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干货 | 不同松散剂对于粉末涂料性能的影响的探讨

企业 2024-11-16 17:00 福建

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粉末涂料在生产和使用过程中，经常会遇到由于粉末涂料的粉体流动性和储存稳定性差而导致粉末涂装时流化不好，容易产生吐粉或更甚者粉末涂料产生结块现象等一系列问题而影响涂装产品质量。

一般随着气温的升高，特别是炎热的夏季此类问题发生的频率明显增多。通常粉末涂料结块产生后需要把粉末涂料产品重新过筛，或者把粉末涂料产品储存温度降低以改善结块现象。

但这些措施无疑会大大的增加了成本、造成资源的浪费。从提倡环保节能出发，提高粉末涂料的储存稳定性也成为如今迫在眉睫的事。通常为了改善粉末涂料的储存稳定性主要从如下几个方面考虑。

(A)从粉末涂料配方考虑：热固性粉末涂料主要组成部分（成膜物质）为树脂和固化剂，而这两者对粉末涂料的储存稳定性起着很重要的作用。按一般常识树脂的玻璃化温度越高，粉末涂料的储存稳定性越好。

设计配方时尽量选用玻璃化温度较高的树脂、少用或者不用影响粉末涂料玻璃化温度的助剂，比如蜡型的消光剂、促进剂等。

在实际生产中往往是固化剂保持不变，选择玻璃化温度较高的树脂。但是树脂的玻璃化温度过高，会影响涂膜的外观和其它性能，因而通过树脂来调节粉末涂料的储存稳定性的范围受到限制。

另外在不影响涂膜各项性能的情况下，适当提高配方中颜料和填料的质量百分比，也可以改善粉末涂料的储存稳定性。

(B）从粉末制造工艺考虑：粉末涂料的粒度分布是决定粉体流动性和储存稳定性的重要因素。

目前我国多数粉末涂料粒度分布的D50在30、38微米之间。一般粉末涂料粒径10微米以下的超细粉末含量低，粒度分布比较窄的有利于粉末涂料的流动性和储存稳定性。

另外，粉末涂料生产环境的温度和湿度符合要求，保证粉末涂料产品出来后，可以直接包装，送到用户使用时不结团（根据具体产品决定，一般产品在35℃以下包装）。

还有，生产的产品在运输中注意防晒，用户储存的条件必须符合生产厂提出的标准要求。

(C)在粉末涂料中添加松散剂：松散剂是粉末涂料中最常用的助剂，不可缺少的组成部分。

粉末涂料配方确定之后，通过添加松散剂还可以改善粉末涂料的粉体流动性和储存稳定性。

其主要原理是，松散剂多数原始状态颗粒是纳米级或准纳米级的，比表面积特别大，又是多孔性的可以降低粉末涂料粒子之间的凝聚力或起到粉末涂料粒子之间的隔离作用。

而且松散剂的多孔性比粉末容易吸附空气中水分的作用，防止粉末涂料吸附湿气保持粉末涂料处于干燥的状态。市售的松散剂种类繁多价格和性能差异较大，所以在选择时难免遇到不知所措的局面。

本文针对国内不同松散剂对粉末涂料的流动指数R为重点，松散剂对粉末储存稳定性和涂膜外观等的影响进行研究，同时测试了不同的松散剂加量对粉末涂料上粉率的影响。从而找到较佳的途径来改善粉末涂料的流动性和储存稳定性。

1 试验部分

1.1 试验用原料

试验粉末涂料采用山东千江粉末科技有限公司生产的户外粉末涂料产品，松散助剂采用不同厂家提供的产品。

1.2 试验方法

1）不同种类的松散剂对粉末涂料流动指数R的影响

选择常用户外粉末涂料产品，按照0.05％、0.1％、0.2％、0.4％的添加量分别加入不同品种的松散剂产品，混合均匀后过筛网后测定粉末涂料的流动指数R。

2）不同松散剂添加量对不同粉末涂料品种流动指数R的影响

选择7种常用户外粉末涂料产品，分别按照0％、0，2％、0.4％的添加量加入松散助剂，底粉与松散剂混合均匀后过筛网后测定粉末涂料的流动指数R。

3）不同松散剂品种对粉末涂料静电喷涂上粉率的影响

测试方法：选用测试板材规格：18Cm*25Cm，采用同一块板材进行反复喷涂，喷涂完毕后直接称取板材和吸附粉的质量，减去空白板材的质量得到每次喷涂板材吸附粉的质量。

每次喷涂用粉量13g，一个样品测5次，最大值和最小值作为剔除数据，其他三组数据取平均值为样粉的上粉质量。

上粉率的计算公式如下：

4）不同松散剂品种对不同涂料品种外观的影响

选择常用户外粉末涂料产品中按相同用量添加不同的松散剂产品，混合均匀后过筛网，过完筛的样粉用相同的工艺喷涂5块不同膜厚的样板，充分固化后测量涂膜的膜厚和光泽。

观察涂膜表面流平和沙粒并与未加松散剂的底粉样板进行对比。

5）不同松散剂在不同添加工艺时对涂膜外观的影响

选择在常用户外粉末涂料产品中同一个松散剂按照相同添加量，选择不同的添加方式添加到粉末涂料中，对比不同添加方式出来的样粉喷涂样板后涂膜外观。

6）不同松散剂对粉末储存后对粉末流动指数R稳定性的影响

选择相同的户外粉末涂料按照相同的添加方式添加不同的松散剂制备样粉后，测定粉末涂料的流动指数R,并且每隔一段时间测试一次流动指数并记录。

7）松散剂对不同粉末涂料品种的影响

选择在不同类型（砂纹、平光、哑光、亮光）的户外粉末涂料，按照相同的添加方式添加同一种松散剂制备样粉喷涂样板。对比松散剂添加前后样粉喷涂样板后的涂膜外观。

2 试验结果与讨论

2.1 不同松散剂品种和用量对粉末流动指数R的影响

采用试验方法1），对4种松散剂品种，不同添加量进行测试，测试的粉末流动指数R结果如下表1。

从表1的试验结果表明：

①在粉末涂料体系中加入一定量的松散剂对粉末涂料的流动指数R的改善明显，随着松散剂加量的增加粉末流动指数R显著提高。

②不同松散剂之间的粉末流动指数R值的改善效果差别较大，松散剂D添加0.4％时粉末流动指数R达到177效果最佳，松散剂A只有125效果最差。

③松散剂B、松散剂C和松散剂D只添加0.2％就可以满足一般粉末涂料的要求。松散剂的效果好坏顺序如下：松散剂D>松散剂C>松散剂B>松散剂A。

2.2 松散剂的添加量对不同粉末涂料品种流动指数R的影响

采用试验方法2），选用松散剂D和7种粉末涂料（包含砂纹、平光、低光、高光等）进行测试，试验结果如下表2。

从表2的试验结果表明：

①对于不同粉末涂料品种，添加松散剂以后粉末涂料的流动指数R值都有明显的提高，随着松散剂用量的提高粉末流动指数R都有相应的提高。

②同一种松散剂，对不同粉末涂料品种的粉末流动指数R的影响不同，影响差别较大，例如添加0.4％时，高的173，低的133，对于不同产品应该添加不同用量的松散剂，才能满足粉末流动性的要求。

2.3 不同松散剂品种对上粉率的影响

选择4种松散剂，采用试验方法3），5种不同用量，对粉末涂料样粉8#进行测试，不同松散剂对粉末静电喷涂上粉率的试验结果如下表3。

①松散剂A：在添加量旧％范围内随着松散但当添加量大于0.1％时，上粉率随着松散剂的增加而下降。

②松散剂B：在添加量0.05％范围内随着松散剂的增加，上粉率随着增加。但当添加量大于0.05％时，上粉率随着松散剂的增加而下降。

③松散剂C：在添加量0.1％范围内随着松散剂的增加，上粉率随着增加。但当添加量大于0.1％时，上粉率随着松散剂的增加而稍微下降。

④松散剂D：在添加量0.1％范围内随着松散剂的增加，上粉率随着增加。但当添加量大于0.1％时，上粉率随着松散剂的增加而稍微下降。

以上实验表明：在粉末涂料中添加少量的松散剂有助于提高粉末涂料的上粉率，但是当添加量超过一定量时有些品种的上粉率下降的趋势。

说明不同品种的松散剂对上粉率的影响不一样。松散剂C、D在添加量较大时对上粉率的负面影响较小。

2.4 不同松散剂品种对不同涂料品种涂膜外观的影响

采用试验的方法4），对4种松散剂和样粉9#（核实粉末编号）搭配进行实验，不同松散剂对涂膜外观的影响的试验结果如下表4。

从表4的试验表明：不同的松散剂加入粉末涂料中，对粉末涂料的外观影响相差很大，松散剂C和松散剂D的效果很好，松散剂A和松散剂B的效果差。

这是因为松散剂之间的质量差别很大，有些松散剂的分散性不好，加入粉末涂料中后因为松散剂的团聚而导致涂膜出现沙粒现象。而质量较好的松散剂加入粉末涂料后对涂膜表面影响很小，甚至几乎没有影响。

2.5 不同松散剂在不同添加工艺时对涂膜外观的影响

采用试验5）的方法，不同添加方式对涂膜外观的影响试验结果如下表5。

从表5的试验结果表明：松散剂加入到粉末涂料后对涂膜外观的影响不止和粉末涂料的种类有关，而且还和加入的方式有很大的关系。

按方式一添加方式加入松散剂后涂膜与对照组（未加松散剂）相比无明显区别。而按方式二添加方式加入松散剂则涂膜表面出现流平变差、沙粒现象。因此选择合适的松散剂添加方式对粉末涂料的外观有着很重要的影响。

2.6 不同松散剂对粉末储存后流动指数R的影响

采用试验方法6），对4种不同松散剂，粉末涂料中的添加量为0.2％，储存不同时间后，测试粉末流动指数R，试验结果如下如下表6。

从表6的试验结果表明：

①不添加松散剂的底粉短时间内流动指数能达到标准要求，但是存放时间稍长时，粉末涂料流动指数R下降很明显只能达到105说明该样粉存储稳定性较差。

②松散剂A短时间内对粉末涂料的流动指数R改善不明显，但对粉末涂料的存储稳定性改善较大，粉末涂料存放时间较长时，粉末涂料流动指数R下降不明显。

③松散剂C、D对粉末涂料的流动指数R改善明显，而且随着粉末涂料存放时间加长粉末涂料流动指数R变化不大，说明这两种松散剂改善粉末涂料指数R的效果较佳。

实验结果表明：在粉末涂料中添加松散剂对粉末涂料的流动指数R的改善很明显，但是不同的松散剂对粉末涂料的流动指数R的改善效果差别很大。

2.7 松散剂对不同粉末涂料品种的影响

采用试验方法7），对不同品种的粉末涂料中的添加松散剂A添加量为0.2％。制备样粉喷涂样板后实验记录如表7。

从表7的试验结果表明：

①松散剂对于不同品种的粉末涂料流动指数R有不同的影响，增加松散剂用量时，粉末流动指数R有明显提高，根据涂料品种调整合适的用量。

②松散剂对于涂膜外观和光泽没有明显的不良影响。

3 结语

从上述的不同松散剂、不同添加量，对不同粉末涂料和不同添加方式的试验结果说明：为了改善粉末涂料流动性，松散剂是配方中必须添加的组成部分；

不同松散剂和不同添加量对粉末涂料的流动性和上粉率的影响效果差别较大，所以必须根据粉末涂料品种选择合适的松散剂品种和添加量；

松散剂的添加工艺（方式）对涂膜外观的影响很大，根据松散剂品种选择合适的添加工艺（方式）。

文章来源：粉末登场；龙海波，杨军，华江南山东千江粉末科技有限公司

图片来源：网络

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