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浅谈粉末涂料中的粒度理论及粒度仪的选择,深圳资讯网,szftx.com
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浅谈粉末涂料中的粒度理论及粒度仪的选择
2020年11月17日    阅读量:755    新闻来源:张华东  |  投稿

导读:介绍了粒度测量基础理论、基本概念以及常用的粒度仪,提出了涂料企业如何选择粒度仪的建议,并说明了粉末涂料粒度控制的重要性。


1、前言


在粉末涂料的制造过程中,粒度是粉末涂料产品的重要技术指标之一,对涂膜的各项性能影响很大。


在传统的粒度测量中,以过筛方法最为常见,但此种方法难以给出详细的粒度分布涂料在线coatingol.com


特别是一些高档粉的生产,其中间物和最终产品都是颗粒状的情况,对颗粒状物质的质量检查,粒度测量工作尤显重要。随着科技的发展,粒度测量仪器的出现,给生产、服务提供了可靠的数据。


2、粒度测量理论


2.1 粒径(又称粒度)


绝大多数粉末涂料颗粒的形状是不规则的,即非球状颗粒,直径大小由通过颗粒重心连接颗粒表面两点间直线段的大小所确定。


因此,这样确定的直径不是单一的,而是一个分布,即连续地从一个上限Dmax 变化到一个下限Dmin,这时的粒度值只能是所有这些直径的统计平均值,它和平均的计算方法有关。


计算平均粒度有三种表示方法:几何平均径,算术平均径,调和平均径。


2.2 粒度分布及表示方法


粉末涂料为多分散颗粒系统,其粒径具有一定的分布范围,将其中的粒子群分成若干组,每组的粒子量与整个粒子群量的比,称为频度分布;各群粒子量和整个粒子群量的比,称为累积分布。


一般来说,频度分布和累积分布统称为粒度分布。由于所定的基准不同,频度分布和累积分布将有很大的差异。


因此,粒度测量工作面对的是大量颗粒的统计研究,也即要测量颗粒系统的粒度分布,测得的粒度分布数据有三种表示方法:列表,图示,函数。

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2.2.1 粒度分布表

用表格列出各个粒度范围的百分量或粒度组成,这是表示粒度分布的最简单的形式,如表1所示。需要指出的是,表1中,如27.0μ m,应不包括27.0 μ m;(27.0~36.0)μm;应包括27.0 μ m到36.0 μ m。


2.2.2 粒度分布曲线

为了研究颗粒系统的粒度分布,以便分析、认识和解释,图示形式比起表格形式易于理解。


图示的类型很多,但在粒度分析中,主要用两种:直方图和线形图,所用坐标轴有算术坐标、半对数坐标和对数概率坐标。一般常见的粒度分布曲线见图1。

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2.2.3 函数

从理论上说,粒度分布式可以用解析数学来表示,粒度分布函数表现形式通常使用正态分布、对数正态分布及多津- 拉姆拉分布3 种。在大多数情况下,用函数表示粒度分布只在理论研究时较常用到。


2.3 粉末涂料的粒度分布


粉末涂料的粒度分布取决于所制造的设备和生产工艺参数的设置、种类和体系不同,粉末涂料品种所控制的粒度分布不同。


一般,当粒度粉末中超细粉末过多(<10 μ m)时,由于此时粉末涂料的干粉流动性稍差,会造成喷不上、粘枪头等喷涂施工问题;


当粒度分布中过粗粉末(> 75 μ m)所占比例过多时,会造成涂膜的流平性差,减小每千克粉末涂料的喷涂面积,施工过程中粉末涂料的静电效果差,容易造成脱粉。


3、粒度仪概况


3.1 激光粒度仪


激光粒度仪继承了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械和计算机技术,具有测量速度快、动态范围大、操作简便、重复性好等优点,现已成为最流行的粒度测试仪器。


激光粒度仪是根据光的散射现象测量颗粒大小,结构原理如图2所示。其主要优点:


首先,测量的动态范围大,动态范围是指仪器同时能测量的最小颗粒与最大颗粒之比,动态范围越大使用时就越方便。


其次,测量速度快,从完成分散后进样开始,到显示器输出测试报告只需要大约1 min,是现有各种粒度仪器中测量最快的仪器之一;第三,重复性好,操作方便。

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3.2 沉降粒度仪


沉降粒度仪是通过测量分析颗粒在液体中的沉降速度来检测粉体的粒度分布的,一般常用的有光透重力沉降粒度仪或光透离心沉降仪。


测量原理如图3所示,沉降池内充满沉降液和被测粉末的混合液,在液面下的一定位置,有一束平行于液面的探测光线透过混合液。


一般把液面至探测光束的距离称之为沉降高度H,透过混合液的光强度被一个光电探测器测量,其输出的光信号送给后续电脑处理。


随着时间的推移,池内颗粒逐渐下沉,并且粗颗粒的下沉速度比细颗粒的快,当混合液表面的最大颗粒沉到探测光束以下后,探测光路附近区域的颗粒浓度逐步减小,光线透过率逐步变大,光强变强。


沉降粒度仪主要优点是价格便宜,但是操作比较麻烦,测量的结果容易受环境温度、操作手法等因素的影响,实际重复精度较低。

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3.3 粒度仪品种型号


目前,市场上出现的粒度仪大致有如下一些公司及产品:


美国:库而特粒度仪,采用弗郎和梅氏理论,双镜头专利技术,偏振光强度差专利技术,132块检测器,循环管为硅胶管,量程(0.04~2 000)μm。


法国:西拉思公司粒度仪,采用半导体激光管和光导纤维激光光源,量程(0.04~2 500)μ m,内置蠕动泵,更换成本低,这对离心泵而言是重要的。


德国: 新帕泰克粒度仪,采用氦光源,利用Fraunhofer 原理,量程(0.1~3 500)μm,内置31个传感器。干法测试是其独特技术,样品用量少,重复性好,湿法测试时,循环管及离心泵的密封圈可按所采用的溶剂要求加以更换。


英国:马尔文粒度仪,采用He-Ne 光源全量程米氏理论,循环管为普通的塑料管,内置非均匀交叉排列三维扇形检测系统,分辨率极高,不存有信号盲区,量程(0.02~2 000)μm。


中国粒度仪厂家大概有七八家,颇有影响力的如“欧美克”、“精新”、“百特”、“微钠”等。


国产粒度仪的各项性能与进口产品间的差距正在缩小,但是欧美产品是市场主流体系,在一段时间内尚不会改变。


4、粒度仪的选择


粉末涂料生产企业如何选择性价比较高的产品,建议大家优先考虑以下几点:


(1)重复性。即再现性或精确度。是指仪器对同一样品进行多次测量所得结果的重复误差,误差越小,表示重复性越好。


(2)量程和动态范围。大多数仪器的量程都是分档的,一档能测量的粒度范围称为动态范围,即是指在这个档位内能测量的最大粒径和最小粒径之比。一般而言,动态范围的中段精确度最高,越靠近边缘,精度越低。


如果测一般粉末涂料的粒度分布宽度,仪器的动态范围小于样品的粒度分布范围,那么就不可能测出可靠的结果。


(3)易操作性。是指仪器的易学易用程度。


(4)粉末涂料行业习惯。指粉末涂料行业的标准或者是行业使用习惯及其发展趋势。


(5)价格。不管是国产的还是进口的,粒度仪的价格都很昂贵,所以有的时候价格也是一个很重要的因素,在使用效果相同的情况下,尽量选择价格低廉的产品,尽量购买国产的仪器。


(6)售后质量服务。


5、结语


随着粉末涂料用量的快速增长,研究粉末涂料的越来越深入,粒度理论对粉末涂料的性能影响显得很重要,尤其在一些高档粉末涂料中,如高档家具、高档灯饰、汽车部件等。




标签:工业涂料辅料与设备涂装应用技术中心粉末涂料涂装
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