静电喷涂粉末涂料行业用粒度仪的选用及常见问题

静电喷涂粉末涂料行业用粒度仪的选用及常见问题

黄峻峰 王永利

(珠海欧美克科技有限公司)

　　本文浅析了静电喷涂粉末涂料行业对激光粒度分析仪的需求及应用问题。通过本文使读者更加了解粒度测试知识、提高测试水平，是笔者编写本文的目的。粉末涂料行业是对粒度要求比较严格的行业之一，粒度仪在粉末涂料行业中的使用越来越普遍，但部分厂家及使用者在粒度仪的选择和使用的知识方面仍有欠缺;因此，本文分别介绍了粉末涂料粒度测试的必要性、激光粒度仪的优点、如何选择仪器、常见使用问题，文章内容偏重实际应用介绍，附带少量的理论论述。

　　一、静电喷涂粉末涂料行业为何需要粒度测试

　　涂料颗粒的粒度分布对静电喷涂粉末涂料性能的具体影响：

　　1、 外观、流平性

　　一般来说，粉末粒径越小，涂料固化时流平性就越好，涂膜的外观也越平整、光滑，但是粉末的带电性与粒径的平方成正比，粉末太细带电性降低，涂装施工效率就会下降，超细粉(粒径<10μm)基本上不带电。

　　2、 上粉率

　　上粉率与粉末涂料本身的带电性能有重要关系。提高涂料颗粒的带电量，上粉率将提高。颗粒的带电量和颗粒粒径的平方成正比。增大颗粒粒径，涂料颗粒带电量增加，上粉率提高。但颗粒的粒径也不能太大，粒径太大，涂料颗粒的重力作用超过空气动力和静电力，反而使上粉率降低。

　　3、 回收率

　　粉末涂料在生产和使用过程中都存在回收粉末的问题，通常，粉末粒径<10μm的超细粉回收率低，当粉末粒径>10μm时粉末涂料回收率迅速上升，并且粉末的回收率随着粒径的增大而增加。

　　基于以上几点理由，可以这样说，粉末涂料颗粒的粒度分布很大程度上影响了粉末涂料的使用性能和使用效率。因此，需要有粒度检测设备监控产品质量及协助新产品新技术研发。图一是某涂料的粒度测试结果，供大家参考。

　　二、静电喷涂粉末涂料行业普遍使用激光粒度仪的理由：

　　1、 激光粒度仪具有多项优点，已成为当前最流行的粒度测试仪器之一，具有以下多个方面的优点：

　　动态范围大，它是指仪器能同时测量的最大粒径与最小粒径的比值大。动态范围越大，使用越方便，测试宽分布样品的能力越强。

　　测量速度快，一个样品的测试全过程一般只需两、三分钟。

　　重复性好，由于样品取样量相对于其他仪器要多得多，对同一次取样又进行超过100次的光电采样，因而测量的重复精度高，平均粒径的典型精度可达3%以内。

　　操作方便，对环境要求低。相对于现有的各种颗粒仪器而言，它具有不受环境温 度影响，对操作人员要求低等优势。

　　2、 粉末涂料颗粒的粒度分布范围及颗粒特点属于激光粒度仪的优势领域。而且由于激光粒度仪适用面广，还可以为生产企业检测涂料生产原料粉体(例如钛白粉、碳酸钙等)。

　　3、 随着激光粒度仪普及和国产激光粒度仪的发展进步，仪器的价格也不再动辄几十万元，十万元以内就可以买到性价比很高的产品。

　　三、静电喷涂粉末涂料行业如何选择粒度仪器供应商

　　用户选购粒度仪器时，很关心性价比，企业和研究机构如何选择性价比较高的粒度仪产品，建议大家考虑以下指标：

　　1、 重复性。指仪器对同一样品进行多次测量所得结果的重复误差水平，误差越小，则重复性越好。现行的激光粒度仪国际标准建议，用D50、D10、D90的重复性来衡量整体重复性。

　　2、 真实性。测试结果用其他测试方法验证或与同类型仪器比较，差别应在合理范围内。

　　3、 易操作性。仪器是否便于操作和保养，这决定了仪器的使用成本及效能。

　　4、 量程。量程越宽，使用范围越广，但是量程宽也会导致仪器价格贵。根据需要选择合适量程的仪器才是理性的。一般量程在0.2μm-500μm范围的就够了。

　　5、 行业影响力。企业都希望自己的测试结果能得到同行和客户普遍认可，这首先要考虑选择的仪器供应商在本行业中是否已经有丰富的测试经验及大量的客户群。

　　6、 售后服务。及时、有效的服务是保证客户仪器正常使用的重要措施。

　　根据上述的具体指标，我们总结出选择粒度仪供应商的大致原则：同行普遍使用，市场占有率高;供应商地处经济、交通发达地区提供售后服务便利;供应商对静电喷涂粉末涂料行业了解较深，重视行业技术需求，仪器技术参数范围符合需求。只要按照以上几点原则处理，就能够找到最适合自己的激光粒度仪。

　　四、激光粒度分析仪在静电喷涂粉末涂料行业应用过程中的常见问题

　　1、 认识激光粒度分析仪的测试报告

　　常规测试报告的内容有测试参数、特征粒径、分布曲线、分布表格等。静电喷涂粉末涂料行业比较关注的是特征粒径(D50)、10μm以下颗粒含量和70μm以上颗粒含量等数据。这些数据在粒度测试报告中都会有明确显示。如有不是很清楚的地方可以致电仪器供应商的售后服务咨询。一般来说还可根据行业自身特点提出定制特别关注参数，有实力的厂商应该是能够满足用户的一些数据需求的。图二是某涂料粒度分布数据表。大家可以看出里面清楚显示了粉体的10μm以下颗粒含量和70μm以上颗粒含量。

　　2、 干、湿法测试结果的差异分析

　　目前，部分客户(尤其是外商或外资企业)习惯使用干法激光粒度分析仪，大部分国内客户目前使用欧美克的湿法激光粒度分析仪。由于进样方式不同，干法测试结果一般大于湿法结果，由此产生了一些疑问。其实两个结果之间不存在谁更准的问题，因为涂料粒度分布没有绝对真值，测试结果的细微差别是允许存在的。如有强烈需求，也可以通过校正方法使两种仪器测试结果更接近一点。干、湿法测试结果的差异不会成为激光粒度仪应用过程中的障碍。

　　3、 如何对仪器状态进行客观评价

　　仪器的状态不良会严重影响测试结果可靠性。激光粒度仪的仪器状态主要包括光路校准情况、激光光能稳定性、光学器件是否清洁、进样器工作是否稳定。一般来说激光粒度仪软件都会有背景光能显示窗口，前三个项目问题都可以通过此窗口得到答案。不同厂家的仪器判断方法会有细微的区别，在此以较普及的LS—POP系列仪器为例介绍一下。仪器光路是否校准是以“0环”和“1环”光能信号的高低判断的，一般要求“0环”调节到光能刻度60左右(至少能达到40以上)，“1环”要在20以下(这里的“某环”其实代表的就是一个个顺序排列的光电探测器)。光能稳定性通过观察“0环”稳定性判断。“0环”在一分钟的周期内波动幅度不应该超过5%。光学器件是否清洁主要通过观察15—25环的高度判断，一般要求这些环的高度不超过5。进样器是否稳定，一是听水泵运转声音是否平稳，二是观察测试窗口镜头内是否有气泡，这两项正常进样器就基本没问题。

　　4、 湿法激光粒度仪测试静电喷涂粉末涂料的分散方法及检测技巧

　　静电喷涂粉末涂料亲水性不佳，在水中有漂浮现象。分散过程中，通常加入少量十二烷基苯磺酸钠或者洗洁精的水溶液(浓度1—2%)作为分散剂，这样就可以保证涂料颗粒充分浸润到水中。为保证团聚颗粒被分散开，还需要将涂料颗粒悬浮液放在超声波中振荡分散1—2分钟。往进样器中添加样品时注意手法，既要保证取样均匀又要保证不将气泡带进进样器导致影响测试结果。关于仪器参数测设置，折射率选择2.6，分析模式选择Rosin-Ram模式(单峰分布模式)即可。样品添加量保证遮光比在10%左右，遮光比太小或者太小都会影响测试结果真实性。粉末涂料颗粒在进样系统中也不宜循环太长时间。因为时间过长会有部分颗粒重新粘结团聚，导致测试结果不正确。仪器不是万能的，它只是我们手中的工具。只有注意了前面所说的要点，对样品进行了充分的分散，使用正确的测试手法和测试参数，才能得出可靠的测试结果。

　　以上就是本人对静电喷涂粉末涂料行业如何挑选合适本行业的激光粒度仪以及如何正确使用好仪器的一些认识。这些认识都是建立在对以往工作经验的总结基础上的，不足之处还请大家补充指正。