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許多客戶都對粉末的運(yùn)用率要求很高，而上粉率是對運(yùn)用率最具體的表現(xiàn)。上粉率的影響因素比較多，例如樹脂份，粒度，流動性，樹脂品種等等，金屬粉與普通粉也有差異，別的再加一些查驗辦法。
這個論題可大可小，是一個集資料、配方規(guī)劃、運(yùn)用一體的系統(tǒng)工程，所以本文只是結(jié)合粉末涂料的一些特點，對一些大家比較關(guān)注的點打開部分討論。并總結(jié)了上粉率的一些檢測辦法供大家參閱。
1、粉末涂料簡介
跟著人們對環(huán)保的認(rèn)識日益進(jìn)步，國家法律法規(guī)對環(huán)保的要求也越來越嚴(yán)格，一些污染的涂裝工藝逐步受到了限制。
在這種條件下，為了最大限度下降對環(huán)境的污染，對工程機(jī)械職業(yè)所用涂料及涂裝工藝提出了更高的要求。
因為粉末涂料與傳統(tǒng)溶劑型涂料比較，更具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。近年來，跟著粉末涂料新產(chǎn)品和新技術(shù)的不斷開發(fā)，使其在許多范疇得到了開展。
2、上粉率的意義及背景
粉末涂料的上粉率，也可理解為粉末噴涂工件的覆蓋率，在確保粉末涂膜的外觀、機(jī)械功能等前提下,單位耗粉量是客戶最重要的出產(chǎn)本錢操控目標(biāo),所以粉末涂料的上粉率顯得非常重要。
打開來講，噴槍的一次上粉率更為重要，第一次噴涂到工件上的粉末數(shù)量與總出粉量（包括未噴上而被收回的粉末數(shù)量）之比，稱之為堆積效率。粉末的收回量巨細(xì)與堆積效率成反比，堆積效率越高，則粉末收回量越小。
結(jié)合粉末涂料為100%固體涂料的特點，過噴的粉末涂料能夠收回再用，一般噴涂設(shè)備由噴涂系統(tǒng)和收回系統(tǒng)組成（如圖1）。
所以上粉率在這里顯得尤為重要，抱負(fù)狀態(tài)下咱們期望噴出的涂料100%吸附在工件上，沒有任何涂料進(jìn)入收回系統(tǒng)。
因為進(jìn)入收回系統(tǒng)后的涂料在流動性，粒度，粉體物性上都有變化，特別是金屬作用粉末涂料，直接影響到是否能重復(fù)運(yùn)用的問題。
而現(xiàn)實狀況是因為噴涂系統(tǒng)、粉體特性、工件形狀等因數(shù)的影響，粉末涂料一次上粉率正常都在60%以下，有些乃至低于30%（譬如一些籃框等異型工件）。

3、影響上粉率的因數(shù)
一、粉末涂料本身的帶電性
（一）影響上粉率的因數(shù)許多，從噴涂角度考慮（如圖2），粉末涂料從噴涂系統(tǒng)出來后受到壓縮空氣推動力（藍(lán)色）、空氣阻力（黃色）、粉體重力（綠色）、靜電力（赤色）；
抱負(fù)狀態(tài)是當(dāng)粉末挨近所需噴涂的工件時，壓縮空氣推動力、空氣阻力、重力其合力為0，粉漆顆粒僅在靜電力的作用下吸附到工件外表。
由此咱們能夠推斷出慣例影響粉末上粉率的因數(shù)主要是粉末涂料粉體帶電性。依據(jù)庫倫規(guī)律，在一定時間內(nèi)，粉末涂料顆粒的帶電量有如下的公式（圖2） ①，可見經(jīng)過進(jìn)步粉末涂料的帶電功能夠顯著進(jìn)步粉末涂料的上粉功能。

 

（二）進(jìn)步粉末涂料的帶電性辦法各家都有不同的見地，咱們開始總結(jié)，能夠從4個方面著手：
(1)操控粉末涂料顆粒粒度及散布。有圖3能夠得知粉末帶電量與粉末粒徑的平方成正比。所以理論上顆粒粗，帶電量會添加，但粒度粗了，外表作用會變差。
所以咱們實踐出產(chǎn)中經(jīng)過配方規(guī)劃，以及調(diào)整設(shè)備的工藝參數(shù)，例如喂料/磨的速度將均勻粒度操控在合理規(guī)模內(nèi)，搭檔需求操控粒度散布。
過小的粒徑（10um以下）上粉率比較差，所以粒度散布越窄越好，一般操控在35um左右。過粗、過細(xì)粒徑所占比例越少越好。

(2)粉末配方規(guī)劃樹脂份的比例。配方中高分子有機(jī)物（俗稱樹脂份）的含量決議這個粉末的帶電功能，理論上樹脂份越高，粉末的帶電功能越高。
但因為市場競爭激烈，從本錢考慮盡可能的削減樹脂份，削減顏基比，添加填料含量成了必然。
筆者以為，沒有適宜的樹脂份作為基礎(chǔ)，進(jìn)步粉末上粉率很難?，F(xiàn)在也有許多客戶經(jīng)過丈量燒蝕份來檢測粉末的有機(jī)物含量來查驗粉末，客戶也懂得樹脂份的含量決議著粉末上粉率及運(yùn)用率。
(3)粉末流動性/水分等物性目標(biāo)的操控：粉末涂料在制造進(jìn)程中的水分含量及粉體流動性也密切關(guān)系到上粉率。
在設(shè)備清洗或天氣及冷凝水的影響下，粉末或多或少的會含一部分水份，會直接影響到粉末上流動性和涂膜外表，也下降上粉率，所以咱們要經(jīng)過削減水洗設(shè)備，操控進(jìn)風(fēng)口濕度，削減高濕度天氣出產(chǎn)等手法削減水份進(jìn)入粉體。
別的運(yùn)用氣相二氧化硅和氧化鋁C等流動助劑進(jìn)步粉體流動性也是進(jìn)步上粉率的有效辦法。需求注意的是流動助劑的品種及流動性的巨細(xì)需求結(jié)合粉末涂料出產(chǎn)的工藝、空氣氣溫、濕度和客戶的設(shè)備需求做相應(yīng)調(diào)整。
(4)添加帶電助劑：在粉末涂料中參加抗靜電劑或電荷調(diào)節(jié)劑可下降粉末的外表電阻使粉末更好地堆積到工件的外表上，也改進(jìn)了靜電噴涂中法拉弟效應(yīng)的發(fā)生。
就靜電涂裝而言，在接地工件和噴槍電極之間施加了一個很強(qiáng)的電壓并發(fā)生很強(qiáng)的靜電場。
因為施加的電壓足夠高使得在槍尖部分發(fā)生CORONA放電，CORONA放電是一種冷態(tài)的等離子體，它會在放電區(qū)域發(fā)生許多的電子并充斥在電極和工件之間。
這些電子會吸附在空氣的分子中發(fā)生帶負(fù)電荷的離子，這些帶電的離子會吸附在粉末粒子上并跟著噴涂進(jìn)程在工件上堆積。
事實上粉末粒子的帶電效率是非常低的，大約只有0.5%，其它大部分為自在離子，它們會跟著噴涂進(jìn)程吸附在被涂外表并發(fā)生累積直至排斥或放電停止，嚴(yán)重地影響了粉末的進(jìn)一步堆積和凹槽面上粉率。
而外表電荷調(diào)節(jié)劑則能夠平衡或改進(jìn)被涂工件外表的自在離子的累積，然后改進(jìn)噴涂作用，使厚膜涂裝也成為可能。
高分子外表的高外表電阻致使發(fā)生的靜電荷很難排泄出去，一般能夠經(jīng)過以下辦法取得。
①進(jìn)步加工環(huán)境的濕度有利于按捺靜電荷的發(fā)生和促使電荷的走漏；
②改進(jìn)聚合物的結(jié)構(gòu)，如引入極性化或離子化基團(tuán)以進(jìn)步導(dǎo)電性；
③在高分子資料中參加導(dǎo)電性資料如金屬粉，碳黑等；
④添加抗靜電劑進(jìn)步資料的極性或吸濕性。
以上幾種辦法各具特點，其間濕氣對資料的外表電阻或體積電阻影響很大，而有些辦法如添加金屬粉末或改進(jìn)高分子資料等不是在任何運(yùn)用場合下都能夠輕松取得的，有局限性，而添加抗靜電劑的辦法最簡單易行。
抗靜電劑按親水基能否被電離可分為離子型和非離子型。假如親水基電離后帶負(fù)電則為陰離子型，反之帶正電則為陽離子型。
假如帶有二個以上的親水基而電離后又別離帶有不同的電荷時則又分為兩性離子型抗靜電劑；
若不電離則稱為非離子型抗靜電劑，不論其怎么分類其作用原理基本相同，主要運(yùn)用外表活性特征吸附空氣中的水分，外表活性劑發(fā)生極化構(gòu)成極薄的導(dǎo)電層，構(gòu)成電荷走漏通道。
因而絕大多數(shù)的抗靜電作用取決于化合物結(jié)構(gòu)和環(huán)境的相對濕度。與吸濕機(jī)理比較，添加抗靜電劑所發(fā)生的潤滑作用而由此下降的沖突系數(shù)在一定程度上也按捺了靜電荷的發(fā)生。
需求說明的是抗靜電劑的添加量和高分子結(jié)構(gòu)及運(yùn)用環(huán)境相關(guān)，過多的導(dǎo)入會導(dǎo)致噴涂效率的下降乃至發(fā)生不吸附現(xiàn)象。
陰離子型抗靜電劑一般有硫酸衍生物、磷酸衍生物和高分子量的陰離子型聚丙烯酸鹽等。陽離子型則有季銨鹽類、烷基咪唑啉類等。
非離子型則有脂肪酸、醇、烷基酚的環(huán)氧加合物，胺類衍生物等，在實踐運(yùn)用中絕大部分抗靜電劑都?xì)w于陽離子型季銨鹽類和陰離子磺酸衍生物。
特別是胺類的產(chǎn)品會對環(huán)氧系統(tǒng)發(fā)生催化作用或?qū)е逻^烘烤黃變，同時過多的導(dǎo)入也會導(dǎo)致帶電性下降然后影響吸附率。
因為在噴槍和工件之間存在著非常強(qiáng)的電場，因而靜電涂裝很難對拐角或凹槽處發(fā)生非常好的涂裝作用；
而沖突帶電噴涂能夠較好地處理在類問題，因為沖突槍（tribo gun）不發(fā)生很強(qiáng)的電壓，不會在工件外表鄰近發(fā)生很強(qiáng)的電場以阻撓帶電粒子的飛入。
沖突槍噴涂主要是經(jīng)過粉末粒子在管道中沖突帶電，對不同的樹脂系統(tǒng)因為具有不同的帶電作用，所以為了取得較好的帶電率，咱們在涂料配方或樹脂中參加一定量的沖突帶電劑以進(jìn)步?jīng)_突帶電作用。
含氮化合物可顯著改進(jìn)沖突帶電性，因而有些顏料乃至 ？-HAA都是有效地沖突帶電物質(zhì)。
為了避免含氮添加劑對含有環(huán)氧系統(tǒng)發(fā)生加快性，一般用受陰胺或胺醇類物質(zhì)作沖突帶電劑，某些光穩(wěn)定劑如（HALS）如Ciba-Geigy的Tinuvin144一般也用作沖突帶電劑運(yùn)用。
有時為了加強(qiáng)沖突帶電性，在配方系統(tǒng)中還參加少數(shù)高度分散的氧化鋁粉末來添加沖突帶電作用。
二、除粉末涂料本身的特性，此外影響粉末涂料上粉率的因數(shù)還與噴槍的類型、工藝參數(shù)、工件的形狀以及噴涂辦法有關(guān)。
  
（一）*電暈式”充電：采用一個高電壓電場使周圍的空氣發(fā)生電離作用，引至帶電離子的發(fā)生。
在噴涂時，當(dāng)粉漆顆粒碰上這些處于不穩(wěn)定狀態(tài)的帶電離子時，粉漆便會接受電荷充電。
靜電噴涂的兩個現(xiàn)象：
(1)靜電屏蔽（左上），靜電場中導(dǎo)體處于靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零，因而導(dǎo)體外部的電力線只能終止（或開始）于導(dǎo)體外表并與導(dǎo)體外表筆直，不能穿入導(dǎo)體而進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部。
針對靜電噴涂而言，即是當(dāng)所需噴涂零件為一凹形零件，粉末在電力線的指引下很難進(jìn)入凹位，然后發(fā)生此部分涂層薄乃至無法上粉。這方面咱們能夠考慮經(jīng)過沖突槍來處理。
(2)反向電離（右上），是由儲存在工件外表的粉末層所發(fā)生的靜電場而發(fā)生的，當(dāng)粉末涂層厚度添加時，其所發(fā)生的電場也隨之增強(qiáng)。
當(dāng)?shù)竭_(dá)足以電離周圍空氣時，就會好像高壓導(dǎo)電針相同放電。帶正電的離子就會向帶負(fù)電的離子射來的方向運(yùn)行。因而中和一部分粉末離子，限制粉末進(jìn)一步噴上工件。
（二）噴槍的靜電操控，可按工件的不同形狀來設(shè)置。一般平板零件，80kV，100uA；有凹槽的復(fù)雜零件，80kV，22uA；重涂，40kV，100uA。
特別需求關(guān)注的是，國產(chǎn)噴槍當(dāng)設(shè)定較低電壓，需求進(jìn)步電流時，會出現(xiàn)無法將噴槍電流保持在15uA以上，導(dǎo)致噴槍無法正常帶電。一般情況下靜電電流在15uA以上，均能到達(dá)充電。
（三）噴涂氣流的操控：由以上論說能夠以為，出份量的多少能夠由噴涂的需求來調(diào)整，多數(shù)情況下，噴槍出粉量宜100-200g/min。輔佐氣以不發(fā)生吐粉為宜，一般在4.0Nm2/hr。
需求指出的是加到噴槍導(dǎo)電針部分的三次氣，其作用是整理導(dǎo)電針，使之不會因為靜電原因發(fā)生粉末在槍尖部位積粉，特別是噴涂細(xì)銀作用的金屬粉。
并且因為是直接加到槍尖部位，以0，2為適宜，太大會導(dǎo)致已噴涂在工件上的粉末會再次吹落。
（四）其他影響因數(shù)：噴槍的距離也直接影響上粉率，噴槍距離工件越近，粉末上粉率越好，但跟著槍距近，反向電離和擊穿現(xiàn)象加重。
工件的接地也影響到上粉功能，杰出的接地有利于粉末顆粒的吸附。此外影響因數(shù)還有工件形狀，工件掛件密度，噴槍的位置設(shè)置等等。
4、上粉率查驗辦法
一、粉體粒度檢測：
測驗設(shè)備：干法&濕法粉體粒度儀。
測驗辦法：按設(shè)備操作規(guī)程。
越來越多的粉廠認(rèn)識到粒度操控的重要性，粉體的粒度檢測直接關(guān)系到粉末運(yùn)用進(jìn)程中的上粉功能，涂膜外表功能。
所以批次粒度操控尤為重要，經(jīng)過在線粒度檢測，實時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，然后穩(wěn)定粉體粒度，穩(wěn)定客戶運(yùn)用工藝。所以一般粉末的均勻粒徑操控在 35 ～ 45 μm 為宜 。
二、粉體流動性檢測：
測驗設(shè)備：粉體流動測驗儀。
測驗辦法：按設(shè)備操作規(guī)程。與粒度檢測類似，粉體流動性的檢測許多粉廠重視缺乏。粉體流動性的定量檢測，有利于批次穩(wěn)定性操控，削減粉體流動性波動。
擬定出適合的操控規(guī)模，慣例的檢測儀器規(guī)模在120以上。考慮粒度、氣溫及濕度影響，不少加，更不能多加流動助劑。
三、燒蝕份檢測：
測驗設(shè)備：馬弗爐。此辦法多用于涂裝客戶用來查驗粉末的樹脂份。
測驗辦法：稱取一定量的粉末涂料，置于馬弗爐內(nèi)500度以上高溫?zé)g，待有機(jī)物揮發(fā)徹底后，稱量剩余物。
經(jīng)過剩余物的分量判別樹脂份含量，然后判別上粉功能的優(yōu)劣?？紤]到流平劑等功能助劑也會揮發(fā)掉，所以慣例的燒蝕殘留量在30%左右。
四、死角上粉率測驗

實驗器件：實驗室高壓靜電噴槍；鋁板；夾子；電子天平；實驗粉末涂料；
實驗辦法：運(yùn)用一個專門規(guī)劃的鋁板，進(jìn)行死角上粉率的測驗實驗，鋁板中心凹槽深3cm，寬3cm，如上圖所示。
噴涂前用夾子將三條鋁片（寬3cm，長和鋁板相同），別離固定在相應(yīng)部位，兩條坐落槽外，一條坐落槽后內(nèi)壁上，然后在固定風(fēng)量，電壓下依據(jù)實驗噴涂定量粉末。三條鋁片在噴涂前和噴涂后別離稱重，以測定粉末堆積量。
經(jīng)過槽內(nèi)后壁粉末堆積量M(internal)與槽外兩條鋁片上粉末量均勻值M(outer)進(jìn)行比較，就能測出死角上粉率R=1表明死角上粉率好，R=0時表明靜電屏蔽效應(yīng)最大，死角上粉率簡直為0。
五、彎板敲擊：     
因為金屬顏料，特別是鋁粉、銅粉導(dǎo)體的特性，在高壓靜電下帶電性差，使得產(chǎn)品粉末涂料的帶電性下降。在客戶運(yùn)用時會形成上粉差、鏈條顫動掉粉等現(xiàn)象。
為了處理上述問題，在出廠前需求進(jìn)行屢次從檢測，其間一項就是對彎板進(jìn)行敲擊。
靜電噴涂后的樣板在敲擊后需求對彎板進(jìn)行烘烤，在敲擊進(jìn)程中怎么確保每次敲擊的力度相同的問題和敲擊后對彎板移動影響檢測作用的問題需求處理。比較粉末的掉落的面積。得出粉末帶電性的等級。
六、粉體電阻率：
 實驗器械：壓片機(jī)+電阻測驗儀
實驗辦法：稱取一定量的粉末，用壓片機(jī)壓成粉餅。用電化學(xué)站電阻測驗儀稱量電阻R，再換算成粉體電阻率。優(yōu)異上粉率粉體的電阻率應(yīng)該操控在< 1 MΩ·cm。
此外還有許多一下檢測辦法，例如看落地粉的分量、噴涂板厚涂膜的分量等等，筆者覺得辦法只要有重復(fù)性，可操作性或可對比性，沒有好壞之分，只要在客戶運(yùn)用前經(jīng)過檢測模仿出上粉率即可。
5、總結(jié)
綜上所述，粉末涂料的上粉率與粉體本身的功能密切相關(guān)，也受到運(yùn)用環(huán)境、工藝、工件設(shè)備等影響。
雖然復(fù)雜，但咱們作為粉末技術(shù)人，在從事著關(guān)乎綠色環(huán)境的環(huán)保職業(yè)，更有責(zé)任進(jìn)步粉末涂料職業(yè)的拓展，粉末的上粉功能關(guān)系到客戶的運(yùn)用感觸和施工及運(yùn)用本錢，相信在未來的涂料開展中，更多的職業(yè)和客戶認(rèn)識到漆改粉的優(yōu)勢，然后迎來粉末職業(yè)的新高峰。