材料、能源、信息作為現(xiàn)代人類文明的三大支柱，推動(dòng)著社會(huì)高速發(fā)展。近幾十年來，新技術(shù)、新材料層出不窮，使得各行業(yè)發(fā)生了許多革命性的變化，粉末涂料作為最近幾十年才發(fā)展起來的新型涂裝材料，以其優(yōu)異的性能和環(huán)保性,引發(fā)了涂裝行業(yè)的一次革命，自粉末涂料誕生到現(xiàn)在一直處于高速發(fā)展階段。粉末涂料理論是建立在高分子物理、高分子化學(xué)、靜電理論等基礎(chǔ)上的新學(xué)科，在很多方面還不成熟，現(xiàn)有的理論對(duì)有些現(xiàn)象還不能充分解釋，有些概念還處在不斷更新和發(fā)展階段，有的問題還只限于定性討論。而在生產(chǎn)和使用領(lǐng)域人們雖然積累了很多經(jīng)驗(yàn)和技巧，噴涂工藝日趨成熟，但很多方面還存在誤區(qū)，如何合理選擇粉末、正確使用粉末已成為涂裝行業(yè)的重要課題，本文質(zhì)在提出一些存在爭議或多數(shù)人感到模糊的論題，并愿與業(yè)界人士共同探討。
1．粉末涂料的帶電機(jī)理
靜電理論是粉末涂料噴涂的基本理論，按靜電產(chǎn)生方式分為電暈槍和摩擦槍。電暈帶電是電暈噴槍噴涂的理論基礎(chǔ)，其原理是:利用電極電離空氣，然后使附近通過的粉末粒子帶電，具體方法是在噴槍的槍管末端設(shè)置電極，并加以高壓，電極的作用在于使位于槍頭附近的空氣分子電離成帶電離子云，粉末涂料在供粉器內(nèi)經(jīng)流化與空氣形成混合氣粉，通過軟管送往噴槍均勻噴出，粉體在經(jīng)過噴槍頭離子云時(shí)變會(huì)吸取負(fù)離子，因而帶負(fù)電，噴槍與工件之間形成電場(chǎng)和電力線，在庫侖力的作用下，帶有負(fù)電的粉體粒子會(huì)被基材（已接地）上的正電所吸引，在壓縮空氣推力和庫侖力作用下，飛向工件，而使粉末粒子附著在基材表面上。
還有一部分學(xué)者認(rèn)為，粉末在噴槍頭部并沒有帶電，而是被極化，變成偶極子，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)并到達(dá)工件表面，偶極子在表面首位相接，致密地吸附在工件上，這種說法的根據(jù)是:把噴槍噴出的粉末收集在絕緣的容器內(nèi)，檢測(cè)其帶電程度，發(fā)現(xiàn)粉末并不帶電荷。這種理論對(duì)工件接地不能很好地解釋。
雖然靜電噴涂理論還有很多爭議，但是靜電噴涂畢竟已經(jīng)在粉末涂裝行業(yè)應(yīng)用了幾十年，并且是目前使用最廣的噴涂方法，隨著人們認(rèn)識(shí)的不斷提高，靜電理論的不斷完善，很多現(xiàn)象可以得到完美的解釋。
2．內(nèi)在質(zhì)量與外觀
涂料涂裝的主要目的有兩個(gè):裝飾和保護(hù)，裝飾是外在質(zhì)量，保護(hù)是內(nèi)在質(zhì)量,內(nèi)在質(zhì)量決定外在質(zhì)量，如果涂層的保護(hù)功能都失去了，也就談不上裝飾了。同時(shí)，對(duì)不同的工件側(cè)重不一樣，如:管道防腐粉末涂料主要強(qiáng)調(diào)防腐性，對(duì)流平、顏色、光澤要求不嚴(yán)格，而家電、家具等用品則較側(cè)重于裝飾性，力求有一個(gè)比較漂亮的外觀。而對(duì)大部分噴涂的工件，對(duì)裝飾和保護(hù)都同等重要，因?yàn)榉勰┩苛系母鞣N指標(biāo)之間有著密切關(guān)聯(lián)，如硬度與韌性、附著力與抗沖擊性、流平與邊角覆蓋、施工性與涂裝效果等，如果過分強(qiáng)調(diào)某一指針，而忽視總體性能指標(biāo)，則會(huì)造成顧此失彼，得不償失。
1）流平與邊角覆蓋
國內(nèi)很多生產(chǎn)和使用粉末涂料的廠家往往只注重流平，而忽視邊角覆蓋，但是據(jù)筆者觀察，粉末涂層一般的損壞都是從涂裝較薄的邊角處損壞并開始破壞的,如:冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)器等家電產(chǎn)品和燈桿、護(hù)攔等公用設(shè)施，而這種損壞的危險(xiǎn)性和對(duì)裝飾效果的破壞最為嚴(yán)重。一般來說，邊角部位噴涂時(shí)雖然能夠很好的上粉，但在烘烤過程中隨著粉末的熔化，在表面張力的作用下，在邊角處產(chǎn)生回縮，致使這個(gè)鋒利的邊角部位厚度非常薄。水汽很容易從最薄弱邊角滲透進(jìn)去，然后沿著涂膜與基材之間長驅(qū)直入，在化學(xué)和電化學(xué)作用下使基材逐漸銹蝕，形成帶有結(jié)晶水的鐵氧化物，體積膨脹，使涂膜剝離，同時(shí)繼續(xù)往基材深處腐蝕，造成基材斷裂。如果用于高層建筑，將來銹蝕到一定程度，則可能發(fā)生斷裂和墜落，危害人身安全。
曾經(jīng)觀察戶外粉末涂裝的器具，如:空調(diào)器、鋼窗、交通護(hù)攔等，發(fā)現(xiàn)由于觀察者距離較遠(yuǎn)，涂膜的桔皮、顆粒等基本察覺不到，而由于邊角覆蓋不好而造成的黃銹則會(huì)在表面形成明顯的銹跡流痕，非常顯眼而且不美觀，一般情況下，整個(gè)體系粘度越小，流平越好，邊角覆蓋越差。我們可以觀察國外的粉末涂料一般流平并不見得很好，但是邊角覆蓋往往非常好，有些人認(rèn)為外國人喜歡大桔皮表面，其實(shí)這是他們根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的犧牲外在質(zhì)量提高內(nèi)在質(zhì)量的一種做法。
而在其它一些領(lǐng)域，工件沒有大的平面，邊角較多，如:道路護(hù)網(wǎng)、自行車筐、雞籠鳥籠等制品則須要用熱塑性PE粉末涂料涂覆，這種材料具有非常高的分子量，熔融流動(dòng)性差，所以不會(huì)產(chǎn)生邊角回縮現(xiàn)象，雖然這種材料熱固性粉末涂料附著力比較差，但是由于涂覆后，涂膜是包裹在絲狀的工件上，不存在剝離現(xiàn)象，可以得以良好的保護(hù)。
2)施工性與涂裝效果
粉末涂料涂裝后的效果很重要，但如果施工性能不好，其涂裝后的效果也難以保證，施工性也就是粉末涂料是否好使，包括:上粉率、流化性能、帶電均勻性，儲(chǔ)存穩(wěn)定性、對(duì)烘烤溫度和時(shí)間的敏感程度等，這也是粉末涂料內(nèi)在質(zhì)量的一個(gè)體現(xiàn)，在粉末涂料競(jìng)爭非常激烈的今天，提高施工性能也是質(zhì)量競(jìng)爭的一個(gè)方面，片面強(qiáng)調(diào)涂裝效果而忽視施工性能是不可取的。
3）粉末涂料毒性與MSDS表
有關(guān)專家指出，中國已加入WT o，國內(nèi)化工企業(yè)要融入全球經(jīng)濟(jì)，參與國際競(jìng)爭，必須熟悉、掌握與國際接軌的法律化、規(guī)范化的化學(xué)品安全說明書(Material Safety Dara Sheet即MSDs )、化學(xué)品安全注意事項(xiàng)商標(biāo)警語(Warning Label）。MSDS和 Warning Label涉及有關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)（包括書寫內(nèi)容、格式等）條文，是一門規(guī)范、系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)，集法規(guī)、技術(shù)知識(shí)（化學(xué)、生物、環(huán)境、毒理、危險(xiǎn)化學(xué)評(píng)估、審核、職業(yè)健康等）為一體的重要規(guī)范程序。國內(nèi)粉末涂料行業(yè)很少編制安全說明書，有出口需要的，由于不了國外相關(guān)的法律和技術(shù)規(guī)范，或缺乏有關(guān)的化學(xué)品毒性信息，在編制MSD S或WarningLabel時(shí)，往往可能提供謬誤的信息。這樣，如出口到北美市場(chǎng)，由于不符合所在國的法律、規(guī)范要求，往往延誤商機(jī)．甚至可能遭到法律的訴訟，從而造成無法彌補(bǔ)的損失。搞好MSDS和Warning Label，將有利于國內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)入國外市場(chǎng)。粉末涂料不僅出口需附有MSDS，在國內(nèi)銷售同樣也應(yīng)附有。據(jù)了解，中國境內(nèi)眾多外資企業(yè)也在國內(nèi)購買粉末涂料，但由于國內(nèi)產(chǎn)品沒有MSDS而不予采購，只得舍近求遠(yuǎn)從境外進(jìn)口。
毒性大小是粉末涂料的一個(gè)內(nèi)在指標(biāo)，粉末涂料的選材遵循低毒的原則，但是有些多年習(xí)慣使用的材料，如:TGIC、鉛鉻黃等，它們有刺激性或含重金屬，對(duì)人體可能造成傷害或潛在危險(xiǎn)。發(fā)達(dá)國家比較規(guī)范，利用法律來限制有毒有害物質(zhì)的使用，例如對(duì)于涂料中重金屬鉛的含量，北美、歐洲、澳大利亞、新西蘭、日本、韓國已經(jīng)有立法限制，我國、俄羅斯等國家正趨向立法限制，對(duì)含鉛沒有立法限制的只有非洲大部分和南亞小部分地區(qū)。高標(biāo)準(zhǔn)的MSDS和Warning Label編制與應(yīng)用，無疑可顯示出企業(yè)先進(jìn)的經(jīng)營理念、高水準(zhǔn)的生產(chǎn)和管理水平，從而有助于提升企業(yè)在國際市場(chǎng)上的品牌形象。
3．納米材料的使用
“納米”“納米材料”是當(dāng)今材料界很時(shí)髦的名詞，其實(shí)納米只是一個(gè)長度單位，相當(dāng)于十億分之一米，納米技術(shù)就是把材料制成1～100個(gè)納米，使之具有非常神奇特性的技術(shù)。經(jīng)過科學(xué)家近二三十年的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物質(zhì)的尺寸變的非常非常小的時(shí)候，比如幾十個(gè)納米、十幾個(gè)納米，甚至幾個(gè)納米，由于納米粒子較小的尺寸、大的比表面積產(chǎn)生的量子效應(yīng)和表面效應(yīng)，它會(huì)發(fā)生并表現(xiàn)出一系列奇特的力學(xué)、光、電、磁以及催化、滅菌抑菌等物理化學(xué)性質(zhì)，實(shí)際上一個(gè)納米粒子里面只能排三五個(gè)原子左右，納米技術(shù)的精髓就是從對(duì)原子、分子的精確操縱出發(fā)構(gòu)建具有全新分子全新排列形式的人造結(jié)構(gòu)。
納米材料有著神奇的功效，例如:提高強(qiáng)度、增強(qiáng)耐熱性、抗菌性、耐候性等,納米材料的有效使用可以徹底改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的衣、食、住、行習(xí)慣。但是其應(yīng)用必須是科學(xué)和嚴(yán)肅的。近一段時(shí)間國內(nèi)出現(xiàn)了很多納米材料生產(chǎn)廠家，推出了所謂“納米”材料，如填料、顏料、助劑等等，據(jù)筆者通過分析測(cè)試，大部分市售的所謂“納米”材料粒子直徑多在幾微米或幾十微米，也就是說幾千或幾萬納米，根本算不上納米材料，而廠家宣傳的神奇功能根本就不具備，涂層的機(jī)械強(qiáng)度、耐候性、耐熱性等指標(biāo)沒有明顯變化。所以我們?cè)谑褂盟^“納米”材料時(shí)一定要認(rèn)清是不是納米材料，是不是合理應(yīng)用，是不是經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)。
4.上粉率與噴涂面積
有人認(rèn)為上粉率高，則噴涂面積必然大，這種觀點(diǎn)未必全面。因?yàn)樯戏勐逝c粉末帶電性和粉末粒度有關(guān)，指在同樣的靜電電壓、氣壓、噴涂設(shè)備的情況下，粉末吸附在工件上的多少。而噴涂面積是指單位重量的粉末涂料涂覆的面積，與涂層厚度，粉末比重和利用率有關(guān)。有時(shí)由于噴涂人員經(jīng)驗(yàn)不足，噴涂上粉率高的粉末涂料時(shí)，往往噴的較厚，反而覺得噴涂面積小。
5．粉末涂料自身僅僅一個(gè)半成品，只有經(jīng)過噴涂、固化后才真正成為終究產(chǎn)品，消費(fèi)者注重的僅僅涂料涂裝后的作用和質(zhì)量，也就是說運(yùn)用粉末涂料與生產(chǎn)粉末涂料同等重要，低質(zhì)量的粉末，噴涂設(shè)備再好、前處理再詳盡、涂裝工藝再嚴(yán)格，也不會(huì)生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品:粉末質(zhì)量再好，噴涂設(shè)備、工藝、前處理有問題，相同不會(huì)有高質(zhì)量的產(chǎn)品，而現(xiàn)實(shí)情況是國內(nèi)涂裝企業(yè)的注意力大多集中在粉末涂料產(chǎn)品自身，有了質(zhì)量問題只往粉末上找問題，而對(duì)涂裝施工工藝注重及研究不行，致使大量涂裝產(chǎn)品無法到達(dá)應(yīng)有的作用。
每一種粉末涂料都有自己的固化特性曲線，在一定溫度和時(shí)刻范圍內(nèi)能夠到達(dá)徹底固化，為了提高效率、下降成本而違反規(guī)則，縮短固化時(shí)刻的做法是不可取的，假如固化溫度或時(shí)刻不行，則會(huì)構(gòu)成固化不徹底，應(yīng)有的性能發(fā)揮不出來，其物理特性會(huì)大大下降，耐化學(xué)品性也不會(huì)好，裝飾性、防腐性、耐候性都達(dá)不到預(yù)期作用。有的低溫固化后的涂層即使徹底固化，也沒有高溫固化后的涂層性能好，特別是固化后成型的一些工件，在沖壓、折彎處會(huì)構(gòu)成細(xì)小的裂紋，水分會(huì)沿著裂紋滲透，并很快使基材腐蝕，我們能夠看見野外運(yùn)用的交通隔柵，在投入運(yùn)用不久就會(huì)在路口的圓弧轉(zhuǎn)彎處出現(xiàn)銹的痕跡，這跟烘烤溫度和時(shí)刻及噴涂后折彎有直接的聯(lián)系。
有人認(rèn)為加熱溫度低一些，反響速度下降，流平能夠好一些，其實(shí)正好相反，由于粉末噴涂后，其熔化和固化幾乎是一起進(jìn)行的，加熱敏捷、溫度升得快，系統(tǒng)粘度敏捷下降，在膠化前現(xiàn)已完成流平過程，這樣的板面流平性好，且桔皮物少。一起涂料對(duì)表面能夠很好濕潤，可改善其附著力，耐久性較好。由于敏捷地固化，膜層內(nèi)部應(yīng)力會(huì)多些，但由于涂膜較薄，物理特性影響很小。相反假如加熱緩慢，系統(tǒng)粘度總是保持一個(gè)較高的水平，這時(shí)固化現(xiàn)已開始，跟著反響的進(jìn)行，粘度又在不斷升高，流平作用就不會(huì)好。
總之，要想很快進(jìn)行加熱以較短時(shí)刻到達(dá)固化溫度，能夠得到抱負(fù)的涂裝作用和長期維護(hù)功能，加熱溫度低、時(shí)刻過長的話，則在粉末涂料熔化、流平及濕潤被涂物以前就會(huì)發(fā)生固化作用，則物理性質(zhì)就不抱負(fù)。一起揮發(fā)物很難跑掉，然后導(dǎo)致在有腐蝕性條件下，涂層會(huì)提早損壞，裝飾性和維護(hù)性得不到體現(xiàn)。
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