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上海矽諾國際貿(mào)易有限公司 2020-07-16 點擊2096次
粉末涂料始于20 世紀50 年代,，是一種固含量為100%，且沒有有機揮發(fā)物( VOC) 產(chǎn)生的環(huán)保型涂料,，具有節(jié)省能源,、減少污染、工藝簡單,、易實現(xiàn)工業(yè)自動化、涂層性能優(yōu)異等特點［1］,。粉末涂料是由聚合物,、顏填料和助劑組成的粉狀涂料。粉末涂料是成分百分之百為固體粉末狀的涂料,，完全可采用全自動噴涂,。粉末涂料可一次性形成較厚的涂層，噴涂過程中過量的粉末涂料,，可通過回收系統(tǒng)裝置而達到回收再利用的目的,，因此粉末涂料幾乎可達百分之百的使用率，使得涂裝行業(yè)減少了對廢棄物的處理,，同時對環(huán)境污染的程度降至最低,。液體涂料中由于含有有機溶劑，易造成溶劑揮發(fā)至大氣層中污染環(huán)境,，而粉末涂料不含毒性,，不含溶劑和不含揮發(fā)有毒性的物質(zhì)，具備節(jié)能、對環(huán)境友好的優(yōu)點,。
由于粉末涂料從固化成膜過程,，可將其分為熱固性粉末涂料和熱塑性粉末涂料［2］。熱塑性粉末涂料含較大分子量和無極性基團的熱塑性樹脂為主要成分,，需要較高的溫度才能充分地熔融,、流平［3］。目前市場常用的熱塑性粉末涂料中具備較特殊的性能,，如聚烯烴粉末涂料具備強耐溶劑性,，聚偏氟乙烯具備優(yōu)異的耐候性等。而熱固型涂料采用的分子質(zhì)量小的熱固型樹脂,，在一定的溫度下,，與固化劑進行交聯(lián)反應，形成網(wǎng)狀結構的大分子涂層［4］,。與熱塑性涂料相比,，由于熱固型涂料是采用分子量小的樹脂，涂層的流平性較好,、具備強耐腐蝕和機械性能等,。目前粉末涂料存在邊角上粉率較低、流動性較差,、固化要求較高以及固化后的涂膜存在缺陷等主要缺點,。
粉末涂料在靜電噴涂的過程中，由于粉末是通過借助空氣推力等外力均勻分散噴涂到工件表面,，因此需要粉末涂料保持較好的流動性,，同時產(chǎn)品在儲存過程中需防止出現(xiàn)結塊現(xiàn)象。同時由于法拉第籠效應的存在,，噴涂過程中常出現(xiàn)粉末涂料無法有效噴涂到工件表面,，影響了粉末涂料的上粉率。流動性和上粉率是粉末涂料施工的重要技術指標,，氣相法氧化鋁具有顆粒細,、可分散性好和表面帶正電等特征，可作為粉末涂料的有效填料,，添加后有助于改善粉末涂料的流動性,、上粉率、耐腐蝕等各方面性能,。
2 氣相法氧化鋁簡介
氣相法氧化鋁是由三氯化鋁,、氧氣及氫氣經(jīng)高溫燃燒水解而生成的一種納米級的蓬松粉體，其原生粒徑大小在7 ～ 40 nm之間,。氣相法氧化鋁具有顆粒細,、純度高,、光學性能好、可分散性好和表面帶正電等特征,，目前廣泛地應用于涂料,、油墨、高光相紙,、光電陶瓷,、照明產(chǎn)品等領域，是一種重要的無機納米新材料.
3 氣相法氧化鋁在粉末涂料中應用性能研究
3. 1 提升粉末涂料耐腐蝕性
隨著我國工業(yè)發(fā)展迅猛,，管道在化工產(chǎn)品輸送,、城鎮(zhèn)供水、污水處理等領域的應用已十分廣泛,。目前輸送油,、氣的管道主要安裝在復雜的土壤環(huán)境中，所輸送的介質(zhì)大部分具有腐蝕性,，因此管道內(nèi),、外壁都可能遭到腐蝕［6］。如果管道沒有做好防護被腐蝕穿孔,，容易造成氣,、油泄露，不僅中斷其運輸過程,，還會嚴重污染環(huán)境,，嚴重的時候甚至可能引起火災，造成危害,，因此在設計管道的時候需要考慮安裝環(huán)境對管道的磨損,、腐蝕影響。這些設備都需要進行涂層以防護,，通過在其表面附上的涂層以提升其使用壽命及其安全性,，因此在這些領域中的應用中對涂料耐腐蝕性的要求很高。
在粉末涂料中加入氣相法氧化鋁作為增硬劑,，實現(xiàn)涂層硬度性能提升。氧化鋁具有較大的比表面積和高表面活性,，具備與基體良好的親和能力及較強的化學穩(wěn)定性,。在普通防腐涂層中填料與樹脂間容易被具有腐蝕性的介質(zhì)滲透，出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,。在添加氣相法入氧化鋁后,，噴涂后涂膜表面會形成緊密、均勻的氧化膜保護結構,，屏蔽了腐蝕介質(zhì),，實現(xiàn)對涂層表面防護,，起到耐腐蝕的作用。同時在粉末涂料中添加的氣相法氧化鋁不會對涂層的透明度和相容性有影響,，能保證較好的裝飾效果,，還能實現(xiàn)涂層防護。經(jīng)研究表明在試驗條件下,，氧化鋁增強無機硅酸鋅涂層的耐蝕性提高了6 倍,，涂層的滑動摩擦因數(shù)為0. 2 左右耐磨損性能提高了3 倍.
提升粉末涂料的上粉率
在粉末涂料生產(chǎn)和應用中，粉末涂料的上粉率一直是困擾著廠家及客戶的主要問題,。如果粉末上粉率較低時,，在施工過程中會出現(xiàn)大量粉末回落，粉末的利用率降低,，噴涂速度也降低,，直接影響了工藝的連續(xù)性及大幅度降低其經(jīng)濟效益。在噴涂過程中,，摩擦槍用粉末的顆粒大小控制嚴格,，由于粉末粒子必須以一定速度與槍管內(nèi)壁發(fā)生劇烈摩擦才能帶上足夠正電荷，實現(xiàn)粉末吸附在工件上,，如果粉末帶電量太小,，靜電引力低，上粉率就會降低,。因此從噴涂機理可知靜電噴涂的主要吸附力是靜電力,，粉末上粉率的高低，主要取決于粉末顆粒帶電的多少,。
目前許多行業(yè)在粉末涂料中加入氣相氧化鋁以實現(xiàn)涂料上粉率的提升,。氧化鋁自身是帶大量正電荷，能夠有效改善粉末的摩擦帶電性,，并在噴涂過程中有效克服法拉第籠效應,，適用于靜電噴涂的工藝。在噴涂過程中,，氧化鋁顆粒會均勻分布在基質(zhì)表面,，有效增強粉末涂料的摩擦帶電性，增強靜電引力粉末能更好地吸附在工件上,，提高粉末上粉率,，降低粉末回收率，提升了粉末的利用率,。
3. 3 提升粉末涂料流動性
粉末涂料的流動性較低時,，呈現(xiàn)粉末形狀不規(guī)則、粉末顆粒粘連,、顆粒較大,、松散度差的現(xiàn)象,。在噴涂過程中利用流動性低的粉末涂料，施工過程會出現(xiàn)回收粉量高,，利用率降低,，噴涂速度緩慢等問題，直接影響了工藝的連續(xù)性及大幅度降低其經(jīng)濟效益,。因此有必要提高粉末涂料的流動性來提高效率,，同時保證粉末涂料的產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性的提升。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)通過加入氣相法氧化鋁納米材料,，有效降低粉末之間的粘連,，起到提升流動性的效果。在粉末涂料出片粉碎階段通過加入一定量的氣相法氧化鋁并充分攪拌,，由于氣相法氧化鋁具有獨特的納米結構及表面帶正電,，使其有序地結合在基質(zhì)顆粒的表面，形成一層有序外層包覆,，與基質(zhì)顆粒整體進行有序的運動,，有效降低顆粒與顆粒之間的靜電引力，同時避免由于范德華力,、吸潮,、顆粒磨擦等現(xiàn)象產(chǎn)生的粉末間的粘連，有效提升了粉末的流動性,，粉末的松散程度也顯著提升,，有效防止粉末涂料的結塊現(xiàn)象。
3. 4 提升粉末涂料的耐磨性能
隨著科技的發(fā)展,，機械在現(xiàn)代工業(yè)中作用越來愈大,，但是機械零件磨損失效對企業(yè)來講也是一種損失，機械零件磨損主要發(fā)生在材料接觸的表面,，目前提高機械零件使用壽命最前沿的科技就是在金屬材料表面涂覆一層陶瓷膜降低磨損,，在金屬基陶瓷涂層的制備中需要添加氣相法納米氧化鋁提高其性能，由于納米氧化鋁的分散性高,，其粒度分布非常均勻,，并且具有很高的比表面積、硬度和純度,，因此氣相納米氧化鋁在涂層骨料中的添加量對于涂層的均勻分散有著至關重要的影響,。當納米氧化鋁添加量達到2%時，涂層表面形貌相對光滑平整,，并且涂層與基體結合非常緊密，涂層內(nèi)部結構也非常的致密均勻,，可以大大提高涂層的耐磨性能和強度,，提高金屬部件的使用壽命.