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激光粒度仪在粉末涂料行业的应用

编辑:北京海鑫瑞科技有限公司时间:2020-12-30

  本文简要分析了粉末涂料行业对激光粒度分析仪的需求及应用问题。

  这篇文章的目的是让读者更好地理解粒度测试的基础。粉末涂料产业是对粒度分布要求比较严格的行业之一。

  本文重点介绍粒度分布对粉末涂料性能的影响,激光粒度仪的原理和特点,并对如何选择适合粉末涂料行业的粒度仪提供参考意见。

  一、粒度分布对粉末涂料性能的影响

  首先,我们要知道为什么粉末涂料要测试这个物理量的粒度分布。综合来看,油漆粒子的粒度分布对粉末涂料性能的影响有以下几个大方面:

  1、涂层粒径会影响充电性能。

  粉末涂料喷涂时的粘合力主要来自静电下的库仑力。油漆粒子一般来说,粒子大小越大,电荷越好,但粒子的重力根据粒子大小的不同,比加速力的增长速度增加得更快。也就是说,如果粒子变大到一定程度,重力会比库仑力大得多,上分散度和涂层效果会变差。因此,理想状态下的粉末涂料粒子路径应尽可能在10m-60m之间调节。粉末涂料太细或太粗,涂装施工效率、质量可能会下降。

  2、影响涂层的平整度

  粉末涂料吸附在工件上加热后,形成高粘度流体状态,然后逐渐变硬。研究油平时间的NIX和DODGE公式:t=kR/(t为油漆粒子收敛时间,K为常数,R为油漆粒子半径,R为油漆油漆的表面张力,油漆粘度),表明油漆粒子大小与油平时间成正比。粉末涂料的粒度分布不均匀或粒子太粗,会严重影响平整性。

  3、影响涂层厚度

  传统粉末涂料的平均粒径一般由30m -50m控制,涂层厚度一般在60m -100m之间。不同的工作类型有不同的涂层厚度。同时,涂层厚度也会影响对单位重量有很大影响的粉末涂料可涂面积。因此,粉末涂料的粒度分布可以说是直接影响涂料性能和经济性的重要参数。

  4、影响涂层的储存性能

  一些行业专家的研究表明,粉末涂料有比这种粒子更大的临界粒子,粉末不容易结块,反之容易结块。油漆产品的粒径不能低于临界粒径。否则产品的储存性会很差。

  上图是粉末涂料的显微图像,其中有不少不到5微米的“有害”颗粒,这些颗粒不仅浪费原材料和能源,还严重影响油漆的储存性能,因此要尽量减少其含量。

  二、激光粒度仪测量原理及特点

  激光粒度分析仪是利用光散射(衍射)现象进行粒度分析的。光的本质是一种电磁波。一束平行光在传播过程中遇到障碍物粒子时,光波会偏转,偏转角度与粒子的大小有关。激光粒子系统可以检测激光束照射要测量的粉末发出的散射光,利用相应的数学分析模型解释粉末的粒度分布。激光粒度仪是目前流行的粒度测试仪器之一,具有多种优点。首先是测量动态范围广。动态范围是机器可以同时测量的大粒子大小和小粒子大小的比率。动态范围越大,测试宽分布样品的能力越强,仪器的适用范围就越广。其次,测量速度快,对使用环境要求不高。激光粒度仪通常只需要2 ~ 3分钟即可测试样品的全过程,仪器设置在干燥的室内,没有明显的振动。

  激光粒度仪的重复性利用光电检测技术快速、精度高的优点,一次可以进行1000次以上的高精度信号采样,因此测量的重复精度高,平均粒子大小的一般重复精度在1%以内。粉末涂料粒子的粒度分布范围及粒子特性属于激光粒度仪的优势领域。另外,激光粒度仪的适用范围很广,因此可以为油漆生产企业检测原料粉末(如钛、碳酸钙等)。

  三、粉末涂料行业如何选择合适的激光粒度设备

  用户在购买激光粒度设备时不太了解相关知识,因此经常会感到困惑。要选择性价比高的激光粒度仪产品,建议考虑以下指标:

  1、重复性。表示机器对同一个样品多次测量的结果的重复误差水平。误差越小,重复性越好。目前的激光粒子图国际标准建议用D50、D10、D90的重复性来衡量整体重复性。

  2、可操作性。机器是否便于操作和保养,这决定了机器的使用成本和功效。在这方面,干式激光粒度测量仪是有利的。

  3、维护较少。通过一体化激光管专利及一体化底座设计,一般使用不需要光路维护。干法窗采用密封管道式设计,窗负压保护设计与大功率吸尘器灰尘回收装置相结合,限度地回收样品,使主机完全不受灰尘影响。模块化注入系统设计,易于维护和维护。

  4、范围。机器范围越广,使用范围越广,但范围越广,机器价格也越贵。根据需要选择适当范围的仪器是合理的。建议使用0.1m-750m以上的范围。

  5、产业影响力。企业希望自己的测试结果能得到同行和客户的普遍认可。首先要考虑选定的设备供应商在业界是否已经拥有丰富的测试经验和大量的客户群。

  6、售后服务。及时、长期、有效的售后服务是保障客户设备正常使用的重要保障措施。

  图5 LS-POP(9)激光粒度测量仪

  根据上述参考指标,我们总结了选择激光粒度仪的一般原则。也就是说,选择在业界广泛使用、市长/市场占有率高的品牌模式。机器供应商在经济和交通发达的地区提供售后服务。仪器供应商对粉末涂料行业有更深的了解,重视行业的技术需求,仪器技术参数范围符合需求。只要按照上述几个原则处理,就能找到适合自己的激光粒度仪。四、干、湿激光粒度分析仪应用差异简介

  在干法激光粒子系统中,使用高压空气分散粉末,不易与粉末发生化学反应或溶解粉末。干法分散过程与粉末涂料喷涂工艺比较接近,无需专门进行粉末测定分散预处理。因此,干法测试工作简单、方便、容易理解。缺点是干法测试系统的组成比较复杂,仪器的整体制作价高,阿米克隆级粉末粒子的分散效果不如湿法分散方法。

  湿法激光粒度仪通常使用水或有机溶剂作为分散介质。液体分散介质粘度高,分散能力强。同时,由于水是声波良导体和溶剂,使用湿法测试可以使用超声波振动、添加特殊分散剂等附加分散手段。这样,湿法测试就能轻松应对难以分散的超细粉末。例如,粉末涂料原料的超细钛粉目前只有通过湿法测试才能可靠地检测粒度分布。湿法激光粒子系统还有结构简单的特性,购买成本低于一般的干法仪器。粉末涂料是不亲水的粉末,在湿法测试时要进行分散预处理,并用分散剂将粉末涂料转为亲水状态常用的分散剂有12烷基苯磺酸钠水溶液,浓度为0.5%。

  干法激光粒子道系和湿法激光粒子道系的应用领域不完全相同,不能一概而论谁更先进。一般来说,湿、干设备适用于粉末涂料行业,对干激光粒度仪的测试性能和工作便利性有一定的优势,是目前业界新标准的推荐设备。

  感谢大家耐心看完,如果想要更多关于激光粒度仪的相关知识,欢迎联系我们!