環氧聚酯粉末塗料結團解析

摘要：介紹了環氧聚酯粉末塗料結團的危害，分析了幾個影響粉末塗料儲存穩定性的因素。試圖從原理角度分析粉末結塊現象的成因並結合生產經驗，給出幾點提高粉末儲存穩定性的建議措施。

引言

粉末塗料儲存穩定性是指粉末在一定條件下，保持粉末顆粒的大小、形狀和硬度等能力。進入高溫季節，粉末塗料的儲存穩定性又開始倍受生產商和使用商的關注。

粉末塗料生產出來合格幷包裝後，有時因爲各方面原因未能立即進入塗裝環節，故而需要放置、儲存。若配方設計不合理、原材料選擇不合適或者在儲存過程中不能妥善處置，就容易造成粉末聚結成團,儲存穩定性下降。這就是通常所謂的“結塊兒”現象。

這種現象由兩種變化造成。一部分是由於粉末處於高溫、潮溼空間，導致粉末發生物理變化而軟化發黏，形成聚結狀態，故而難以流化，影響噴塗作業；另一種是由於粉末塗料中的環氧樹脂、聚酯樹脂、助劑等成分導致粉末反應活性變大，在一定壓力、溫度條件下，粉末發生部分反應，產生聚集，從而引起光澤、流平或者物理性能下降。

粉末結團不僅影響生產廠家品質形象；在噴塗前又增加過篩工序，降低施工效率；噴塗時，還會有上粉率差、塗膜光澤和性能下降等風險。

因此，分析探討粉末塗料結團現象和解決方案有實際意義。

1、玻璃化轉變溫度

玻璃化轉變溫度（Tg）是高分子聚合物由玻璃態開始轉變爲橡膠軟粘態的溫度。粉末塗料實際上是高分子聚合物的混合物，在溫度低於玻璃化轉變溫度時，呈現玻璃態的粉末塗料分子僅限於單個分子的短距振動和旋轉運動。

隨着溫度升高，外部能量使得分子鏈開始有短程擴散運動，繼續輸入能量，就讓不同分子鏈的相互滲透移動得以持續進行，達到Tg點時，就會開始粘彈變軟，直觀表現出結團。

環氧聚酯粉末塗料的Tg是由各組分共同決定的。大量數據表明，增加顏填料量能夠適當的提高粉末塗料的Tg，但是顏填料的增減對粉末塗料的Tg影響不是十分明顯。

體系中助劑添加與否對粉末塗料Tg的影響實驗數據如下：

由此可見，助劑對粉末塗料Tg影響還是比較大的，通常助劑越多越是降低粉末塗料的Tg，越不利於抗結塊性能。

對環氧聚酯粉末塗料玻璃化轉變溫度起決定性影響的是兩大成膜物質―環氧樹脂和聚酯樹脂。

聚合物的Tg可以用下式表示：

聚合物的軟化點（sp）由熔融黏度（η）表徵，而η與其結構和分子量有關：

由上面兩個公式看出，環氧樹脂和聚酯樹脂的玻璃化溫度與軟化點都隨着分子量的增加而增加。

實驗3-3是在同一配方下，選用不同的聚酯樹脂製成的粉末得到的結果：

實驗條件：每個樣品都取100g，密封在密封袋中，置於40℃恆溫烤箱中，24小時。

這四種聚酯製得的粉末Tg曲線見圖3-1。

結果可以看出在同一配方下環氧樹脂不動，變換聚酯樹脂的Tg，粉末塗料的Tg隨之變化，同樣在聚酯樹脂不動，變換環氧樹脂的Tg，得到一樣的變化。粉末塗料的Tg值對抗結塊性起決定性的作用，根據實驗數據及實際儲存經驗在粉末塗料Tg值大於52℃時，儲存性良好，不容易出現結塊現象。當然需要優良性能的聚酯樹脂及環氧樹脂的良好搭配，使得粉末塗料的高Tg值與流平性能達到最佳的結合點。

2、粒徑分佈

粉末塗料存在一個臨界粒徑。大於這個粒徑，粉末不易結塊，反之則很容易結團。這是由於如果環氧聚酯粉末粒徑過小，粉末顆粒之間的接觸面積就增大。當粉末分子接受能量時，分子鏈做擴散移動就更容易接觸而發生黏連作用，形成聚結塊。

另外，當粉末經過篩選封箱後，因爲自身重量會向下提供壓力而產生內應力，這種能量在粉體粒徑很細時更易於積累，表現出結塊現象。

在實際生產過程中可以通過調節主副磨轉速，喂料速度，風量大小等控制粉末的粒度分佈和粒徑大小。調節粒徑分佈情況如以下實驗數據：