本文簡要分析了粉末涂料行業(yè)對激光粒度分析儀的需求及應(yīng)用問題。
這篇文章的目的是讓讀者更好地理解粒度測試的基礎(chǔ)。粉末涂料產(chǎn)業(yè)是對粒度分布要求比較嚴(yán)格的行業(yè)之一。
本文介紹粒度分布對粉末涂料性能的影響，激光粒度儀的原理和特點，并對如何選擇適合粉末涂料行業(yè)的粒度儀提供參考意見。
一、粒度分布對粉末涂料性能的影響
首先，我們要知道為什么粉末涂料要測試這個物理量的粒度分布。綜合來看，油漆粒子的粒度分布對粉末涂料性能的影響有以下幾個大方面：
1、涂層粒徑會影響充電性能。
粉末涂料噴涂時的粘合力主要來自靜電下的庫侖力。油漆粒子一般來說，粒子大小越大，電荷越好，但粒子的重力根據(jù)粒子大小的不同，比加速力的增長速度增加得更快。也就是說，如果粒子變大到一定程度，重力會比庫侖力大得多，上分散度和涂層效果會變差。因此，理想狀態(tài)下的粉末涂料粒子路徑應(yīng)盡可能在10m-60m之間調(diào)節(jié)。粉末涂料太細或太粗，涂裝施工效率、質(zhì)量可能會下降。
2、影響涂層的平整度
粉末涂料吸附在工件上加熱后，形成高粘度流體狀態(tài)，然后逐漸變硬。研究油平時間的NIX和DODGE公式：t=kR/(t為油漆粒子收斂時間，K為常數(shù)，R為油漆粒子半徑，R為油漆油漆的表面張力，油漆粘度)，表明油漆粒子大小與油平時間成正比。粉末涂料的粒度分布不均勻或粒子太粗，會嚴(yán)重影響平整性。
3、影響涂層厚度
傳統(tǒng)粉末涂料的平均粒徑一般由30m -50m控制，涂層厚度一般在60m -100m之間。不同的工作類型有不同的涂層厚度。同時，涂層厚度也會影響對單位重量有很大影響的粉末涂料可涂面積。因此，粉末涂料的粒度分布可以說是直接影響涂料性能和經(jīng)濟性的重要參數(shù)。
4、影響涂層的儲存性能
一些行業(yè)的研究表明，粉末涂料有比這種粒子更大的臨界粒子，粉末不容易結(jié)塊，反之容易結(jié)塊。油漆產(chǎn)品的粒徑不能低于臨界粒徑。否則產(chǎn)品的儲存性會很差。
上圖是粉末涂料的顯微圖像，其中有不少不到5微米的“有害"顆粒，這些顆粒不僅浪費原材料和能源，還嚴(yán)重影響油漆的儲存性能，因此要盡量減少其含量。
二、激光粒度儀測量原理及特點
激光粒度分析儀是利用光散射(衍射)現(xiàn)象進行粒度分析的。光的本質(zhì)是一種電磁波。一束平行光在傳播過程中遇到障礙物粒子時，光波會偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度與粒子的大小有關(guān)。激光粒子系統(tǒng)可以檢測激光束照射要測量的粉末發(fā)出的散射光，利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)分析模型解釋粉末的粒度分布。激光粒度儀是目前流行的粒度測試儀器之一，具有多種優(yōu)點。首先是測量動態(tài)范圍廣。動態(tài)范圍是機器可以同時測量的**粒子大小和*小粒子大小的比率。動態(tài)范圍越大，測試寬分布樣品的能力越強，儀器的適用范圍就越廣。其次，測量速度快，對使用環(huán)境要求不高。激光粒度儀通常只需要2 ~ 3分鐘即可測試樣品的*過程，儀器設(shè)置在干燥的室內(nèi)，沒有明顯的振動。
激光粒度儀的重復(fù)性利用光電檢測技術(shù)快速、精度高的優(yōu)點，一次可以進行1000次以上的高精度信號采樣，因此測量的重復(fù)精度高，平均粒子大小的一般重復(fù)精度在1%以內(nèi)。粉末涂料粒子的粒度分布范圍及粒子特性屬于激光粒度儀的優(yōu)勢領(lǐng)域。另外，激光粒度儀的適用范圍很廣，因此可以為油漆生產(chǎn)企業(yè)檢測原料粉末(如鈦、碳酸鈣等)。
三、粉末涂料行業(yè)如何選擇合適的激光粒度設(shè)備
用戶在購買激光粒度設(shè)備時不太了解相關(guān)知識，因此經(jīng)常會感到困惑。要選擇高的激光粒度儀產(chǎn)品，建議考慮以下指標(biāo)：
1、重復(fù)性。表示機器對同一個樣品多次測量的結(jié)果的重復(fù)誤差水平。誤差越小，重復(fù)性越好。目前的激光粒子圖標(biāo)準(zhǔn)建議用D50、D10、D90的重復(fù)性來衡量整體重復(fù)性。
2、可操作性。機器是否便于操作和保養(yǎng)，這決定了機器的使用成本和功效。在這方面，干式激光粒度測量儀是有利的。
3、維護較少。通過一體化激光管**及一體化底座設(shè)計，一般使用不需要光路維護。干法窗采用密封管道式設(shè)計，窗負壓保護設(shè)計與大功率吸塵器灰塵回收裝置相結(jié)合，大限度地回收樣品，使主機完*不受灰塵影響。模塊化注入系統(tǒng)設(shè)計，易于維護和維護。
4、范圍。機器范圍越廣，使用范圍越廣，但范圍越廣，機器價格也越貴。根據(jù)需要選擇適當(dāng)范圍的儀器是合理的。建議使用0.1m-750m以上的范圍。
5、產(chǎn)業(yè)影響力。企業(yè)希望自己的測試結(jié)果能得到同行和客戶的普遍認可。首先要考慮選定的設(shè)備供應(yīng)商在業(yè)界是否已經(jīng)擁有豐富的測試經(jīng)驗和大量的客戶群。
6、售后服務(wù)。及時、長期、有效的售后服務(wù)是客戶設(shè)備正常使用的重要措施。
圖5 LS-POP(9)激光粒度測量儀
根據(jù)上述參考指標(biāo)，我們總結(jié)了選擇激光粒度儀的一般原則。也就是說，選擇在業(yè)界廣泛使用、市長/高的模式。機器供應(yīng)商在經(jīng)濟和交通發(fā)達的地區(qū)提供售后服務(wù)。儀器供應(yīng)商對粉末涂料行業(yè)有更深的了解，重視行業(yè)的技術(shù)需求，儀器技術(shù)參數(shù)范圍符合需求。只要按照上述幾個原則處理，就能找到適合自己的激光粒度儀。四、干、濕激光粒度分析儀應(yīng)用差異簡介
在干法激光粒子系統(tǒng)中，使用高壓空氣分散粉末，不易與粉末發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或溶解粉末。干法分散過程與粉末涂料噴涂工藝比較接近，無需專門進行粉末測定分散預(yù)處理。因此，干法測試工作簡單、方便、容易理解。缺點是干法測試系統(tǒng)的組成比較復(fù)雜，儀器的整體制作價高，阿米克隆級粉末粒子的分散效果不如濕法分散方法。
濕法激光粒度儀通常使用水或有機溶劑作為分散介質(zhì)。液體分散介質(zhì)粘度高，分散能力強。同時，由于水是聲波良導(dǎo)體和溶劑，使用濕法測試可以使用超聲波振動、添加特殊分散劑等附加分散手段。這樣，濕法測試就能輕松應(yīng)對難以分散的超細粉末。例如，粉末涂料原料的超細鈦粉目前只有通過濕法測試才能可靠地檢測粒度分布。濕法激光粒子系統(tǒng)還有結(jié)構(gòu)簡單的特性，購買成本低于一般的干法儀器。粉末涂料是不親水的粉末，在濕法測試時要進行分散預(yù)處理，并用分散劑將粉末涂料轉(zhuǎn)為親水狀態(tài)常用的分散劑有12烷基苯磺酸鈉水溶液，濃度為0.5%。
干法激光粒子道系和濕法激光粒子道系的應(yīng)用領(lǐng)域不完*相同，不能一概而論誰更。一般來說，濕、干設(shè)備適用于粉末涂料行業(yè)，對干激光粒度儀的測試性能和工作便利性有一定的優(yōu)勢，是目前業(yè)界新標(biāo)準(zhǔn)的推薦設(shè)備。
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