粒，往往流動性好，噴涂工藝容易控制。但由于其重力慣性力大于庫侖力，也不易吸附到工件上，使得一次上粉率降低。同時顆粒較粗也使得涂層偏厚，降低了單位重量涂料能夠噴涂的面積。另外，這種較粗的顆粒在固化過程中熔融時間較長，甚至不能完全熔融，導(dǎo)致固化涂膜產(chǎn)生顆粒缺陷，成膜時易產(chǎn)生桔皮，影響涂膜的平整性和光澤，涂膜的外觀質(zhì)量下降。
粉末涂料使用凈化壓縮空氣作為分散介質(zhì)，在噴涂時呈分散狀態(tài)。對于粒度小于10um的超細粉來說，在分散狀態(tài)中很容易隨氣流帶走，使得粉末難于吸附在型材表面，導(dǎo)致上粉率低。[3]
另外，細粉偏多時，帶電量低，高壓靜電噴槍受法拉第屏蔽效應(yīng)特別大，細顆粒不易涂覆在工件上，很多顆粒在引風(fēng)系統(tǒng)中循環(huán)，使得上粉率和回收率降低。
所以，為保證顆?；镜膸щ娔芰σ约巴磕さ谋砻嫘Ч?，將涂料顆粒粒度分布控制在科學(xué)的范圍內(nèi)變得意義重要。因為這樣可以在降低生產(chǎn)成本的同時保證較好的產(chǎn)品性能。
理想狀態(tài)下的鋁型材用粉末涂料顆粒粒徑應(yīng)該盡量控制在D50=30-38um，小于10um的細粉<5%，大于90um的粗粉<3%。粉末粒徑的控制可以通過調(diào)整磨粉機副磨運行頻率以及磨粉機引風(fēng)量的大小而達到，所以粉末磨粉的過程中要利用激光粒度分布儀進行測試，一旦粒徑分布偏離理想的狀態(tài)，可以調(diào)整以上兩個參數(shù)進行生產(chǎn)，使粒徑分布盡量往理想的分布上靠攏。
二、粉末的干燥程度的影響
在粉末涂裝過程中，粉末本身的干燥度和適宜的噴涂環(huán)境條件是噴涂質(zhì)量的基本保證。粉末受潮或環(huán)境濕度過大，會影響粉末導(dǎo)電性，而且將不可避免地出現(xiàn)粉末結(jié)塊，粒度低于10um的細粉在粉管中結(jié)塊現(xiàn)象尤為嚴重，潮濕的粉末涂料使上粉率大大降低，產(chǎn)生的廢粉增多，經(jīng)多次循環(huán)回收后粉末會越來越細，形成惡性循環(huán)。[4]
例如在出現(xiàn)“回南天”現(xiàn)象時，對于粉末的儲藏的影響會更大。“回南天”是天氣返潮現(xiàn)象，一般出現(xiàn)在春季的二三月份，主要是因為冷空氣走后，暖濕氣流迅速反攻，致使氣溫回升，空氣濕度加大，一些冰冷的物體表面遇到暖濕氣流后，容易產(chǎn)生水珠?；啬咸飕F(xiàn)象在南方特別是兩廣一帶比較嚴重，這與南方靠海，空氣濕潤有關(guān)。“回南天”出現(xiàn)時，空氣濕度接近飽和，墻壁甚至地面都會“冒水”，到處是濕漉漉的景象，空氣似乎都能擰出水來。這無疑會加大粉末受潮的可能，粉末一旦受潮，其電阻率將急劇下降，從而使粉末達不到好的帶電效果，降低沉積效率。
所以，在粉末涂料制造的過程中，可以以外加的方式添加氣相二氧化硅、氧化鋁等助劑，使粉末涂料粒子之間形成隔離層，減少粉末涂料粒子碰撞和凝聚的機會，使粉末涂料不容易吸潮。儲藏粉末的倉庫必須保持空氣流通，防止倉庫積水或滴水，粉末涂料包裝箱需放在貨架或者隔離地面的木板上，堆放高度最好不要超過4層。
三、粉末流動性的影響
在夏季高溫季節(jié),一方面剛剛磨完的粉末本身的溫度已經(jīng)很高，在夏季的高溫環(huán)境下難以散熱；另一方面由于粉末涂料組成中樹脂的玻璃化溫度低，或者固化劑或其他助劑的影響，使粉末涂料玻璃化溫度較低等原因，引起粉末涂料在制造、儲存、運輸和使用過程中容易結(jié)團。粉末一旦結(jié)團，在噴涂前未經(jīng)過處理的情況下，其干粉流動性將會下降，上粉率隨之下降。
粉末涂料的貯存穩(wěn)定性主要決定于樹脂的玻璃化溫度，因此在設(shè)計粉末涂料配方時，在保證涂膜外觀的情況下，盡量選擇玻璃化溫度比較高的品種來匹配。而顏填量對粉末涂料的貯存穩(wěn)定性也有明顯的影響。在不影響涂膜各種性能的情況下，適當(dāng)提高顏料量可以改善粉末涂料的貯存穩(wěn)定性。
對于影響粉末涂料玻璃化溫度、干粉流動性和貯存穩(wěn)定性的助劑，盡量不加或少加。而在粉末涂料制造的過程中，可以以外加的方式添加氣相二氧化硅、氧化鋁等助劑，使粉末涂料粒子之間形成隔離層，減少粉末涂料粒子碰撞和凝聚的機會，使粉末涂料不容易因溫度過高而結(jié)團；同時控制好粒徑不能過細，過細的粉末更容易結(jié)團；粉末磨完之后，等容器中的粉末冷卻之后再包裝或者在車間通冷氣防止粉末溫度過高。
四、粉末中樹脂含量的影響
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，粉末涂料顏基比在不斷提高, 樹脂含量已經(jīng)降到55%左右，個別產(chǎn)品甚至在45%左右。粉末涂料中樹脂的含量對耗粉量影響很大，一方面，樹脂含量的降低直接削弱了粉體的帶電能力，這樣就會降低一次噴涂上粉率，粉耗必然會增加；另一方面，樹脂含量的降低，反過來粉末涂料的顏基比會提高，從而粉末涂料的密度會增大，單位重量的粉末所噴涂的面積將會減少；再者，樹脂含量降低，平面粉的流平會稍微變差，為了更好的表面效果，膜厚要適當(dāng)噴厚，耗粉量自然會提高。
所以，在設(shè)計粉末涂料配方時，要適當(dāng)提高粉末中的樹脂含量，這樣不僅可以提高粉體的帶電能力，還能降低粉末的密度同時提高粉末的流平性能，最終有利于降低粉末噴涂中的粉耗。
五、涂膜遮蓋力的影響
如果涂膜的遮蓋力不好，同等膜厚的基礎(chǔ)上，這種遮蓋不好的涂膜容易透底；或者說遮蓋不好的粉末涂料需要更厚的涂膜，才能達到一樣的遮蓋效果或滿足遮蓋要求。因此，遮蓋不好的涂料噴涂時的粉耗必然會比遮蓋好的要高。
要想生產(chǎn)遮蓋力強的粉末涂料，必須選擇遮蓋力強的顏料，而且顏料在配方中有足夠的質(zhì)量百分含量（或體積百分濃度）。一般有機顏料吸油量大，著色力強，但遮蓋力不好，對于平面粉顏料量多了會影響涂膜流平性，因此與遮蓋力好的無機顏料匹配使用效果更好。對于砂紋粉，顏料量對涂膜表面效果無明顯影響，而且砂紋粉的膜厚一般要比平面粉薄，所以對于砂紋粉，顏料量可以適當(dāng)比平面粉要高。
六、流平性能的影響
對于平面粉，膜厚稍薄的情況下，流平一般都會稍差，為了達到更好的流平效果，涂膜膜厚要適當(dāng)噴厚，從而盡量去掩蓋流平差的弊病，噴涂的耗粉量不可避免的要增加。
因此，提高平面粉的流平性能可以降低粉末噴涂的耗粉量。在粉末涂料配方的設(shè)計上，可以選擇流平性好的樹脂、吸油量小的顏填料以及設(shè)計有利于提高流平性的配方。當(dāng)平面粉末涂料的涂膜流平性好時，涂膜厚度可以適當(dāng)噴得薄一些，從而降低單位面積粉末涂料的使用量。
七、粉末的帶電性能
從提高粉末涂料一次上粉噴涂面積考慮，選擇帶電性能好的樹脂和顏填料品種，或者粉末中添加有利于上粉的助劑，可以提高粉末涂料的帶電性能，從而提高一次噴涂上粉率，從而降低粉末在噴涂中的粉耗。
結(jié)語
隨著國家節(jié)能減排方針的實施，以及鋁型材企業(yè)對成本控制意識的提高,如何降低粉末在鋁型材噴涂中的粉耗，是擺在鋁型材企業(yè)面前的一個重要問題之一。本文主要從粉末涂料的技術(shù)角度分析，總結(jié)出幾個可供參考的解決思路。
綜上所述，對于降低粉末噴涂中的粉耗，可參考如下思路：控制好粉末粒徑及分布；在“回南天”，粉末生產(chǎn)及儲存過程做好防潮措施并在粉末中添加防潮助劑；在夏季，選擇玻璃化溫度高的樹脂和適當(dāng)外加松散劑；適當(dāng)調(diào)整粉末中樹脂含量；提高粉末涂膜的遮蓋力，提高平面粉流平性能，提高粉末的帶電性能。在上述眾多思路中，有些思路之間存在相互制約的矛盾性，具體運用時，要考慮實際情況和具體環(huán)境進行配方設(shè)計和調(diào)整。
