靜電噴涂粉末涂料行業(yè)用粒度儀的選用及常見問題
靜電噴涂粉末涂料行業(yè)用粒度儀的選用及常見問題
黃峻峰 王永利
(珠海歐美克科技有限公司)
本文淺析了靜電噴涂粉末涂料行業(yè)對激光粒度分析儀的需求及應用問題。通過本文使讀者更加了解粒度測試知識、提高測試水平，是筆者編寫本文的目 的。粉末涂料行業(yè)是對粒度要求比較嚴格的行業(yè)之一，粒度儀在粉末涂料行業(yè)中的使用越來越普遍，但部分廠家及使用者在粒度儀的選擇和使用的知識方面仍有欠 缺;因此，本文分別介紹了粉末涂料粒度測試的必要性、激光粒度儀的優(yōu)點、如何選擇儀器、常見使用問題，文章內容偏重實際應用介紹，附帶少量的理論論述。
一、靜電噴涂粉末涂料行業(yè)為何需要粒度測試
涂料顆粒的粒度分布對靜電噴涂粉末涂料性能的具體影響：
1、 外觀、流平性
一般來說，粉末粒徑越小，涂料固化時流平性就越好，涂膜的外觀也越平整、光滑，但是粉末的帶電性與粒徑的平方成正比，粉末太細帶電性降低，涂裝施工效率就會下降，超細粉(粒徑<10μm)基本上不帶電。
2、 上粉率
上粉率與粉末涂料本身的帶電性能有重要關系。提高涂料顆粒的帶電量，上粉率將提高。顆粒的帶電量和顆粒粒徑的平方成正比。增大顆粒粒徑，涂料顆粒帶電量增加，上粉率提高。但顆粒的粒徑也不能太大，粒徑太大，涂料顆粒的重力作用超過空氣動力和靜電力，反而使上粉率降低。
3、 回收率
粉末涂料在生產(chǎn)和使用過程中都存在回收粉末的問題，通常，粉末粒徑<10μm的超細粉回收率低，當粉末粒徑>10μm時粉末涂料回收率迅速上升，并且粉末的回收率隨著粒徑的增大而增加。
基于以上幾點理由，可以這樣說，粉末涂料顆粒的粒度分布很大程度上影響了粉末涂料的使用性能和使用效率。因此，需要有粒度檢測設備監(jiān)控產(chǎn)品質量及協(xié)助新產(chǎn)品新技術研發(fā)。圖一是某涂料的粒度測試結果，供大家參考。
二、靜電噴涂粉末涂料行業(yè)普遍使用激光粒度儀的理由：
1、 激光粒度儀具有多項優(yōu)點，已成為當前最流行的粒度測試儀器之一，具有以下多個方面的優(yōu)點：
動態(tài)范圍大，它是指儀器能同時測量的最大粒徑與最小粒徑的比值大。動態(tài)范圍越大，使用越方便，測試寬分布樣品的能力越強。
測量速度快，一個樣品的測試全過程一般只需兩、三分鐘。
重復性好，由于樣品取樣量相對于其他儀器要多得多，對同一次取樣又進行超過100次的光電采樣，因而測量的重復精度高，平均粒徑的典型精度可達3%以內。
操作方便，對環(huán)境要求低。相對于現(xiàn)有的各種顆粒儀器而言，它具有不受環(huán)境溫 度影響，對操作人員要求低等優(yōu)勢。
2、 粉末涂料顆粒的粒度分布范圍及顆粒特點屬于激光粒度儀的優(yōu)勢領域。而且由于激光粒度儀適用面廣，還可以為生產(chǎn)企業(yè)檢測涂料生產(chǎn)原料粉體(例如鈦白粉、碳酸鈣等)。
3、 隨著激光粒度儀普及和國產(chǎn)激光粒度儀的發(fā)展進步，儀器的價格也不再動輒幾十萬元，十萬元以內就可以買到性價比很高的產(chǎn)品。
三、靜電噴涂粉末涂料行業(yè)如何選擇粒度儀器供應商
用戶選購粒度儀器時，很關心性價比，企業(yè)和研究機構如何選擇性價比較高的粒度儀產(chǎn)品，建議大家考慮以下指標：
1、 重復性。指儀器對同一樣品進行多次測量所得結果的重復誤差水平，誤差越小，則重復性越好?，F(xiàn)行的激光粒度儀國際標準建議，用D50、D10、D90的重復性來衡量整體重復性。
2、 真實性。測試結果用其他測試方法驗證或與同類型儀器比較，差別應在合理范圍內。
3、 易操作性。儀器是否便于操作和保養(yǎng)，這決定了儀器的使用成本及效能。
4、 量程。量程越寬，使用范圍越廣，但是量程寬也會導致儀器價格貴。根據(jù)需要選擇合適量程的儀器才是理性的。一般量程在0.2μm-500μm范圍的就夠了。
5、 行業(yè)影響力。企業(yè)都希望自己的測試結果能得到同行和客戶普遍認可，這首先要考慮選擇的儀器供應商在本行業(yè)中是否已經(jīng)有豐富的測試經(jīng)驗及大量的客戶群。
6、 售后服務。及時、有效的服務是保證客戶儀器正常使用的重要措施。
根據(jù)上述的具體指標，我們總結出選擇粒度儀供應商的大致原則：同行普遍使用，市場占有率高;供應商地處經(jīng)濟、交通發(fā)達地區(qū)提供售后服務便利;供 應商對靜電噴涂粉末涂料行業(yè)了解較深，重視行業(yè)技術需求，儀器技術參數(shù)范圍符合需求。只要按照以上幾點原則處理，就能夠找到最適合自己的激光粒度儀。
四、激光粒度分析儀在靜電噴涂粉末涂料行業(yè)應用過程中的常見問題
1、 認識激光粒度分析儀的測試報告
常規(guī)測試報告的內容有測試參數(shù)、特征粒徑、分布曲線、分布表格等。靜電噴涂粉末涂料行業(yè)比較關注的是特征粒徑(D50)、10μm以下顆粒含量 和70μm以上顆粒含量等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在粒度測試報告中都會有明確顯示。如有不是很清楚的地方可以致電儀器供應商的售后服務咨詢。一般來說還可根據(jù)行業(yè) 自身特點提出定制特別關注參數(shù)，有實力的廠商應該是能夠滿足用戶的一些數(shù)據(jù)需求的。圖二是某涂料粒度分布數(shù)據(jù)表。大家可以看出里面清楚顯示了粉體的 10μm以下顆粒含量和70μm以上顆粒含量。
2、 干、濕法測試結果的差異分析
目前，部分客戶(尤其是外商或外資企業(yè))習慣使用干法激光粒度分析儀，大部分國內客戶目前使用歐美克的濕法激光粒度分析儀。由于進樣方式不同， 干法測試結果一般大于濕法結果，由此產(chǎn)生了一些疑問。其實兩個結果之間不存在誰更準的問題，因為涂料粒度分布沒有絕對真值，測試結果的細微差別是允許存在 的。如有強烈需求，也可以通過校正方法使兩種儀器測試結果更接近一點。干、濕法測試結果的差異不會成為激光粒度儀應用過程中的障礙。
3、 如何對儀器狀態(tài)進行客觀評價
儀器的狀態(tài)不良會嚴重影響測試結果可靠性。激光粒度儀的儀器狀態(tài)主要包括光路校準情況、激光光能穩(wěn)定性、光學器件是否清潔、進樣器工作是否穩(wěn) 定。一般來說激光粒度儀軟件都會有背景光能顯示窗口，前三個項目問題都可以通過此窗口得到答案。不同廠家的儀器判斷方法會有細微的區(qū)別，在此以較普及的 LS—POP系列儀器為例介紹一下。儀器光路是否校準是以“0環(huán)”和“1環(huán)”光能信號的高低判斷的，一般要求“0環(huán)”調節(jié)到光能刻度60左右(至少能達到 40以上)，“1環(huán)”要在20以下(這里的“某環(huán)”其實代表的就是一個個順序排列的光電探測器)。光能穩(wěn)定性通過觀察“0環(huán)”穩(wěn)定性判斷?！?環(huán)”在一分 鐘的周期內波動幅度不應該超過5%。光學器件是否清潔主要通過觀察15—25環(huán)的高度判斷，一般要求這些環(huán)的高度不超過5。進樣器是否穩(wěn)定，一是聽水泵運 轉聲音是否平穩(wěn)，二是觀察測試窗口鏡頭內是否有氣泡，這兩項正常進樣器就基本沒問題。
4、 濕法激光粒度儀測試靜電噴涂粉末涂料的分散方法及檢測技巧
靜電噴涂粉末涂料親水性不佳，在水中有漂浮現(xiàn)象。分散過程中，通常加入少量十二烷基苯磺酸鈉或者洗潔精的水溶液(濃度1—2%)作為分散劑，這 樣就可以保證涂料顆粒充分浸潤到水中。為保證團聚顆粒被分散開，還需要將涂料顆粒懸浮液放在超聲波中振蕩分散1—2分鐘。往進樣器中添加樣品時注意手法， 既要保證取樣均勻又要保證不將氣泡帶進進樣器導致影響測試結果。關于儀器參數(shù)測設置，折射率選擇2.6，分析模式選擇Rosin-Ram模式(單峰分布模 式)即可。樣品添加量保證遮光比在10%左右，遮光比太小或者太小都會影響測試結果真實性。粉末涂料顆粒在進樣系統(tǒng)中也不宜循環(huán)太長時間。因為時間過長會 有部分顆粒重新粘結團聚，導致測試結果不正確。儀器不是萬能的，它只是我們手中的工具。只有注意了前面所說的要點，對樣品進行了充分的分散，使用正確的測 試手法和測試參數(shù)，才能得出可靠的測試結果。
以上就是本人對靜電噴涂粉末涂料行業(yè)如何挑選合適本行業(yè)的激光粒度儀以及如何正確使用好儀器的一些認識。這些認識都是建立在對以往工作經(jīng)驗的總結基礎上的，不足之處還請大家補充指正。
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